γ- Kwas aminomasłowy alias Kwas 4-aminomasłowy( γ- Kwas aminomasłowy (GABA) jest aminokwasem. GABA to biały kryształowy proszek bez skręcalności optycznej. Temperatura topnienia 195-204 °C (rozkład), mieszalna z wodą, słabo rozpuszczalna w etanolu i acetonie, nierozpuszczalna w benzenie i eterze, woda zostanie utracona podczas rozkładu, tworząc pirolidon.
GABA często występuje w postaci zwitterionów (ujemnie naładowana grupa karboksylowa i dodatnio naładowana grupa aminowa) w roztworze. Ze względu na oddziaływanie elektrostatyczne między grupami naładowanymi dodatnio i ujemnie, GABA może mieć zarówno gazowe (złożone), jak i stałe (rozszerzone) konformacje molekularne w roztworze, podczas gdy współistnienie konformacji wielocząsteczkowych w roztworze umożliwia GABA wiązanie różnych białek receptorowych i odgrywanie różnych ważnych funkcji fizjologicznych.
Zawartość GABA w tkance roślinnej jest bardzo niska, zwykle 0,3 ~ 32,5 μ Mol / g. Doniesiono, że wzbogacenie GABA w roślinach jest związane z reakcją na stres doświadczaną przez rośliny. Poddanie się niedotlenieniu, szokowi cieplnemu, szokowi zimnemu, uszkodzeniu mechanicznemu, stresowi solnej i innym naciskom stresowym, doprowadzi to do szybkiej akumulacji GABA. Po pewnym obciążeniu stresem surowców spożywczych roślin lub poprzez fermentację mikrobiologiczną zwiększa się zawartość GABA w surowcach spożywczych roślin. Przetwarzanie tego surowca na produkty funkcjonalne bogate w GABA stało się hotspotem badawczym. Jako nowy czynnik funkcjonalny, GABA jest szeroko stosowany w dziedzinie przemysłu spożywczego. Żywność opracowana z kiełkującego brązowego ryżu, soi i bobu bogatego w GABA została wprowadzona na rynek.
Chociaż Europejska Agencja Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) zezwala na dodawanie GABA do żywności i zastrzega, że maksymalne spożycie GABA wynosi 550 mg / D, jego główne cechy funkcjonalne muszą być poparte ścisłymi wynikami testów populacyjnych. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) zwróciła uwagę, że dodawanie GABA do żywności jest bezpieczne zgodnie z wynikami eksperymentów toksykologicznych. Zakres stosowania obejmuje napoje, kawę, herbatę i gumę do żucia, ale nie wolno dodawać GABA do żywności dla niemowląt, produktów mięsnych lub produktów zawierających mięso. Chińskie Ministerstwo Zdrowia ogłosiło 12 grudnia 2009 r., że spożycie GABA nie powinno przekraczać 500 mg / D. zakres stosowania to napoje, produkty kakaowe, czekolada i jej napoje, cukierki, pieczone jedzenie i dmuchane jedzenie, ale nie można go dodawać do żywności dla niemowląt.
GABA stwierdzono u wielu zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Po raz pierwszy znaleziono go w bulwach ziemniaka w 1949 roku i znaleziono w centralnym systemie ssaków w 1950 roku. Jednocześnie jest uważany za inhibitor nerwów w układzie nerwowym ssaków, owadów lub niektórych pasożytniczych robaków, co ma istotny wpływ na pobudliwość neuronów. Stwierdzono, że GABA jest aktywnym aminokwasem, który odgrywa ważną rolę w metabolizmie energetycznym ludzkiego mózgu. Ma wiele funkcji fizjologicznych, takich jak aktywacja metabolizmu glukozy w mózgu, promowanie syntezy acetylocholiny, redukcja amoniaku we krwi, leki przeciwdrgawkowe, obniżenie ciśnienia krwi, poprawa funkcji mózgu, stabilność psychiczna, promowanie wydzielania hormonu wzrostu i tak dalej.
W metabolizmie mikroorganizmów metabolizm GABA jest zakończony przez gałąź GABA. Wykorzystując wysoką aktywność w mikroorganizmach, glu jest dekarboksylowany w celu utworzenia GABA. Następnie pod działaniem GABA-T i SSADH, GABA wchodzi w dalszy proces rozkładu w celu wytworzenia półaldehydu bursztynowego i kwasu bursztynowego, które uczestniczą w fizjologicznym metabolizmie mikroorganizmów. Mikrobiologiczne wzbogacenie GABA osiąga się poprzez optymalizację pożywki hodowlanej i ulepszenie szczepu, aby miał wysoką aktywność, zwiększając szybkość syntezy GABA i zmniejszając szybkość rozkładu. Wiele badań dowiodło, że istnieje zarówno w mikroorganizmach prokariotycznych, jak i eukariotycznych. Ponadto dekarboksylacja w mikroorganizmach w celu utworzenia GABA nie jest ograniczona zasobami, środowiskiem i przestrzenią, co ma znaczące zalety w porównaniu z innymi metodami.
Jedna z metod sztucznej syntezy GABA - metoda fermentacji mikrobiologicznej: wybierz szczepy o doskonałych odmianach, stabilności, nietoksyczności i nieszkodliwości i użyj tych szczepów do przygotowania i produkcji GABA w procesie wzrostu i rozmnażania. Chociaż metoda ta ma surowe wymagania dotyczące środowiska i sprzętu, GABA wytwarzany tą metodą może być stosowany jako naturalny dodatek do żywności. Produkcja fermentacji mikrobiologicznej jest jedną z najwcześniejszych i najbardziej rozległych metod produkcji w przemyśle spożywczym. Najwcześniejszym zastosowanym mikroorganizmem jest Escherichia coli. GABA może być wytwarzany przy użyciu dekarboksylazy. Jednak nie można go bezpośrednio stosować w produkcji leków lub żywności ze względu na pewne potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa.
Wraz z rozwojem nauki i technologii zielona żywność przyciąga coraz więcej uwagi. Później naukowcy odkryli, że bakterie kwasu mlekowego, drożdże, Aspergillus i inne mikroorganizmy mogą być stosowane do zastąpienia Escherichia coli i katalizowania produkcji GABA. Ponadto, pod warunkiem niskich kosztów, ma również zalety wysokiej wydajności i dobrego bezpieczeństwa. Metoda ta stopniowo rozwinęła się w produkcję uprzemysłowioną.