－ Αμινοβουτυρικό οξύ ψευδώνυμο 4-αμινοβουτυρικό οξύ( - Αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) είναι ένα αμινοξύ. Το GABA είναι λευκή κρυσταλλική σκόνη χωρίς οπτική περιστροφή. Σημείο τήξεως 195-204 βαθμός (αποσύνθεση), αναμίξιμο με νερό, ελαφρώς διαλυτό σε αιθανόλη και ακετόνη, αδιάλυτο σε βενζόλιο και αιθέρα, το νερό θα χαθεί κατά την αποσύνθεση για να σχηματιστεί πυρρολιδόνη.
Το GABA συχνά υπάρχει με τη μορφή αμφιτεριόντων (αρνητικά φορτισμένη καρβοξυλική ομάδα και θετικά φορτισμένη αμινομάδα) σε διάλυμα. Λόγω της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης μεταξύ θετικά και αρνητικά φορτισμένων ομάδων, το GABA μπορεί να έχει τόσο αέριες (διπλωμένες) όσο και στερεές (Εκτεταμένες) μοριακές διαμορφώσεις στο διάλυμα, ενώ η συνύπαρξη πολυμοριακών διαμορφώσεων στο διάλυμα επιτρέπει στο GABA να δεσμεύει μια ποικιλία πρωτεϊνών υποδοχέα και να παίζει μια ποικιλία σημαντικών φυσιολογικών λειτουργιών.
Η περιεκτικότητα σε GABA στον φυτικό ιστό είναι πολύ χαμηλή, συνήθως 0.3 ~ 32,5 μ Mol / g. Έχει αναφερθεί ότι ο εμπλουτισμός του GABA στα φυτά σχετίζεται με την απόκριση στο στρες που βιώνουν τα φυτά. Όταν υποβληθεί σε υποξία, θερμικό σοκ, ψυχρό σοκ, μηχανική βλάβη, καταπόνηση αλατιού και άλλες πιέσεις καταπόνησης, θα οδηγήσει στην ταχεία συσσώρευση του GABA. Μετά από κάποια επεξεργασία στρες των πρώτων υλών φυτικών τροφίμων ή μέσω μικροβιακής ζύμωσης, η περιεκτικότητα σε GABA στις πρώτες ύλες φυτικών τροφίμων αυξάνεται. Η επεξεργασία αυτής της πρώτης ύλης σε λειτουργικά προϊόντα πλούσια σε GABA έχει γίνει ένα hotspot έρευνας. Ως νέος λειτουργικός παράγοντας, το GABA έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της βιομηχανίας τροφίμων. Τρόφιμα που αναπτύχθηκαν από βλαστημένο καστανό ρύζι, σόγια και φασόλια πλούσια σε GABA έχουν κυκλοφορήσει στην αγορά.
Αν και ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Ασφάλειας Τροφίμων (EFSA) επιτρέπει την προσθήκη GABA στα τρόφιμα και ορίζει ότι η μέγιστη διαιτητική πρόσληψη GABA είναι 550 mg / D, τα κύρια λειτουργικά χαρακτηριστικά του πρέπει να υποστηρίζονται από αυστηρά αποτελέσματα πληθυσμιακών δοκιμών. Ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) επεσήμανε ότι είναι ασφαλές να προστεθεί GABA στα τρόφιμα σύμφωνα με τα αποτελέσματα τοξικολογικών πειραμάτων. Το πεδίο χρήσης περιλαμβάνει ποτά, καφέ, τσάι και τσίχλες, αλλά δεν επιτρέπεται η προσθήκη GABA σε παιδικές τροφές, προϊόντα κρέατος ή προϊόντα που περιέχουν κρέας. Το Υπουργείο Υγείας της Κίνας ανακοίνωσε στις 12 Δεκεμβρίου 2009 ότι η πρόσληψη GABA δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 500 mg / D. το πεδίο χρήσης είναι ποτά, προϊόντα κακάο, σοκολάτα και τα ροφήματα της, καραμέλα, ψημένα τρόφιμα και φουσκωμένα τρόφιμα, αλλά δεν μπορεί να είναι προστίθεται στις παιδικές τροφές.
