γ-氨基丁酸在食品中的应用研究进展_李海峰.pdf
《γ-氨基丁酸在食品中的应用研究进展_李海峰.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《γ-氨基丁酸在食品中的应用研究进展_李海峰.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023 年 2 月第 44 卷第 1 期河南工业大学学报(自然科学版)Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition)Feb.2023Vol.44 No.1收稿日期:2022-05-15基金项目:国家自然科学基金青年项目(42107139);河南省高等学校青年骨 干 教师 培 养 计划(2019ggjs-88);河 南 工 业大 学 创新 基 金 支持 计 划 专项(2021ZKCJ15)作者简介:李海峰(1984),女,博士,副教授,研究方向为环境与食品微生物学,E-mail:。-氨基丁酸在食品中的应用研究
2、进展李海峰,李冰冰,石硕硕,赵文建,王孟宇,周佳,贾峰河南工业大学 生物工程学院,河南 郑州 450001摘要:-氨基丁酸(GABA)属于一种氨基酸衍生物,广泛分布于动植物和微生物中,是哺乳动物中枢神经系统抑制性神经递质,具有多种生理功能。综述了 GABA 的制备方法、应用范围、有益人体健康的生理功能、富集原理以及富含 GABA 的茶、豆制品、谷物、乳制品、果蔬等功能性食品的研究现状,并对GABA 的应用前景进行了展望。可以采用特定的处理提高食品中 GABA 的含量,或将 GABA 作为生物活性化合物开发新的功能性产品,市场前景十分广阔。关键词:-氨基丁酸;生理功能;功能性食品中图分类号:TS
3、201.2文献标志码:A文章编号:1673-2383(2023)01-0117-09DOI:10.16433/j.1673-2383.2023.01.016Research progress on the application of-aminobutyric acid in foodLI Haifeng,LI Bingbing,SHI Shuoshuo,ZHAO Wenjian,WANG Mengyu,ZHOU Jia,JIA FengCollege of Biological Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 4500
4、01,ChinaAbstract:Gamma-aminobutyric acid(GABA),widely distributed in plants,animals,and microorgan-isms,is a kind of amino acid derivatives and an inhibitory neurotransmitter of the mammalian central nerv-ous system.As a novel functional factor,GABA has a variety of beneficial physiological function
5、s.This paper reviewed the preparation methods,application scope,health-related physiological functions,enrich-ment principles and the current research status of GABA-related functional foods,involving GABA teas,bean products,cereals,dairy products,fruits and vegetables,etc.,and was expected to provi
6、de a basis and reference for further research and development of GABA rich functional foods.Therefore,as a kind of bioactive compound food additives or being after specific pretreatment to increase the content in food,GABA is very promising to be used in developing new functional products.Key words:
7、-aminobutyric acid;physiological function;functional food-氨基丁酸(-aminobutyric acid,GABA)是一种具有 4 个碳原子的非蛋白质氨基酸,化学式为 C4H9NO2,相对分子质量为 103.12,广泛分布于动植物和微生物中1,属于次级代谢产物,可作为信号分子发挥作用2。很多细菌与真菌具有良好的产 GABA 能力3,如短乳杆菌(Lactoba-cillus brevis)、植 物 乳 杆 菌(Lactobacillus planta-rum)、发 酵 乳 杆 菌(Lactobacillus fermentum)等。目前,
8、制备 GABA 的方法主要有化学合成法与生物法,其中化学合成法的生产过程存在能耗高、污染环境、易产生副产物等问题,不宜在食品领域使用;生物法包括植物富集法和微生物发酵法4,由植物富集法得到的 GABA 含量极低、分离提取困难,而微生物发酵法特异性强、所需设备相对简单、对环境友好、生产成本低、菌种多样、容易获得,适合用于大规模工业化生产5。1949 年,科学家首次在马铃薯的块茎组织中检测到 GABA6;1986 年,GABA 作为食品添加剂河南工业大学学报(自然科学版)2023 年进入市场;2009 年,我国卫生部批准 GABA 为新资源食品7,允许在饮料、可可制品、巧克力及其饮料、糖果、焙烤食
