富含γ氨基丁酸发酵鸡肉肠发酵工艺的研究
目 录
1 引言 1
1.1 γ-氨基丁酸的生理功能 1
1.2 γ-氨基丁酸富集技术 2
1.3 发酵肉制品加工中营养成分的变化 3
1.4 本研究的目的意义及主要研究内容 4
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 主要试剂 4
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 试验方法..........................................................................................................................................5
3 结果与分析 10
3.1 发酵鸡肉肠发酵工艺的研究 10
3.2 响应面法优化发酵鸡肉肠发酵工艺 11
3.3 发酵鸡肉肠发酵动力学研究......................................................................................................18
结 论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 引言
发酵肉制品在我国有悠久的历史，而鸡肉作为一种传统肉类，其风味和营养价值早已得到了人们的认可。相较于猪牛肉，其中的蛋白质含量较高，且含有多种人体必需的氨基酸。同时，鸡肉也是多种矿物质（铜、铁、磷和锌）的良好来源，并且含有丰富的维生素。另外，鸡肉中的脂类物质含有较多不饱和脂肪酸-亚油酸和亚麻酸，从而降低了人体中低密度胆固醇的含量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，减少其对人体的不利影响。发酵鸡肉制品的生产伴随着微生物的发酵过程，产生的谷氨酸正好是γ-氨基丁酸合成的原料，从而产生γ-氨基丁酸。
γ-氨基丁酸，英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)，又名4-氨基丁酸，是一种以自由态的形式广泛存在于原核生物和真核生物中的非蛋白质组成的天然氨基酸，由谷氨酸(Glutamic acid, Glu)经谷氨酸脱羧酶(Glutamatedecarboxylase, GAD)催化转化而来。其结构是在丁酸的γ位上有一个氨基，以非结合态的形式存在。γ-氨基丁酸分子式为C4H9NO2,分子量为103.12。GABA的积累会随着年龄的增长和精神压力的加大而变得困难，日常饮食可有效改善这种情况，有利于人体健康。近年来，富含GABA产品的开发引起我国学者的关注，利用安全的微生物发酵进行GABA富集研究逐渐成为医学界和食品科学界关注的热点之一。
本研究的特点在于利用对人体安全的微生物—乳酸菌和双歧杆菌高效富集GABA，进行GABA发酵鸡肉肠的研制，开发符合我国饮食文化的发酵鸡肉肠。
1.1 γ-氨基丁酸的生理功能
1950年Roberts等人发现在哺乳动物大脑中存在GABA，但GABA生理活性尚不清楚。1966年，Krnjevic等的研究表明GABA在哺乳动物大脑中模仿内源性神经递质工作。1975年在第二届国际GABA专题讨论会上，GABA被确认是哺乳动物神经中枢的一种抑制性递质。GABA作为抑制性神经递质参与脑的许多生理活动，具有改善大脑细胞代谢、大脑血液循环，增加大脑氧气的供给等功能。目前绝大部分治疗人脑的中药和西药配方中均含有GABA。
1.1.1 降低血压
大量的动物实验和临床医学证实，GABA能够阻断交感神经，从而有效降低动物血压。GABA还可以通过抑制血管紧张素转换酶的活性，达到降低血压的效果[10]。
1.1.2 治疗疾病
1997年，大熊诚太郎经研究表明，帕金森病人和癫痫病患者脊髓中的GABA浓度低于正常水平，而GABA可提高机体抗惊厥阈值。因此GABA用于治疗癫痫。另外，神经组织中GABA的降低也与脑动脉硬化、老年痴呆等病症的形成有关。
1.1.3 抗焦虑作用
GABA是脑组织中最重要的神经递质之一，可结合抗焦虑的受体使之激活，阻止与焦虑有关的信息抵达脑中枢，从而镇定神经，起到抗焦虑的效果。
1.1.4 改善肝、肾功能
GABA能够抑制谷氨酸的脱羧反应，与α-酮戊二酸反应生成谷氨酸。使血氨降低，解除氨毒，从而增进肝脏功能。另外，GABA可以激活利尿作用，即使摄入过多的盐分，也能通过尿液排出，因此GABA具有活化肾功能的作用。
1.1.5 调节心血管功能
GABA 能参与哺乳动物（包括人类）心血管功能调节，可抑制心律失常的发生。研究发现，外源性 GABA 具有抗心律失常活性，可对抗多种实验性心律失常。
