人人都在说的GABA,究竟是什么?
据 2019 年日本的功能食品市场调查统计,自2015年功能性标示食品实施以来,由于有明确证据能缓解压力和改善睡眠,GABA 相关产品的数量保持稳健增长。GABA 相关产品的数量位居市场第二(第一名是膳食纤维),在助眠、美容、舒缓压力等方面都有广泛应用。
听上去老厉害了,那么GABA是什么呢?今天我们就来好好了解一下。
ㆍGABA是什么?
ㆍGABA的发展历史
ㆍGABA的生产工艺
ㆍGABA安全吗?
ㆍ我们身边的GABA
GABA全称为γ-氨基丁酸(γ2Aminobutiric acid ),是一种化合物,化学式是C₄H₉NO₂,别名4-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,简称GABA),是一种四碳、非蛋白氨基酸,在脊椎动物、植物和微生物中广泛存在。[1]
氨基丁酸是指γ-氨基丁酸,也叫做氨酪酸,是一种以自由态广泛存在于原核生物和真核生物的非蛋白质氨基酸,在哺乳动物脑和脊髓中具有多种功效,在中枢神经系统中作为抑制性神经递质起作用。已报道的生理活性有调节血压、促使精神安定、促进脑部血流、增进脑活力、营养神经细胞、增加生长激素分泌、健肝利肾、预防肥胖、促进乙醇代谢(醒酒)、改善更年期综合症等多种功效[2,3]。
1950年, Roberts[4], Udenfriend[5]以及 Awapara[6]几乎同时发现在哺乳动物大脑中存在GABA, 但GABA的生理活性尚不清楚。Roberts[7]证明了大脑中GABA是谷氨酸在谷氨酸脱羧酶 ( Glutamate decarboxylase, GAD) 的作用下,经a- 脱羧反应得到的。
1966年, Kmjevic [7]等人的研究明确表明, 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[8]。随着研究的深入,GABA 的生理功能不断得到阐明, 现已发展成为一种新型功能性因子, 正逐渐被广泛用于医药、食品保健、化工及农业等行业。
近20多年来,对GABA的研究开发已经引起了极大关注,兴起了GABA热潮,产品不断推陈出新,取得了可喜进展。
目前已有的GABA生产工艺有化学合成法、植物富集法和微生物发酵法。
相比而言,化学合成安全性较差,植物富集的GABA 含量很低,而微生物发酵合成 GABA 就显得更具有开发前景。过去发酵法生产 GABA 多以大肠杆菌为生产菌,随着绿色食品的不断开发,一些含有谷氨酸脱羧酶的曲霉、酵母菌、乳酸菌等已经逐渐代替大肠杆菌,用于催化谷氨酸脱羧制得 GABA,部分己实现商业化生产。[9]
那我们就重点介绍一下微生物发酵法。
乳酸菌作为一种食品安全级的微生物, 在食品工业中的应用非常广泛。乳酸菌在人和动植物体内定植, 可产生大量有益健康的成分, 因此被誉为重要的、必不可少的益生菌。
乳酸菌制品的健康功效使其具有巨大的市场潜力, 以日本为例, 据2002年日本健康营养学会统计[10], 1999年日本批准的19大类171种健康食品中, 乳酸菌类产品销售总额所占的份额高达82.1%, 遥遥领先于其他品种。日本大阪生物环境科学研究所的森下日出旗筛选得到高产GABA的乳酸菌Lactobacillus plantarum M- 10, 该乳酸菌在米糠成分的存在下能增强产GABA的能力[11]。1997年, 日本学者 Hayakawa[12]对8株短乳杆菌进行筛选, 发现其中IFO 10025在5%谷氨酸为底物下, 能积累产生10g/L的GABA。2003年, 日本学者掘江典子[13]筛选出1株乳酸菌菌株, 最高积累的GABA达到35g/L左右。
与日本的研究相比, 国内的研究起步较晚, 发酵水平有不少差距。我国江南大学的江波等人[14]对生物发酵生产γ- 氨基丁酸进行了研究, 用乳酸菌或乳酸菌和酵母菌混用作为菌种, 以L- 谷氨酸钠为转化底物, 添加碳源、氮源以及无机盐组成发酵培养基, 利用发酵法生物转化制备γ- 氨基丁酸。发酵后经检测, GABA在发酵液中的含量高达300~800mg/100mL。
浙江大学的黄俊等人从未灭菌的生牛奶中筛选出1株高产GABA的乳酸菌Lactobacill brevis CGMCCNO.1306, 经诱变选育后, 发酵液中GABA的含量已高达76.36 g/L[15,16]。上述这些研究为乳酸菌生物合成GABA奠定了一定的基础。
GABA因较好的生理功能和应用前景受到广泛关注,并被应用于食品、医药和化妆品中心。日本厚生省、 欧洲食品安全局(EFSA) 和美国食品药品管理局(FDA)承认乳酸菌发酵生产的GABA为天然食品添加剂[17]。2009年,中国卫生部批准此类GABA为新资源食品[18]。天然GABA已被应用到乳制品软饮料、巧克力、调味品、烘焙食品和酒饮料中。
