谷物中γ-氨基丁酸(GABA)富集工藝的研究進(jìn)展

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(1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院食品科學(xué)與工程系,上海 200240;2.上海交通大學(xué)陸伯勛食品安全研究中心,上海 200240)

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,簡(jiǎn)稱GABA)是一種四碳原子組成的非蛋白質(zhì)氨基酸,主要由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶(GAD)催化轉(zhuǎn)化而來(lái)。其在哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)、參與腦循環(huán)生理活動(dòng),具有降血壓、抗心律失常、利尿、鎮(zhèn)痛和緩解焦慮等功能[1]。還有研究發(fā)現(xiàn),GABA與創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)[2]、精神分裂癥[3]、肌纖維痛和其他中樞性疼痛綜合征存在密切關(guān)聯(lián),并且GABA功能障礙與躁郁癥的產(chǎn)生存在聯(lián)系[4]。Yoto A 等[5]的人群實(shí)驗(yàn)研究證明，口服GABA能緩解腦力勞動(dòng)后的精神壓力。Hayes D J等[6]提出大腦GABA與神經(jīng)精神疾病中的核心問(wèn)題沖動(dòng)性有關(guān)。此外,有研究指出，GABA能改善氧化應(yīng)激與甲狀腺激素的功能,并減輕體重,可控制肥胖[7]?？梢?jiàn),GABA是人類神經(jīng)系統(tǒng)中重要的活性物質(zhì),具有多種有益的保健功能。日本厚生勞動(dòng)省2001年正式將GABA列入食品級(jí),我國(guó)衛(wèi)生部也于2009年9月將GABA列入新資源食品,批準(zhǔn)其用于食品生產(chǎn)和加工。

雖然GABA在人體中可由谷氨酸在專一性較強(qiáng)的谷氨酸脫羧酶(GAD)作用下催化而成,但僅從天然食物中攝取GABA的量不能滿足人體生理需要;另外,盡管GABA在微生物、植物、昆蟲(chóng)和哺乳動(dòng)物組織中分布廣泛[8],但因其含量低、提取技術(shù)不完善,提取難度與成本相對(duì)較高等原因,加大富含GABA食品的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

目前,生物化學(xué)途徑富集谷物GABA的方法主要有植物代謝法和微生物發(fā)酵法,富集所用原料來(lái)源豐富,包括麥類、稻類、粟米等,富集方法主要包括厭氧培養(yǎng)、溶液浸泡、恒溫發(fā)芽以及用細(xì)菌、霉菌和酵母等微生物進(jìn)行發(fā)酵處理等。本文將主要就谷物類原料的富集工藝、富集效果及工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述。

1 植物代謝法富集谷物GABA

植物代謝法是對(duì)食品原料進(jìn)行浸泡、萌芽、厭氧、低溫刺激等處理,通過(guò)影響其中的GAD酶活性,催化由內(nèi)源性蛋白水解成的谷氨酸脫羧合成GABA[9]。植物代謝法主要有生長(zhǎng)代謝與應(yīng)激代謝,生長(zhǎng)代謝富集法主要利用植物發(fā)芽過(guò)程中一系列物質(zhì)與酶活性的變化積累GABA;應(yīng)激代謝則利用低氧、低溫、干旱、高H+濃度等逆境處理方法富集GABA。植物代謝法主要工藝為先浸泡后發(fā)芽,浸泡工藝中需要注意時(shí)間、溫度、所用浸泡溶液的種類;發(fā)芽工藝中則需控制溫度、時(shí)間和氧氣條件等。