1.1.6 其他功能
除上述功能外，研究表明，GABA还具有延缓神经衰老、调节激素分泌、促进酒精代谢、改善失眠、防止皮肤老化等多种作用[11]。
1.2 GABA富集技术
GABA作为一种最近崛起的功能因子广受关注，一方面可以开发成保健食品，另一方面可以开发成治疗药物。由于GABA天然产物中量比较少，所以必须从外界中富集提取，目前提取GABA的方法主要是化学法和生物合成法，其中生物合成法包括植物富集法和微生物发酵法两大类。生物法合成GABA是利用生物体内的谷氨酸脱羧酶作为催化剂，将L-谷氨酸脱羧成GABA。
1.2.1 化学制备法
GABA的化学合成方法主要是通过γ-氯丁氰的取代水反应来合成，将邻苯二甲酰亚胺钾与γ-氯丁氰在强烈条件下（180℃）反应，产物与浓硫酸一起回流水解，再经过结晶提纯而得[13]。另外一种是毗咯烷酮作为原料，经氢氧化钙、碳酸氢铵水解制得[14]。
1.2.2 植物富集法
植物中GABA富集和其在所处的逆境条件下应激反应有关，这些应激反应包括低氧、低温、干旱、高H+浓度、机械损伤和虫害等。逆境条件下，细胞内Ca2+浓度快速增高，导致GABA的积累，而积累的GABA反过来刺激细胞内Ca2+的继续释放，从而加大了植物体对逆境的反应[10]。
1.2.3 微生物发酵法
微生物法利用谷氨脱羧酶在生物体内催化产生GABA。微生物法合成比较简单方便，合成前景好，污染少，是一条很好的制备GABA途径。近年来运用乳酸菌催化合成GABA的研究很多，许建军等[17]运用Lactococcus lactis深层发酵合成的GABA含量为250mg/L，运用乳酸菌发酵合成的方法很值得推广和使用。
1.3 发酵肉制品加工中营养成分的变化
1.3.1 碳水化合物
发酵肉制品中碳水化合物的降解主要依靠乳酸菌将其分解成酸类物质，除乳酸外还有酒精、乙酸等其他有机酸，从而使产品的pH值迅速降低。
1.3.2 蛋白质
发酵肉制品在成熟过程中，蛋白质经内源酶、细菌的蛋白酶作用生成氨基酸或小分子肽，其中部分氨基酸经降解作用生成醛、酮等小分子化合物。目前大部分学者认为蛋白质的降解主要是依靠自身含有的组织蛋白酶和钙激活酶催化完成的，但通过游离氨基酸的测定，微生物的发酵对蛋白质降解作用也是极其重要的。
1 引言 1
1.1 γ-氨基丁酸的生理功能 1
1.2 γ-氨基丁酸富集技术 2
1.3 发酵肉制品加工中营养成分的变化 3
1.4 本研究的目的意义及主要研究内容 4
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 主要试剂 4
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 试验方法..........................................................................................................................................5
3 结果与分析 10
3.1 发酵鸡肉肠发酵工艺的研究 10
3.2 响应面法优化发酵鸡肉肠发酵工艺 11
3.3 发酵鸡肉肠发酵动力学研究......................................................................................................18
结 论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 引言
发酵肉制品在我国有悠久的历史，而鸡肉作为一种传统肉类，其风味和营养价值早已得到了人们的认可。相较于猪牛肉，其中的蛋白质含量较高，且含有多种人体必需的氨基酸。同时，鸡肉也是多种矿物质（铜、铁、磷和锌）的良好来源，并且含有丰富的维生素。另外，鸡肉中的脂类物质含有较多不饱和脂肪酸-亚油酸和亚麻酸，从而降低了人体中低密度胆固醇的含量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，减少其对人体的不利影响。发酵鸡肉制品的生产伴随着微生物的发酵过程，产生的谷氨酸正好是γ-氨基丁酸合成的原料，从而产生γ-氨基丁酸。
