γ-氨基丁酸的功能应用及发展动向

γ-氨基丁酸（GABA）是一种天然活性成分，广泛分布于动植物体内。GABA是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。

 

1994年，Takayo等在研究用水浸泡的米胚芽的氨基酸分布时，发现经过发酵处理的米胚芽中GABA的含量很高，达到200~300mg/100g。1996年，富含GABA的米胚芽制品在日本受到广泛关注。神经生理及神经医学的研究表明，GABA是一种重要的活性物质，在人脑中，虽然GABA可由脑部的谷氨酸在谷氨酸脱羧酶作用下转化而成，但是年龄的增长和精神压力的加大使GABA的积累变得非常困难，而通过日常饮食补充可有效改善这种状况，从而促进人体健康。日本科学家利用米胚芽等原料开发制造的富含GABA的功能食品配料，已经广泛地应用于饮料、果酱、糕点、饼干、调味料等制品中。另外还有报道，应用生物技术制造的高浓度GABA饮料以及利用乳酸菌等制作的富含GABA的食品配料，均可直接用于抗高血压、增进脑机能及肝功能的功能食品。

 

随着生活质量的提高, 人们对于食品的要求已不满足于单纯追求营养价值及口味, 开始追求对生活习惯病等具有预防效果、提高健康水平、改善生活品质等功能的食品。γ-氨基丁酸( Gamma-aminobutyric acid, GABA) 具有多种生理功效, 是近期学者研究和关注的热点之一, 在一系列天然食品中也发现了GABA 的存在, 并且已经在利用生物技术提高相关产品中的GABA含量上取得了突破, 各国营养专家都极力向民众推荐富含GABA的健康食品。

 

1. γ-氨基丁酸的生理活性

 

1950年，Florey和Robert的研究小组在哺乳类动物脑萃取液中首次发现GABA，如今，医学家已经证明GABA是中枢神经系统的抑制性传递物质，它是生物脑组织中最重要的神经递质之一，其作用是降低神经元活性，防止神经细胞过热。GABA能结合抗焦虑的脑受体并使之激活，然后与另外一些物质协同作用，阻止与焦虑相关的信息抵达脑指示中枢，因此，GABA可从根本上镇静神经，从而起到抗焦虑的效果。

 

2.γ-氨基丁酸的分布

 

GABA是一种在动植物体内都能检测到的氨基酸，分布范围非常广泛。GABA不是组成蛋白质的常见氨基酸，故被称为非蛋白（Non-protein）氨基酸。在植物体内，GABA的积累是植物体对外界温度、机械力等物理条件激烈变化时应激反应的产物，谷氨酸脱酸酶的激活和GABA转氨酶的钝化也可以促进GABA的积累。Ramputh and Brown(1996)研究认为，由于组织损伤引发GABA的迅速积累，使其在植物抵抗昆虫的斗争中起重要作用。动植物组织中GABA的含量都较低，例如豆叶中的含量仅为0.04µg/g鲜重，因而从动植物体内直接提取GABA并作为食品配料的可行性不大，其原因主要是因为GABA 存在量少而且分立困哪。在动物体内，GABA主要分布于神经组织中，在哺乳动物的脑组织内分布最为集中，含量是单胺类含量的1000倍，而在外围器官中含量很少。因此，直接食用哺乳动物的脑组织可在一定程度上补充GABA。

 

3.γ-氨基丁酸的主要功能

 

根据近年来国内外大量研究确认，γ-氨基丁酸的主要功能有两方面：

 

(1)安神、提高脑的活力。γ-氨基丁酸是中枢神经系统的抑制性传递物质，通过中枢神经系统，促进血管扩张，达到安神、促进睡眠的作用。同时γ-氨基丁酸能有效地改善脑血流通，增加氧的供给，促进大脑的新陈代谢，恢复脑细胞功能和活力。

 

(2)降血压。γ-氨基丁酸能有效促进血管扩张，增加血流量，增加氧供给，促进代谢，从而降低血压。红曲米具有降脂、降压的功效，其降脂因子是洛佛他汀(莫那克林-K)，降压因子则是γ-氨基丁酸。据报道，黄芪等中药的有效降压成分，即为γ-氨基丁酸。

 

此外还有报道说，嗜酒者服用γ-氨基丁酸后，再饮用60mL威士忌后，采血测定，血中乙醇及乙醛浓度，发现饮用γ-氨基丁酸后，其乙醇浓度明显比对照组低，说明能促进体内乙醇的代谢。

 

4.富集化食品的种类及其在食品工业中的应用

 

4.1利用粮食加工副产品制 备的GABA添加剂

20世纪九十年代中期，日本ORYZA 油化学公司开发出一种名为GABA RICE CERM的保健食品添加剂，其后不久，日本食品科学技术学会报道了该产品在改善失眠、抑郁和更年期综合症等方面的显著效果，证实了GABA的多种生理作用，并指出富含GABA 的食品是一种功能性食品。在我国，目前米胚的开发利用还不充分，稻谷加工的副产品米胚芽营养全面，但其分离难度较高，所以许多米厂未作分离而留在米糠中作饲料用。实际上，丰富的米胚芽资源还大有文章可做，可以深加工成多种食品或食品配料。米胚芽中含有丰富的蛋白、矿物质等营养成分，也含有一定量的GABA，但含量很低，即使经分离浓缩后仍很难达到较高的含量。如果将其作为基础原料，通过生物技术方法提高GABA的含量，增强产品的保健功能，改善风味，可大大提高米胚芽的附加值，增加效益。

 

