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γ-氨基丁酸在食品、医药保健、饮料加工等领域具有广泛的应用前景和市场需求。目前,γ-氨基丁酸的制备方法主要有化学合成、微生物发酵和生物转化法等,但是化学法成本高、得率低,在生产工艺中使用危险溶剂,且不能被用于食品、药品和饲料加工等领域。微生物发酵法生产周期长、生产得率较低且后续分离提取较为困难,使其工业化应用受到限制。
本项目使用生物转化法,获得一种新型的谷氨酸脱羧酶,成功构建了高效表达该酶的菌种,开发了制备γ-氨基丁酸的新工艺。相较于目前国内外已报道的谷氨酸脱羧酶而言,该酶具有更高的催化效率和较广的pH范围,更适合工业化生产。本项目以L-谷氨酸(盐)为底物,常温常压条件下转化8~12 h,γ-氨基丁酸产量可达350 g/L,底物摩尔转化率高达99%,为目前已知报道的最高产量和得率,具有较好的技术应用前景。
本项目具有自主知识产权生产条件易于控制,生产设备简单,生产周期短,原料综合利用率高且分离纯化工艺简便,能有效降低生产成本。目前该成果已经申请中国发明专利2项,正处于审查意见答复阶段,结合专利和技术秘密,正在布局形成较为完整的保护体系。