1.1麥類

大麥中含有豐富的蛋白質(zhì)和GAD酶。有研究[10]以制作麥芽的大麥為原料,研究了大麥浸泡及發(fā)芽過(guò)程中GABA含量和GAD酶活性的變化,發(fā)現(xiàn)大麥浸泡5 h后,斷水放置7 h,如此循環(huán)處理4次,在溫、濕度分別為15 ℃,95%的條件下發(fā)芽,結(jié)果表明浸泡完成時(shí)GAD酶活性最低,發(fā)芽24 h時(shí)GABA含量最高,達(dá)到原料的6.5倍。因此,大麥發(fā)芽過(guò)程出現(xiàn)GAD活性變化,存在富集GABA的可能性。Jin W J等[11]利用大麥和小麥麩皮中的GAD,以谷氨酸為底物,磷酸吡哆醛為輔因子,進(jìn)行酶促反應(yīng)富集GABA,得到的最佳工藝條件:大麥麩皮加入10 μmol/L磷酸吡哆醛和10 mmol/L谷氨酸,30 ℃搖床反應(yīng)12 h;小麥麩皮中加入50 μmol/L磷酸吡哆醛和10 mmol/L谷氨酸,30 ℃搖床反應(yīng)36 h,GABA產(chǎn)量分別為10.4 mmol/L和7.3 mmol/L。此外,浸泡大麥后進(jìn)行發(fā)芽培養(yǎng),能繼續(xù)提高GABA富集量,25 ℃下浸泡大麥24 h后,15 ℃恒溫發(fā)芽36 h,GABA含量達(dá)到20.9 mg/100 g,是原麥的14.6倍[12]。另外,也有研究[13]指出浸麥過(guò)程采用50 mmol/L醋酸鈉溶液浸泡能更好地富集GABA,該研究還發(fā)現(xiàn)避光氮?dú)鈪捬跆幚砬囡?2 h后,GABA含量可達(dá)到14.3 mg/100 g,較原料(3.7 mg/100 g)增加了3倍。對(duì)大麥浸泡發(fā)芽過(guò)程GABA積累的現(xiàn)象,可認(rèn)為是植物對(duì)環(huán)境壓力的應(yīng)激反應(yīng),Kleinw?chter M等[14]的實(shí)驗(yàn)證實(shí),在低氧環(huán)境中萌發(fā)的大麥種子會(huì)富集更多的GABA,在80% CO2和20% O2環(huán)境下發(fā)芽的大麥中GABA積累甚至超過(guò)50 mg/100 g(正常組8 mg/100 g)。另外,除大麥、小麥等常見(jiàn)品種,蕎麥也存在發(fā)芽富集GABA的可能,苦蕎在發(fā)芽4 d時(shí)葉和胚中GABA含量達(dá)到最高,分別為0.2305 mg/g和0.1549 mg/g,是第一天的1.54和1.32倍,之后出現(xiàn)平緩下降趨勢(shì),子葉和胚中GAD活力均呈先升后降趨勢(shì)[15]。

1.2糙米

糙米于水中浸泡并發(fā)芽后形成發(fā)芽糙米(Germinated brown rice,簡(jiǎn)稱GBR),被認(rèn)為比白米更健康,因?yàn)樗粌H富含維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和必需氨基酸等基本營(yíng)養(yǎng)成分,而且含有更多的生物活性成分,如阿魏酸、γ-谷維素和γ-氨基丁酸等[16]。關(guān)于發(fā)芽糙米的研究始于日本,起步較早研究背景深遠(yuǎn),對(duì)于浸泡和發(fā)芽條件的研究較為成熟,市場(chǎng)上也已出現(xiàn)發(fā)芽糙米相關(guān)產(chǎn)品。Karladee D等[17]測(cè)試了五個(gè)不同發(fā)芽時(shí)間(0、12、24、36和48 h)和21個(gè)品種在發(fā)芽過(guò)程中GABA的變化,結(jié)果顯示GABA平均含量從0 h的3.96 mg/100 g持續(xù)增加到12 h的10.04 mg/100 g,在24 h達(dá)到最高點(diǎn) 17.87 mg/100 g,之后緩慢下降為5.91 mg/100 g(36 h)和1.36 mg/100 g(48 h)。為了研究糙米不同部位在發(fā)芽過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化,Kim H Y等[18]將糙米分為殼體、糙米和芽,發(fā)現(xiàn)各部分GABA含量在糙米萌發(fā)后分別提高到3.34、26.84和6.04 mg/100 g,糙米整體GABA含量從15.34增加到31.79 mg/100 g。此外,浸泡溶液的變化也會(huì)影響糙米GABA的含量,用電解水預(yù)浸泡和超聲波處理糙米可顯著提高其抗菌活性,同時(shí)酸性電解水比堿性電解水更有利于GABA的積累,發(fā)芽第4天,與自來(lái)水相比,使用OPR 195.9 mV(pH8.9)和ORP-845.45 mV(pH11.95)的堿性電解水處理,GABA含量分別下降11.59%和38.10%,而使用OPR 1024.1 mV(pH3.27)和OPR 1088.1 mV(pH3.03)的酸性電解水處理,GABA含量分別提高了39.76%和3.61%[19]。也有研究[20]使用pH5.6的酸性溶液(檸檬酸與檸檬酸鈉調(diào)節(jié))并且浸泡時(shí)添加0.25 mg/L的赤霉素和1 g/L的L-谷氨酸,發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米GABA含量顯著提高。值得注意的是對(duì)發(fā)芽糙米進(jìn)行干燥處理并不會(huì)影響GABA含量,Chungcharoen T等[21]的糙米發(fā)芽后GABA含量從4.2 mg/100 g增加到22.8 mg/100 g,并且當(dāng)發(fā)芽樣品通過(guò)熱空氣流化床干燥器在130或150 ℃干燥后,GABA含量并不降低。此外,有研究[22]發(fā)現(xiàn)有色糙米和無(wú)色糙米發(fā)芽過(guò)程中生育酚、生育三烯酚、γ-谷維素和GABA含量顯示出一定差異,無(wú)色糙米發(fā)芽后,GABA含量高達(dá)62.3 mg/kg(未處理無(wú)色糙米中含量為25.6 mg/kg),是同條件有色糙米的1.59倍。

