技術領域
本發(fā)明涉及一種禽畜用飼料添加劑，特別是可促進禽畜生長能力的飼料添加劑。是各類飼料生產廠家首選的提高禽畜生長能力的飼料添加劑之一。
背景技術：
γ-氨基丁酸是一種天然存在的非蛋白質氨基酸，是哺乳動物中樞神經系統(tǒng)中重要的抑制性神經傳達物質，約50%的中樞神經突觸部位以GABA為遞質。GABA除具有鎮(zhèn)靜、降血壓和抗驚厥等生理作用外，還在促進動物生長、調節(jié)食欲和抗應激方面表現出良好的效果，受到人們愈來愈多的關注。由于GABA具有良好的生理功效，目前在日本和美國已被廣泛應用于食品、醫(yī)藥和化妝品中。在我國食品行業(yè)，國家衛(wèi)生部于2009年9月27日第十二號公告批準GABA為新資源食品。
在禽畜飼料行業(yè)，γ-氨基丁酸的攝入可興奮動物的采食中樞，促進動物胃液和成長激素的分泌，從而提高動物的生長速率和采食量。韋習會等考察了日糧中添加γ-氨基丁酸對生長豬采食量的效果，發(fā)現在10mg/kg與20mg/kg的添加水平時，試驗豬采食量顯著提高。曹德瑞等也證實，在生長肥育豬日糧中添加10mg/kg量的γ-氨基丁酸能提高日增重、屠宰率及眼肌面積，同時降低料重比且沒有對豬的內臟器官產生顯著影響。
目前，國內γ-氨基丁酸的生產方式包括化學合成法，微生物催化法和提取法?；瘜W合成法和提取法由于成本較高，同時由于化學合成法在合成過程中大量使用有毒化學試劑，使得其在飼料使用中的安全性有待評價，大大限制了其在飼料行業(yè)中的應用?；诖耍⑸锎呋ㄉaγ-氨基丁酸由于其所用原料安全，生產過程中不引入任何有毒化合物，所得產品綠色無污染，且安全系數高，可以用作畜禽等飼料的添加劑，越來越引起研究人員的關注。
技術實現要素：
1.發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于避免目前所普遍使用的大腸桿菌催化生產γ-氨基丁酸，采用安全性較高的枯草芽孢桿菌（菌種保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期為2011年12月08號，菌種保藏編號為CGMCCNo.5550，菌種分類命名為枯草芽孢桿菌，英文名稱為Bacillussubtilis）來進行發(fā)酵催化生產γ-氨基丁酸，同時提供一種高效、成本較低的制備γ-氨基丁酸的方法。
2.技術方案
目前我國γ-氨基丁酸生產主要以化學合成方法為主，不能直接用于飼料、食品和醫(yī)藥行業(yè)。本發(fā)明采用枯草芽孢桿菌發(fā)酵催化L-谷氨酸制備γ-氨基丁酸原料，反應條件溫和，環(huán)境污染小，轉化效率高，成本較低，可用于飼料、食品和醫(yī)藥等行業(yè)的添加劑或原料。
本發(fā)明的目的可以通過以下的技術方案來達到，即一種微生物發(fā)酵法生產γ-氨基丁酸方法，其生產工藝為：
（1）枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）通過液體發(fā)酵產生高活力的L-谷氨酸脫羧酶；
（2）將L-谷氨酸直接投加于含有菌體和L-谷氨酸脫羧酶的發(fā)酵液中，調節(jié)至最適pH進行酶促反應；
（3）酶促反應結束后，在催化液中加入淀粉，噴霧干燥即可得γ-氨基丁酸粉劑。
上述步驟（1）所用的枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基為葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，pH7.0，121℃下滅菌20min；培養(yǎng)溫度為37℃。
上述步驟（2）的發(fā)酵液中投加比例為70%（w/v）的L-谷氨酸，調節(jié)pH至4.5～4.8，37℃下催化反應24h。
上述步驟（3）中催化反應結束后，在催化液中加入20%的淀粉，攪拌均勻后進行噴霧干燥，最終所得γ-氨基丁酸粉劑的有效物質含量不低于55%。
3.本發(fā)明的有益效果
目前，國內γ-氨基丁酸的生產主要以化學合成法為主，其成本較高，得率較低，并且在生產工藝中使用危險溶劑，甚至是有毒溶劑，使得其在飼料使用中的安全性有待評價。因此化學合成法制備的γ-氨基丁酸不能用于食品和飼料，也不能認為是一種天然的食品和飼料添加劑。本發(fā)明采用微生物（枯草芽孢桿菌）發(fā)酵法生產γ-氨基丁酸，所用來源豐富、安全，價格低廉，成本低，工藝流程簡單。同時，生產過程中不引入任何有毒有害化合物，所得產品綠色無污染，安全系數高，可以認為是天然添加劑用作動物飼料和水產飼料等，同時也可應用于食品、藥品和保健品等的原料，從而替代化學源γ-氨基丁酸。
具體實施方式
1.枯草芽孢桿菌的發(fā)酵
（1）種子培養(yǎng)
從平板（葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，1.5%瓊脂粉，pH7.0）上挑取一單菌落，接種至裝有150ml種子培養(yǎng)基（葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，pH7.0）的500ml三角瓶中，于搖床上200rpm37℃振搖培養(yǎng)14h。
（2）枯草芽孢桿菌的分批發(fā)酵
將種子以0.5%接種量接種至3L發(fā)酵培養(yǎng)基（葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，pH7.0）中。設定發(fā)酵操作參數：轉速700rpm，通氣量0.5~1.0vvm，37~38.5℃，培養(yǎng)24h后，發(fā)酵結束。
2.發(fā)酵結束后，于發(fā)酵液中直接投加最多至70%（w/v）L-谷氨酸，調節(jié)pH為4.5～4.8進行催化反應，反應條件為37℃催化24h。
3.催化反應結束后，在催化液中加入20%的淀粉，攪拌均勻。噴霧干燥，得到γ-氨基丁酸粉劑2.49kg，其中γ-氨基丁酸含量不低于55%。
1.一種酶法生產γ-氨基丁酸方法，其生產工藝為：
（1）枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）通過液體發(fā)酵產生高活力的L-谷氨酸脫羧酶；
（2）將L-谷氨酸直接投加于含有菌體和L-谷氨酸脫羧酶的發(fā)酵液中，調節(jié)至最適pH進行酶促反應；
（3）酶促反應結束后，在催化液中加入淀粉，噴霧干燥即可得γ-氨基丁酸粉劑。
2.根據權利要求1所述的微生物發(fā)酵，其特征在于γ-氨基丁酸由枯草芽孢桿菌發(fā)酵所得，菌種保藏編號為CGMCCNo.5550。
3.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（1）所用的枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基為葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，pH7.0，121℃下滅菌20min；培養(yǎng)溫度為37℃。
4.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（2）的發(fā)酵液中L-谷氨酸投加最大比例為70%（w/v）。
5.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（2）所述的酶促反應最適pH為4.5～4.8。
6.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（2）所述的酶促反應條件為37℃下催化反應24h。
7.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（3）所述的在催化液中加入20%（w/v）的淀粉，攪拌均勻。
8.根據權利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法轉化制備方法，其特征在于步驟（3）所述的噴霧干燥所得γ-氨基丁酸粉劑的有效物質含量不低于55%。