以 Aspergillus oryzae 固態發酵生產GABA 與輔助乳酸菌生產 GABA 能力之探討

學生姓名: 劉康禾
指導教授: 邱思魁
學期: 105下
摘　　要: γ-胺基丁酸 (γ-aminobutyric acid, GABA) 為脊髓動物交感神中主要的神經傳導抑制物，能舒緩因神經訊息過度傳遞所產生的疾病，故近十年來研究如何提升 GABA 含量及生產高 GABA 食品。相關研究常使用 GRAS (Generally Recognized As Safe) 乳酸菌作為發酵手段，而 GRAS 的絲狀真菌卻未被廣泛探討；因此探討食品產業常用發酵菌 Aspergillus oryzae 生產 GABA 與輔助乳酸菌生產 GABA 的能力，了解其在 GABA 工業的應用潛力。燕麥經過 A. oryzae var. effuses 及 A. oryzae 72 小時發酵， GABA 分別從控制組 57.1 (µg/g) 提升至 330.9 及 435.2 (µg/g)，提升 4.8 及 6.6 倍。市售四種米麴分離出相應的四株 Aspergillus sp.，NSK、NST、NSJ 與 NSZ 以葡糖糖 (5% v/v) 作為基質發酵十日，結果顯示 A. oryzae NSK 產生最多 GABA，且在發酵利用率上最有效率，因為它使用最少基質 (0.2596/g)、最短時間 (72 h) 但最多 GABA (194±2.21 mg/L)，其高GAD 酵素活性 (26.10 units/g cells)，能夠迅速轉麩胺酸成 GABA 避免自行利用。二次發酵以黃豆做為基質，經Aspergillus oryzae FMB S46471 發酵 12 天再以具 GABA 生產能力的 Lactobacillus brevis GABA 100 發酵 5 天，生成 GABA 6.5±0.3 g/kg，總胺 45.7±0.3 g/kg；再經過 90 天的熟成，生成 GABA 11.6±0.3 g/kg，總胺基酸72.7±1.8 g/kg；相較於市售黃豆醬 GABA 0.2 g/kg，總胺基酸 24.0±0.2 g/kg，此種發酵法可增加 31.5 倍 (17 天) 或 57 倍 (17+90 天)。基質 (糯米及米糠) 與Aspergillus oryzae TISTR 3102 1:2 (w/w)固態發酵生產益生元 IMO (Isomalto-Oligosaccharide)，具提升乳酸菌(Lactobacillus plantarum 及 Lactobacillus acidophilus) 生長能力及抑制病原菌 (Escherichia coli and Salmonella paratyphi)。上述研究中A. oryzae 能作為未來提升榖類產品 GABA 含量的手段之一，但其作為 GABA 生產菌株的潛力未能超過乳酸菌生產效率，因此考慮其具生成益生元輔助乳酸菌生長的能力，或許以 A. oryzae 輔助乳酸菌是更具潛力的方法。