GABA作为一种非蛋白质氨基酸 ,除了在哺乳动物、甲壳类动物、昆虫和某些寄生蠕虫神经系统中作为重要的抑制性神经递质起作用外,还广泛存在于细菌、真菌、藻类、藓类、蕨类和一些高等植物中。高等植物组织中 GABA 的含量通常为 013~3215μmol·g- 1,超过许多蛋白质类氨基酸的含量 ,可供食用的植物 ,如经过处理的茶叶、桑叶、发芽糙米、鲜蕨、果仁等含有丰富的 GABA。[19 ]
所以如果你失眠睡不好,那可能是缺GABA
如果一直觉得焦虑压力大,也可能是缺GABA
如果你心烦意乱躁动不安,还是可能缺GABA
……
“药食同源”是目前被提倡的一种食法 ,大家不要忘记给身体补充GABA哦~
参考文献:
1. 叶惟泠. γ-氨基丁酸的发现史[J]. 生理科学进展, 1986(02):93-95.
2. 杨胜远, 陆兆新, 吕风霞,等. γ-氨基丁酸的生理功能和研究开发进展[J]. 食品科学, 2005(09):546-551.
3. Park K B , Oh S H . Production of yogurt with enhanced levels of gamma-aminobutyric acid and valuable nutrients using lactic acid bacteria and germinated soybean extract[J]. Bioresource Technology, 2007, 98(8):1675-1679.
4. Roberts E, Frankel S. γ- Aminobutyric acid in brain: its formation from glutamic acid [ J] . Biol Chem, 1950,187: 55- 63.
5. Udenfriend S. Identification of γ- aminobutyric acid in brain by the isotope derivative method [J] . Biol Chem, 1950,87: 65- 69
6. Awapara J, Landua A J, Fuerst R. Free γ- aminobutyric acid in brain [J] . Biol Chem, 1950, 187: 35- 39.
7..Krnjevic K, Schwartz S. Isγ- Aminobutyric acid an inhibitory transmitter [J] . Nature, 1966, 211: 1 372- 1 374.
8.叶 惟 怜 . γ- 氨 基 丁 酸 的 发 现 史 [J] . 生 理 科 学 进 展 .1986, 17 ( 2) : 187- 189
9.Noriko Komatsuzaki, Jun Shima, Shinichi Kawamoto, et al. Production of γ-amionbutyric acid by Lactobacillus paracasei isolated from traditional fermented foods[J]. Food Microbiology, 2005,22:497-504
10.Yokoyama S., Hiramatsu J. L, Hayakawa K. Production ofγ- Aminobutyric Acid from Alcohol Distillery Lees byLactobacillus brevis IFO- 12005 [J] . Journal of Bioscienceand Bioengineering, 2002, 93 ( I) : 95- 97.
11.孙百申. 红曲霉发酵及某些生理活性物质的研究 [D] . 杭州: 浙江工业大学, 2004.
12.上野羲荣, 乳酸菌の生理活性作用の利用 ( 日) . 生物工学会誌, 2003, 85 ( 3) : 109- 114.
13.许建军. 一种食品功能因子 γ- 氨基丁酸的制备方法: 中国, 02113140. 6 [P] . 2006 [2006] .
14.钟环宇, 许建军, 江波. 利用响应面分析法优化 γ- 氨基丁酸发酵培养基 [J] . 无锡轻工业大学学报, 2004, 23( 3) : 19- 22.
15.夏江, 梅乐和, 黄俊,等. 产γ-氨基丁酸的乳酸菌株筛选及诱变[J]. 核农学报, 2006, 20(5):379-382.
16.崔晓俊, 江波. 乳酸菌 SK- 005 发酵产 γ- 氨基丁酸的条件优化 [J] . 食品研究与开发, 2005, 26 ( 6) : 64- 65
17.黄俊.利用短乳杆菌制备y-氨基J酸相关过程研究[D].杭州:浙江大学,2006
18.中华人民共和国卫生部.*******卫生部2009年第12 号公告[EB/OL].北京:中华人民共和国卫生部,2009.
19.蒋振晖 ,顾振新 1 高等植物体内γ2氨基丁酸合成、代谢及其生理作用[J ]1 植物生理学通讯 ,2003 ,39 (3) :249~2541