Το GABA έχει βρεθεί σε πολλά ζώα, φυτά και μικροοργανισμούς. Βρέθηκε για πρώτη φορά σε κονδύλους πατάτας το 1949 και βρέθηκε στο κεντρικό σύστημα των θηλαστικών το 1950. Ταυτόχρονα, θεωρείται ως αναστολέας νεύρων στο νευρικό σύστημα θηλαστικών, εντόμων ή ορισμένων παρασιτικών σκουληκιών, γεγονός που έχει σημαντική επίδραση στην τη διεγερσιμότητα των νευρώνων. Διαπιστώθηκε ότι το GABA είναι ένα ενεργό αμινοξύ που παίζει σημαντικό ρόλο στον ενεργειακό μεταβολισμό του ανθρώπινου εγκεφάλου. Έχει πολλές φυσιολογικές λειτουργίες, όπως η ενεργοποίηση του μεταβολισμού της γλυκόζης στον εγκέφαλο, η προώθηση της σύνθεσης ακετυλοχολίνης, η μείωση της αμμωνίας στο αίμα, η αντισπασμωδική, η μείωση της αρτηριακής πίεσης, η βελτίωση της εγκεφαλικής λειτουργίας, η πνευματική σταθερότητα, η προώθηση της έκκρισης αυξητικής ορμόνης και ούτω καθεξής.
Στο μεταβολισμό των μικροοργανισμών, ο μεταβολισμός του GABA ολοκληρώνεται μέσω του κλάδου GABA. Χρησιμοποιώντας την υψηλή δραστηριότητα GAD σε μικροοργανισμούς, το Glu αποκαρβοξυλιώνεται για να σχηματίσει GABA. Στη συνέχεια, υπό τη δράση του GABA-T και του SSADH, το GABA εισέρχεται στη διαδικασία αποσύνθεσης προς τα κάτω για να παράγει ηλεκτρική ημιαλδεΰδη και ηλεκτρικό οξύ, τα οποία συμμετέχουν στον φυσιολογικό μεταβολισμό των μικροοργανισμών. Ο μικροβιακός εμπλουτισμός του GABA επιτυγχάνεται βελτιστοποιώντας το μέσο καλλιέργειας και βελτιώνοντας το στέλεχος ώστε να έχει υψηλή δραστηριότητα GAD, αυξάνοντας τον ρυθμό σύνθεσης του GABA και μειώνοντας τον ρυθμό αποσύνθεσης. Ένας μεγάλος αριθμός μελετών έχει αποδείξει ότι η GAD υπάρχει τόσο σε προκαρυωτικούς όσο και σε ευκαρυωτικούς μικροοργανισμούς. Επιπλέον, η αποκαρβοξυλίωση της GAD σε μικροοργανισμούς για να σχηματιστεί GABA δεν περιορίζεται από πόρους, περιβάλλον και χώρο, κάτι που έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με άλλες μεθόδους.
Μία από τις μεθόδους τεχνητής σύνθεσης GABA - μέθοδος μικροβιακής ζύμωσης: επιλέξτε στελέχη με εξαιρετικές ποικιλίες, σταθερότητα, μη τοξικά και αβλαβή και χρησιμοποιήστε αυτά τα στελέχη για την παρασκευή και την παραγωγή GABA στη διαδικασία ανάπτυξης και αναπαραγωγής. Αν και αυτή η μέθοδος έχει αυστηρές απαιτήσεις για το περιβάλλον και τον εξοπλισμό, το GABA που παράγεται με αυτή τη μέθοδο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φυσικό πρόσθετο τροφίμων. Η παραγωγή μικροβιακής ζύμωσης είναι μια από τις αρχαιότερες και πιο εκτεταμένες μεθόδους παραγωγής στη βιομηχανία τροφίμων. Ο αρχαιότερος μικροοργανισμός που χρησιμοποιήθηκε είναι η Escherichia coli. Το GABA μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας την αποκαρβοξυλάση του. Ωστόσο, δεν μπόρεσε να χρησιμοποιηθεί απευθείας στην παραγωγή φαρμάκων ή τροφίμων λόγω ορισμένων πιθανών κινδύνων για την ασφάλεια.
Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, τα πράσινα τρόφιμα προσελκύουν όλο και περισσότερο την προσοχή. Αργότερα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια γαλακτικού οξέος, η ζύμη, ο Aspergillus και άλλοι μικροοργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αντικαταστήσουν το Escherichia coli και να καταλύσουν την παραγωγή του GABA. Επιπλέον, υπό την προϋπόθεση του χαμηλού κόστους, έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης και της καλής ασφάλειας. Αυτή η μέθοδος εξελίχθηκε σταδιακά σε βιομηχανοποιημένη παραγωγή.