4.2 利用发酵法生物合成的GABA添加剂

纯粹应用微生物技术，通过筛选优良高产的安全菌种，发酵生产GABA制剂。酵母菌、乳酸菌等是一类被公认为安全的微生物（GRAS organisms）。利用这一类微生物发酵生产GABA，其产品具有成本低、含量高及可安全用于食品的优点，并可视为天然功能性食品配料（添加剂），可用于保健食品及普通食品中。

 

4.3 含有GABA的乳制品

乳制品的消费量很大，也是最为普遍的食用消费品之一。功能性乳制品越来越受到人们的青睐，是研究的热点。强化GABA的乳制品可以说是一种理想的组合，因为富含GABA能进一步增强乳制品的功能性，使其更具竞争力。但是，目前强化GABA 的乳制品还只是一种构想， 国外专利文献中有报道GABA在奶粉中的应用，而在其它品种中的应用较少，还需做大量的开发工作。

 

5. γ-氨基丁酸的研究发展动向

 

国内外市场上已知有不少含γ-氨基丁酸食品，作为健脑和降血压的功能食品，以日本最常见。例如日本有专门的γ-氨基丁酸研究机构GABA压力研究中心。日本Pharma Foods Interna—tional(PFI)，以特殊乳酸菌株(lactobacillus hilgardii K-3株)，用谷氨酸发酵法得含高浓度的GABA，并获得日本特许厅发给独家专利特许(番号：2003—70462A)。

 

用谷氨酸发酵物(含GABA)并搭配爱尔兰天然海藻钙Aquamin F及维生素B群(维生素B6 、维生素B12 )，制取的功能食品，据称能调整体质、帮助入睡，是工作压力大、生活紧张的现代人之优良舒活营养补给品。目前很多名牌企业如可口可乐、明治、固力果、资生堂等都竞相推出添加GABA的食品，包括咖啡、巧克力棒、苹果汁、可可亚、优格、巧克力播、牛奶糖、奶油、吐司、面包、泡面等等。

 

此外以大米胚芽发酵制取富含γ-氨基丁酸的产品在日本也很多。糙米保留了大米胚芽，大米胚芽含有较多的谷氨酸、谷胱甘肽，以及少量γ-氨基丁酸。通过糙米发芽过程，谷氨酸脱羧酶活力提高，使大米胚芽中的谷氨酸进一步脱羧生成 γ-氨基丁酸，从而增加糙米中γ-氨基丁酸含量；也可用分离的大米胚芽，利用其自身的酶，使脂肪降解，从而分离脂肪酸，进一步由内在酶激活，使谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸。通常生米胚芽含γ-氨基丁酸25～50mg／100g，富集后γ-氨基丁酸大约提高到300～400mg／100g。

 

5.1 日本及美国的发展动向

目前日本市场，有用大米胚芽制取的γ-氨基丁酸商品，如OPYZA GABA GERM的γ-氨基丁酸配料，用以生产降血压的糕点、饼干、调料、茶等功能食品。最近又有几家公司，新上市一种含γ-氨基丁酸的巧克力的健康产品，声称食用这种巧克力对人精神有放松的作用，并受到欧洲客商的关注。

 

在美国，γ-氨基丁酸作为药物，并被FDA批准为公认安全食品。有天然提取物，也有大量用谷氨酸发酵制取，产品规格纯度50％ 以上的人工制备产品。作为膳食补充剂，通常以胶囊和口服片上市。亦有的公司生产含γ-氨基丁酸的功能食品，声称能改善妇女睡眠状况，比含褪黑色素的食品性能更优越。据报道，最近美国FDA批准γ-氨基丁酸列入改善人们偏头疼的辅助药物之一。

 

5.2 我国的发展动向

我国有很多单位开展了对于γ-氨基丁酸的研究，除了利用稻米原料发酵制取 γ-氨基丁酸以外，还有从红曲和桑叶中富集分离，以及用谷氨酸为原料生物合成等方面，也取得了一定研究进展。

 

无锡江南大学张晖等人，用纯度66％的大米胚芽为原料，在温度50℃ 、料水比1：7、pH5．6、时间2h的条件下，可使大米胚芽中的γ-氨基丁酸从0．28mg／g提高到4mg／g。许建军等人在国内研究了用乳酸菌SYSF菌株，使谷氨酸生物合成γ-氨基丁酸的试验，并经过优化将发酵液中γ-氨基丁酸提高到200mg／100mL；金丰秋对桑叶的降压作用研究认为：绿茶中含有γ-氨基丁酸，桑叶中也含有γ-氨基丁酸。经分析每100g干桑叶，含γ-氨基丁酸226mg，含谷氨酸2323mg。经对茶叶和桑叶加工过程进行特殊处理，提高谷氨酸脱羧酶的活力，可使桑叶中所含γ-氨基丁酸提高1～3倍，并改善了桑叶的香气和口感。

 

综上所述，γ-氨基丁酸在我国有丰富的原料资源和一定的技术基础，且已初步实现了产业化，除了用于医药原料外，还能作为一种辅助健脑、降血压的功能配料，用于各种功能食品，将有广阔的发展前景。GABA作为活性因子，具有降低血压、抗除抑郁、增强脑功能和长期记忆、利尿、强肝、健肾等生理活性，将其应用于功能性食品中将大有可为。

 

作为食品的开发，既要有药食同源的思想，又要区分开药与食的概念。在食品中应用GABA，绝不是对药用GABA的简单添加，而是要从制备这个源头开始，利用天然物质及采用生物技术方法，生产出可安全用于食品并可被视为天然添加剂的食用GABA。目前国内已有一些研究单位开始对GABA的制备及应用展开研究，相信GABA 这种新颖的功能食品因子将会在我国得到更快的发展。

 

 

 

 

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