γ-氨基丁酸，英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)，又名4-氨基丁酸，是一种以自由态的形式广泛存在于原核生物和真核生物中的非蛋白质组成的天然氨基酸，由谷氨酸(Glutamic acid, Glu)经谷氨酸脱羧酶(Glutamatedecarboxylase, GAD)催化转化而来。其结构是在丁酸的γ位上有一个氨基，以非结合态的形式存在。γ-氨基丁酸分子式为C4H9NO2,分子量为103.12。GABA的积累会随着年龄的增长和精神压力的加大而变得困难，日常饮食可有效改善这种情况，有利于人体健康。近年来，富含GABA产品的开发引起我国学者的关注，利用安全的微生物发酵进行GABA富集研究逐渐成为医学界和食品科学界关注的热点之一。
本研究的特点在于利用对人体安全的微生物—乳酸菌和双歧杆菌高效富集GABA，进行GABA发酵鸡肉肠的研制，开发符合我国饮食文化的发酵鸡肉肠。
1.1 γ-氨基丁酸的生理功能
1950年Roberts等人发现在哺乳动物大脑中存在GABA，但GABA生理活性尚不清楚。1966年，Krnjevic等的研究表明GABA在哺乳动物大脑中模仿内源性神经递质工作。1975年在第二届国际GABA专题讨论会上，GABA被确认是哺乳动物神经中枢的一种抑制性递质。GABA作为抑制性神经递质参与脑的许多生理活动，具有改善大脑细胞代谢、大脑血液循环，增加大脑氧气的供给等功能。目前绝大部分治疗人脑的中药和西药配方中均含有GABA。
1.1.1 降低血压
大量的动物实验和临床医学证实，GABA能够阻断交感神经，从而有效降低动物血压。GABA还可以通过抑制血管紧张素转换酶的活性，达到降低血压的效果[10]。
1.1.2 治疗疾病
1997年，大熊诚太郎经研究表明，帕金森病人和癫痫病患者脊髓中的GABA浓度低于正常水平，而GABA可提高机体抗惊厥阈值。因此GABA用于治疗癫痫。另外，神经组织中GABA的降低也与脑动脉硬化、老年痴呆等病症的形成有关。
1.1.3 抗焦虑作用
GABA是脑组织中最重要的神经递质之一，可结合抗焦虑的受体使之激活，阻止与焦虑有关的信息抵达脑中枢，从而镇定神经，起到抗焦虑的效果。
1.1.4 改善肝、肾功能
GABA能够抑制谷氨酸的脱羧反应，与α-酮戊二酸反应生成谷氨酸。使血氨降低，解除氨毒，从而增进肝脏功能。另外，GABA可以激活利尿作用，即使摄入过多的盐分，也能通过尿液排出，因此GABA具有活化肾功能的作用。
1.1.5 调节心血管功能
GABA 能参与哺乳动物（包括人类）心血管功能调节，可抑制心律失常的发生。研究发现，外源性 GABA 具有抗心律失常活性，可对抗多种实验性心律失常。
1.1.6 其他功能
除上述功能外，研究表明，GABA还具有延缓神经衰老、调节激素分泌、促进酒精代谢、改善失眠、防止皮肤老化等多种作用[11]。
1.2 GABA富集技术
GABA作为一种最近崛起的功能因子广受关注，一方面可以开发成保健食品，另一方面可以开发成治疗药物。由于GABA天然产物中量比较少，所以必须从外界中富集提取，目前提取GABA的方法主要是化学法和生物合成法，其中生物合成法包括植物富集法和微生物发酵法两大类。生物法合成GABA是利用生物体内的谷氨酸脱羧酶作为催化剂，将L-谷氨酸脱羧成GABA。
1.2.1 化学制备法
GABA的化学合成方法主要是通过γ-氯丁氰的取代水反应来合成，将邻苯二甲酰亚胺钾与γ-氯丁氰在强烈条件下（180℃）反应，产物与浓硫酸一起回流水解，再经过结晶提纯而得[13]。另外一种是毗咯烷酮作为原料，经氢氧化钙、碳酸氢铵水解制得[14]。
1.2.2 植物富集法
植物中GABA富集和其在所处的逆境条件下应激反应有关，这些应激反应包括低氧、低温、干旱、高H+浓度、机械损伤和虫害等。逆境条件下，细胞内Ca2+浓度快速增高，导致GABA的积累，而积累的GABA反过来刺激细胞内Ca2+的继续释放，从而加大了植物体对逆境的反应[10]。
1.2.3 微生物发酵法
微生物法利用谷氨脱羧酶在生物体内催化产生GABA。微生物法合成比较简单方便，合成前景好，污染少，是一条很好的制备GABA途径。近年来运用乳酸菌催化合成GABA的研究很多，许建军等[17]运用Lactococcus lactis深层发酵合成的GABA含量为250mg/L，运用乳酸菌发酵合成的方法很值得推广和使用。
1.3 发酵肉制品加工中营养成分的变化
1.3.1 碳水化合物
发酵肉制品中碳水化合物的降解主要依靠乳酸菌将其分解成酸类物质，除乳酸外还有酒精、乙酸等其他有机酸，从而使产品的pH值迅速降低。
1.3.2 蛋白质
发酵肉制品在成熟过程中，蛋白质经内源酶、细菌的蛋白酶作用生成氨基酸或小分子肽，其中部分氨基酸经降解作用生成醛、酮等小分子化合物。目前大部分学者认为蛋白质的降解主要是依靠自身含有的组织蛋白酶和钙激活酶催化完成的，但通过游离氨基酸的测定，微生物的发酵对蛋白质降解作用也是极其重要的。
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