γ-氨基丁酸(GABA)是神经系统中重要的抑制性神经递质,具有多种活性。目前,国内外规模生产GABA主要通过化学法,其安全性较差。可工业化纯天然GABA的富集、提纯方法是解决化学法安全性不强,促进其广泛应用的重要途径。我国是水产品养殖大国,水产品中含有的氨基酸、糖类、微量元素、肽等正与目前各种发酵培养基的主要成分相一致,具备制备培养基和转化GABA的条件。将价值低廉的水产品和水产品下脚料作为原料生物转化GABA,不仅可以填补我国利用水产品为原料生物转化GABA的研究空白,而且可以降低生产GABA的成本,开发潜力巨大。该项研究在国内外还未见到相关报道。本文以扇贝作为生产γ-氨基丁酸(GABA)的新材料。首先从自然发酵的扇贝中筛选到一株具有GABA生产能力的菌株A13。该菌株经紫外诱变后,以GYP为发酵培养基,其GABA转化能力由2.2g/L,提升至4.1g/L。由基因全序列分析鉴定该菌株为鸟肠球菌(编号E.avium 9184)。第二,以扇贝溶液直接作为发酵培养基,利用筛选菌株A13发酵生产GABA。通过单因素实验和响应面分析确定了扇贝溶液直接发酵生产GABA的最佳条件。在优化条件下,扇贝溶液中GABA转化量为317mg/L,比未经优化的条件提高2.2倍。第三,本论文利用两阶段发酵法对E.avium 9184菌株高产GABA的制备工艺进行研究。第一阶段为细胞生长阶段,确定菌体生长的最佳pH值、温度、葡萄糖添加量、培养时间。最佳条件下,菌体最大干重为2.1g/L。第二阶段为次生代谢产物(GABA)生产阶段。确定最有利于GABA形成的pH值、发酵温度、谷氨酸钠添加量、发酵时间。以两阶段发酵法生产GABA,在72小时时达到最大值3.71g/L,其终产量比传统的直接发酵法提高1.4倍。本研究为水产品的高值化利用提供了新的实验思路和理论依据。第四,首次对GABA的抗甲减活性进行研究。甲状腺机能减退症是一种严重危害人们身体健康的常见的内分泌疾病。临床以血清甲状腺激素水平(T3、T4、FT3、FT4)降低,促甲状腺激素(TSH)升高为其主要特征。近年来甲减的发病率明显增高,在50岁以上妇女中有10%-20%患有亚临床甲减。该病并发症多,常伴有或导致心血管、脑血管、消化、呼吸、肾上腺、性腺等多系统多脏器的损害,病情重者可发生甲减危象、心肾功能衰竭等严重的并发症,甚至危及生命而导致死亡。因此对该病的研究,正愈来愈受到国内外学者的重视。本文研究了GABA的抗甲减能力,结果表明,氟化钠诱导的甲减小鼠口服GABA可以促进T3、T4激素含量显著增高,通过保护肝脏提升血液中TBG含量,促进T4的分泌。并可以保护甲状腺滤泡上皮细胞结构完整,抵抗氟化钠的毒性效应,抑制细胞凋亡进程的发生,这种保护和抑制作用显著强于阳性对照组。由水产品生物转化的GABA,为纯天然生物制品,无毒无害,可以作为一种治疗和预防甲减的药物开发。