1.3米胚芽

米胚芽是稻米加工的副產(chǎn)品,一般混在米糠中,可利用比重差選法分開(kāi)。米胚芽中含有豐富的GAD,王仁辰等[23]利用米胚芽粉末作為GAD酶來(lái)源,得出最佳反應(yīng)條件為100 mmol/L MSG、0.2 mmol/L磷酸吡哆醛且pH5.1的反應(yīng)液中,26 ℃下反應(yīng)6 h,GABA產(chǎn)量4440.32 μg/mL。也有研究[24]在米胚芽的浸泡液中添加不同種類的蛋白酶和50 mmol/L的磷酸緩沖液,于各類蛋白酶最適pH和溫度下培養(yǎng)6 h(胰蛋白酶45 ℃ pH8.0,復(fù)合蛋白酶45 ℃ pH8.0,堿性蛋白酶45 ℃ pH7.0),結(jié)果顯示堿性蛋白酶處理最有利于GABA含量的提高。此外,為進(jìn)一步優(yōu)化米胚芽加工工藝,延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期,提高風(fēng)味口感,有研究[25]對(duì)米胚芽進(jìn)行脫脂處理,將油脂含量從21.5%降到3.9%后,可使GABA含量從251 mg/100 g上升至328 mg/100 g。

1.4粟米

粟米是最早種植的作物之一,廣泛種植在亞洲和非洲的干旱和半干旱地區(qū),含有豐富的蛋白質(zhì)、纖維、礦物質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì),具有降血脂、低血糖指數(shù)和抗氧化特性[26]。Sharma S等[27]研究了發(fā)芽對(duì)稗小米營(yíng)養(yǎng)成分的影響,得出最佳發(fā)芽條件為浸泡時(shí)間11.78 h,發(fā)芽溫度33 ℃,發(fā)芽時(shí)間36.48 h,此時(shí)GABA含量從3.38 mg/100 g增加到35.70 mg/100 g。進(jìn)一步的研究[28]發(fā)現(xiàn),科多粟米的富集條件為浸泡時(shí)間13.81 h,發(fā)芽溫度38.75 ℃和發(fā)芽時(shí)間35.82 h,此條件下GABA含量從9.36 mg/100 g增加到47.43 mg/100 g。

注:關(guān)于富集倍數(shù)的描述,括號(hào)中為對(duì)照;明確標(biāo)注者除外,其余浸泡均為水中浸泡。另外,浸泡溶液的變化同樣影響粟米中GABA的富集,將狐尾粟25 ℃蒸餾水浸泡8 h后,移至含有1.2 mg/mL谷氨酸,50 μmol/L磷酸吡哆醛和2.5 mmol/L氯化鈣溶液中,32 ℃避光厭氧培養(yǎng),發(fā)芽后GABA含量高達(dá)42.9 mg/100 g[29]。此外,氯化鈉處理被發(fā)現(xiàn)可提高發(fā)芽狐尾粟的GABA含量影響,狐尾粟在25 ℃浸泡8 h后25 ℃萌芽48 h,再放入不同濃度的氯化鈉溶液中25 ℃培養(yǎng)48 h,其中100 mmol/L的氯化鈉中GABA積累達(dá)到峰值23.58 mg/100 g(純水對(duì)照15.98 mg/100 g),同時(shí)100 mmol/L氯化鈉和5 mmol/L Ca2+的聯(lián)合處理使得GABA富集量比單獨(dú)氯化鈉處理提高了93.94%[30]。

