γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一种广泛存在于原核生物和真核生物中的非蛋白质氨基酸,具有多种生理功能,例如降血压、改善睡眠、治疗抑郁、预防糖尿病、活化肝肾功能等,被广泛应用于食品、医药等领域。GABA主要是通过谷氨酸脱羧酶(GAD)催化谷氨酸脱羧转化而成的。乳酸菌、酵母菌、霉菌以及其他微生物中均含有这种酶,因此,可通过提取谷氨酸脱羧酶或通过微生物发酵来生产GABA。梨果肉质细脆,含糖量高,香甜爽口,营养丰富,是酿造果酒的良好原料。本课题的目的是酿造富含GABA的梨酒,以便强化梨酒的保健功能。高产GABA酿酒酵母的诱变选育。以既有较强产GABA能力,又有较强产酒精能力的酿酒酵母KS45为出发菌株,采用常压室温等离子体(ARTP)进行诱变选育,获得了高产GABA的2株酿酒酵母:KS45-60和KS45-180,其产GABA能力分别超KS45的14.9%和36.08%,其中KS45-180产量最高。ARTP最适诱变条件:电源功率为120 w、工作气流量为10 L/min、等离子体发射源与样品之间距离为2 mm、样品量为10μL、利用氦气作为工作气体、产生的等离子体温度在25℃~35℃(室温)、处理时间为60 s和180 s。高产菌株经过连续6次传代,其GABA产量处于稳定状态,可其用于富含GABA梨酒的酿造。梨酒酿造过程中γ-氨基丁酸产生特性研究。结果表明,GABA的大量产生是在梨酒主酒精发酵完成后随即启动的;在梨酒主酒精发酵结束后,随着发酵时间的延长,酵母活菌数逐渐下降,而GABA含量却持续快速增加,二者呈现出负相关的关系;在梨酒主酒精发酵阶段,GAD酶活快速增加并达到最大值,而在主酒精发酵结束后,GAD酶活快速下降;将梨酒上清液在30℃下继续发酵14 d,发现残存的GAD游离酶仍可合成GABA,使得梨酒中GABA含量继续增加;在酒精发酵阶段,培养基中的糖含量快速下降,并且GABA含量也下降,而主酒精发酵结束后,糖含量趋于稳定并大量合成累积GABA;主发酵时候,pH逐渐下降,发酵结束后趋于稳定,这是由于酵母菌消耗有机物,产生一些酸性物质,如丙酮酸等等,这些物质降低了培养基的pH,酒精发酵结束后有机物消耗降低,产酸能力也下降,最后趋于稳定。富含γ-氨基丁酸梨酒的酿造工艺研究。研究了溶氧量、谷氨酸钠添加时间、糖度、接种量、温度、过滤、pH、二氧化硫添加量对梨酒中GABA含量的影响,得到适宜的富含GABA梨酒的酿酒工艺为:装液量为100%,接种量为10%,初始糖度为20%,发酵温度为30℃,初始pH为5,在发酵早期添加适宜的谷氨酸盐,带醪发酵,二氧化硫添加量为60 mg/L。在最佳条件下,梨酒的酒精度为9.4 V/Vvol,梨酒中GABA的含量达到101.42 mg/L,超过安琪酵母产量,口感与普通梨酒很类似。