1.5玉米

玉米作為世界上最重要的糧食之一,營(yíng)養(yǎng)豐富，食用方式廣泛。Paucar-Menacho L M等[31]研究了紫玉米發(fā)芽時(shí)間和溫度對(duì)GABA含量的影響,發(fā)現(xiàn)浸泡24 h后26 ℃下發(fā)芽63 h是最佳的發(fā)芽條件,與種子相比GABA含量增加了3.5倍。此外,玉米中也存在厭氧發(fā)芽刺激GABA積累的情況,有研究[32]發(fā)現(xiàn)浸泡6 h后35 ℃厭氧發(fā)芽48 h后紫玉米和白玉米GABA含量分別達(dá)到37.2 mg/100 g和54.47 mg/100 g(未發(fā)芽分別為2.68 mg/100 g和1.58 mg/100 g)。

綜上所述,在植物代謝法富集谷物食品中GABA的研究中,所用原材料種類較多,不同原料GABA的富集效果差異較大,所需條件有所不同。如麥類富集倍數(shù)為原料的6倍左右,而米胚芽則較未發(fā)芽前增加80倍左右(如表1所示)。麥類作物通過(guò)浸泡可通過(guò)激活GAD酶活性富集GABA,進(jìn)一步發(fā)芽可使GABA持續(xù)增加,發(fā)芽溫度較低,一般為15 ℃左右,這可能與其耐寒特性有關(guān)。與麥類相似,糙米經(jīng)浸泡和發(fā)芽后,GABA也得到富集。但糙米浸泡和發(fā)芽的溫度一般為30到37 ℃之間,這說(shuō)明不同谷物的最佳GABA富集溫度不完全取決于GAD酶的最適溫度,而與植物本身的特性也有一定關(guān)系。

浸泡溶液的組成對(duì)GABA的富集效果也存在顯著影響,其中由于磷酸吡哆醛能顯著影響GAD活性,在谷物的浸泡及其發(fā)芽過(guò)程中,其濃度可影響GABA的積累量[33]。還有研究在浸泡液中加入蛋白酶,這是由于米胚芽不是完整的植物種子,在浸泡過(guò)程中不能依靠自身的蛋白酶分解蛋白,為了提高GAD的底物濃度,適當(dāng)添加蛋白酶可增加谷氨酸含量。在利用植物代謝法富集GABA的過(guò)程中,高溫,缺水,物理?yè)p傷,生物脅迫等也可使谷物中GABA的含量增加,因此可根據(jù)谷物自身特性選擇合適的誘導(dǎo)因素進(jìn)行處理,以建立最佳GABA富集條件[34]。

此外,植物代謝法富集GABA,雖工藝步驟明晰,操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低廉,可選擇的原料種類廣泛,但其生產(chǎn)周期較長(zhǎng),且需要考慮發(fā)芽率等問(wèn)題,原料利用率受限。利用微生物發(fā)酵法富集谷物中的GABA是另一個(gè)可行且高效的方法。

2 微生物發(fā)酵法富集谷物GABA

微生物發(fā)酵法富集谷物中的GABA,通常是以富含谷氨酸的谷物,如糙米、大豆、小麥等為原料,利用乳酸菌、曲霉菌或酵母等食品安全級(jí)微生物發(fā)酵富集GABA[35]。

2.1麥類

有研究以燕麥為發(fā)酵底物,利用米曲霉菌生產(chǎn)豆豉燕麥:燕麥浸泡8 h后磨碎,調(diào)整水分含量至35%,接種曲霉菌(106孢子/g)后再用生理鹽水調(diào)整水分含量至45±5%,25 ℃靜置發(fā)酵至72 h,GABA含量從57.1 mg/kg上升至435.2 mg/kg[36]。此外,米曲霉也可用于蕎麥發(fā)酵富集GABA:原麥浸泡2 h后,接種米曲霉(106孢子/g),在27 ℃條件下發(fā)酵48 h,GABA含量達(dá)到最大值3.1 mg/g[37]。

2.2糙米

糙米營(yíng)養(yǎng)豐富,食療價(jià)值高,是近來(lái)熱門的健康食材。有研究[38]以糙米粉為原料,接種高產(chǎn)GABA的乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵,優(yōu)化后工藝條件為:糙米粉接種乳酸菌后在30 ℃發(fā)酵3 d,GABA含量比原糙米粉提高了1倍,達(dá)到25 mg/100 g;與未添加葡萄糖相比,添加少于2%濃度葡萄糖對(duì)發(fā)酵產(chǎn)GABA有抑制作用;添加谷氨酸鈉對(duì)發(fā)酵有促進(jìn)作用,濃度大于0.33%的谷氨酸鈉可以使發(fā)酵糙米粉GABA含量達(dá)到500 mg/100 g.比糙米原料提高了50倍。進(jìn)一步研究[39]發(fā)現(xiàn),短乳桿菌P-14富集糙米GABA效果更佳,最佳富集條件為:谷氨酸鈉(MSG)添加量1%,發(fā)酵溫度35 ℃,發(fā)酵時(shí)間3 d,得到GABA 含量為851.24 mg/100 g,比糙米原料提高了80倍。此外,對(duì)糙米酒生產(chǎn)過(guò)程的研究[40]發(fā)現(xiàn),酒曲發(fā)酵也能富集糙米中的GABA,在發(fā)酵溫度為34～36 ℃時(shí)GABA生成量升高明顯,發(fā)酵至132 h達(dá)到最高點(diǎn),36 ℃發(fā)酵132 h時(shí),GABA的含量達(dá)到最高為0.84 g/L。

2.3米糠

米糠作為稻米加工副產(chǎn)物,具有極高的利用價(jià)值。楊麗麗等[41]使用乳酸菌復(fù)合發(fā)酵米糠,以菌種、菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間為單因素研究其對(duì)米糠發(fā)酵液中γ-氨基丁酸(GABA)含量的影響,最優(yōu)條件為:在混合菌種嗜熱鏈球菌S1添加量為1.55%,保加利亞乳桿菌L1添加量為1.45%,50 ℃下發(fā)酵米糠14 h,發(fā)酵液中GABA含量最高,為287.975 mg/100 g。還有研究[42]利用米曲霉對(duì)膨化米糠進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵,結(jié)果表明最佳發(fā)酵工藝為:料液比1∶10、接種量5%、溫度28 ℃、培養(yǎng)時(shí)間3 d、搖床轉(zhuǎn)速130 r/min,米糠發(fā)酵物中GABA含量達(dá)到234.1 mg/100 g米糠,比初始米糠發(fā)酵物中的含量提高約2.4倍。

2.4其他谷物

除了常見(jiàn)的麥類、糙米和米糠等谷物,近年來(lái)也有研究關(guān)注其他谷物中GABA的富集。姚世聰?shù)萚43]研究了三株不同絲狀真菌(米曲霉,米根霉 3.1175 和米根霉 3.2751)發(fā)酵對(duì)小米營(yíng)養(yǎng)成分及 GABA 含量的影響,發(fā)現(xiàn)米曲霉發(fā)酵的小米中GABA含量隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而顯著提高(p<0.05),在48 h時(shí)達(dá)到最大值1 mg/g,之后基本維持不變。此外,有研究[44]將小米加工副產(chǎn)品小米糠作為培養(yǎng)基原料,添加L-谷氨酸鈉合成底物,利用短乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)GABA,在小米糠70 g/L,谷氨酸鈉50 g/L,pH4.00,30 ℃,培養(yǎng)72 h的條件下,GABA產(chǎn)量可達(dá)32.037 g/L。還有研究[45]利用乳桿菌發(fā)酵米胚芽,在米胚芽基礎(chǔ)培養(yǎng)基上添加8%葡萄糖、1%酵母膏、0.6%菊粉,以3%接種量在46 ℃下發(fā)酵36 h,發(fā)酵液中GABA含量可達(dá)3.11 g/L。另外,玉米同樣可通過(guò)微生物發(fā)酵法富集GABA,李婷等[46]利用酶解法制備玉米低聚肽,并以其為基質(zhì)經(jīng)植物乳桿菌NDC75017進(jìn)行發(fā)酵,以3%(v/v)的接種比例將發(fā)酵劑接種于混合基質(zhì)中(質(zhì)量濃度80 g/L的甜乳清粉、體積分?jǐn)?shù)為 50%玉米肽 和濃度為20 mol/L的磷酸吡哆醛),30 ℃下發(fā)酵68 h后,GABA含量達(dá)到15.97 mg/100 mL。

另外,還有報(bào)道將植物代謝法和微生物發(fā)酵相結(jié)合,利用微生物發(fā)酵經(jīng)過(guò)植物代謝法處理的原料,以進(jìn)一步改善GABA的富集效果[47]。魏一星等[48]利用植物乳桿菌(植物乳桿菌dy-1)發(fā)酵小麥胚芽,GABA含量較麥胚中的含量增加近7倍。同時(shí),利用發(fā)芽糙米發(fā)酵富集GABA時(shí),其含量增加約4～6倍[49]。陳璐等[50]還利用萌芽米為原料,選用食用紅曲菌M1、M2,釀酒酵母Sce01和乳酸菌Lac01四種菌株進(jìn)行混合發(fā)酵,也取得了一定的富集效果。

綜上所述,近年來(lái)利用微生物發(fā)酵法富集GABA的研究中多用乳酸菌、曲霉菌等。表2所示為微生物發(fā)酵谷物富集GABA的主要底物、菌株、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間以及GABA產(chǎn)量。微生物發(fā)酵法中菌株的特性極大程度的限制了后續(xù)發(fā)酵工藝的參數(shù)范圍,如乳酸菌類菌株的發(fā)酵工藝,溫度大多控制在37 ℃左右,而米曲霉發(fā)酵工藝中發(fā)酵溫度則控制在25 ℃左右。同時(shí),菌種的選擇也直接影響富集效果和產(chǎn)品風(fēng)味,其中,乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)物多含有乳酸,米曲霉發(fā)酵則可能產(chǎn)生米酒風(fēng)味。

在菌種選擇方面,谷物不同選用的菌種也有所不同,一般來(lái)說(shuō),稻米多選用紅曲霉,糙米多用乳酸菌,而麥類則選用米曲霉等。此外,不同原料其發(fā)酵效果也存在較大差別,這是由于當(dāng)原料本身的成分構(gòu)成,如谷氨酸含量、碳源和氮源等不同時(shí),其發(fā)酵GABA的富集效果也有所不同。微生物發(fā)酵法富集GABA,生產(chǎn)周期較短,流水線機(jī)械化程度高,適合于工業(yè)生產(chǎn)。原料可選用農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物或食用價(jià)值較低的作物,生產(chǎn)成本較低。發(fā)酵產(chǎn)物可直接開(kāi)發(fā)食用產(chǎn)品,如混合植物酸奶飲料[51],也可收集發(fā)酵液,噴霧干燥或提取GABA,制成食品添加劑,供新型食品研發(fā)。

表2 微生物發(fā)酵法富集GABA的比較Table 2 Comparison of enrichment of GABA by microbial fermentation

3 前景與展望

目前,越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)GABA除作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)外,具有較多的生理功能,如何從天然食物中攝入滿足生理需求的GABA一直受到關(guān)注。食品原料,特別是糙米中的GABA富集技術(shù)的研究,在日本等國(guó)家已經(jīng)取得了較多的研究結(jié)果,但是如何利用其它谷物食品及食品加工副產(chǎn)物進(jìn)行GABA的富集生產(chǎn)亟待研究。另外,現(xiàn)有的GABA富集技術(shù)還需進(jìn)一步改良,植物代謝法過(guò)度依賴原料本身的GAD,對(duì)一些GAD活性不高或含量不足的原料無(wú)法有效富集。對(duì)此,可考慮通過(guò)基因工程提高GAD酶活性以富集不同原料中的GABA。微生物發(fā)酵法中高產(chǎn)GABA菌種主要應(yīng)用于培養(yǎng)基發(fā)酵,如何利用不同的食品原料進(jìn)行GABA的富集,以及如何通過(guò)改變發(fā)芽條件和添加外源性因子刺激谷物發(fā)芽過(guò)程中GABA積累,從而開(kāi)發(fā)出富含GABA的天然功能性食品是一個(gè)值得研究的方向。此外,關(guān)注篩選誘變高產(chǎn)GABA菌株并馴化其發(fā)酵特定底物,開(kāi)發(fā)谷物適用的直投式發(fā)酵劑,將為谷物發(fā)酵食品的發(fā)展帶來(lái)新的可能。

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