9、品和膨化食品中添加,但不允许在婴儿食品中添加,添加限量为 500 mg/d8。日本、欧洲与美国也允许在食品中添加 GABA,其中美国食品药品管理局允许在饮料、咖啡、茶和口香糖中添加 GABA,但不允许在婴儿食品、肉制品或含肉产品中添加8。由此可见,GABA 属于安全的食品级原料,利于增加食品风味或保健功能。人体中的 GABA 含量有限,且会随着年龄增长逐年下降,需要通过外源食品或保健品等补充以维持机体需求,含 GABA 食品的开发已经成为食品生产企业的重点发展方向1。我国对 GABA研究的起步较晚,但随着大众保健意识的提高,对 GABA 的关注也越来越多。近年来,GABA 在功能性乳制品、茶叶
10、和调味品等食品行业中得到了广泛研究,形成了 GABA 酸奶、糖果、酱油、醋和海鲜调味品等一系列产品,并且产生了良好的社会效益和经济效益。作者主要对 GABA 在食品领域的应用研究进行综述,以期为进一步获得富含 GABA 的功能性食品提供参考。1GABA 概述1.1GABA 的生理功能GABA 是大脑中的抑制性神经递质9,可作用于约 30%的神经中枢,主要平息或抑制过度兴奋和强烈的神经,被公认为“安全温和的大脑神经安定剂”。GABA 作用于脊髓的血管运动中枢时,可促进血管扩张,从而有效调节血压10;通过抑制谷氨酸的脱羧作用,GABA 可以促进谷氨酸与血液中的游离氨结合生成尿素被排出,以释放氨的毒
11、性,从而起到养肝护肾的作用11;GABA还可作用于大脑兴奋性机制,干扰癫痫高兴奋性的产生和传播,达到预防癫痫的效果12。此外,GABA 还可以与抗焦虑受体结合,并与其他物质协同作用,防止焦虑信息到达大脑指令中心,起到抗焦虑的作用13。研究发现,服用 GABA 后饮用 60 mL 威士忌,血液中的乙醇含量明显降低,表明 GABA 能促进机体对乙醇的代谢14。在改善睡眠质量方面,GABA 可使过度活跃的脑细胞得到休息,显著降低神经细胞的兴奋性15。临床研究证明,失眠症患者口服 GABA 后在延 长 睡 眠 时 间 方 面 有 65%以 上 的 改 善16;GABA 也可以通过扩张血管、改善血液循环
12、与促进大脑代谢来提高记忆力17,或增加胰岛素分泌,或帮助维 持胰岛素功 能,缓解糖尿 病 的 危害18。此外,GABA 还具有抗衰老19、利尿、增强免疫力及预防肥胖等众多有益的生理功能20。1.2GABA 的富集原理在植物体中,合成和转化 GABA 的途径有两条:一是由谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarbox-ylase,GAD)催化谷氨酸脱羧合成 GABA,称为GABA 支路(GABA shunt),也是 GABA 主要的合成途径,对 GABA 的合成贡献率达 70%左右;二是由多胺降解的中间产物转化而来,称为多胺降解途径(polyamine degradation pat
13、hway),对 GABA的合成贡献率为 30%左右21。1.3GABA 的毒理学特性李艳艳22采用限度试验法测定 GABA 经口急性毒性,采用改良寇氏法测定腹腔注射急性毒性,30 d 喂养试验测定亚急性毒性。结果显示,GABA 经口 LD50(半数致死量)10 g/kg,腹腔注射 LD50=8.78 g/kg,95%可信 限为 7.84 9.84 g/kg;在 亚 急 性 毒 性 试 验 中,在 GABA 500 mg/kg 剂量下,与阴性对照相比,对小鼠的行为、脏器指数及血液生化指标无显著影响,剖检未发现各脏器组织异常变化,证明 GABA 属实际无毒物质,临床使用安全性高。临床研究调查纯 G
14、ABA 作为膳食补充剂,18 g/d 连续 4 d 和 120 mg/d 持续 12 周摄入的研究中,没有与 GABA 相关的严重不良事件。每天以高达 1 g/kg 的剂量对大鼠和狗长期投喂 GABA没有显示出毒性迹象23。2GABA 食品的研究现状2.1GABA 茶自然条件下生长的鲜茶叶中 GABA 含量为0.002 0.206 mg/g,低于 0.02%,不能达到良好的益生功效。1987 年,日本科学家津志田藤二郎首次发现,将新鲜 茶叶经充氮 厌氧处理 6 h后,茶叶中 GABA 含 量 从 30 mg/100 g 提 高 至200 mg/100 g,他把 GABA 含量在 1.5 mg/
15、g 以上的茶叶称为 Gabaron Tea24(GABA 茶),通过动物试验和临床医学证实 GABA 茶具有降血压功效,已得到开发的 GABA 茶产品包括绿茶(未氧化)、乌龙茶(半氧化)、红茶(完全氧化)、白茶、黑茶等25。811第 44 卷第 1 期李海峰,等:-氨基丁酸在食品中的应用研究进展目前提高 GABA 茶中有效成分含量的方法主要包括:将新鲜的茶叶进行厌氧和好氧重复交替处理、利用微波或红外线照射或者通过对新鲜茶叶进行浸泡处理26,可使 GABA 含量提高近 1倍。Wu 等27研究了新鲜茶叶在厌氧和好氧条件下 GABA 的积累,发现缺氧条件下茶树鲜叶中37%47%的 GABA 由多胺降
16、解途径提供。有研究表明给茶树喷施 0.5%氨基酸叶面肥可以增加对氨基酸的吸收,促进 GABA 的合成,增加茶叶中 GABA 含量24。经过氨基酸叶面肥处理后的鲜茶叶中 GABA 含量虽明显提升,但仍不符合GABA 茶标准。而有学者将茶叶在缺氧条件下加工 11 h 后,茶叶中的 GABA 含量提高了 10 20倍28;对新鲜茶叶好氧厌氧交替处理 13 14 h后,茶 叶 中 GABA 含 量 可 达 到 1.86 mg/g 以上25。因此,要生产出富含 GABA 的高质量茶叶,需与厌氧技术相结合。刘冠卉等29基于传统工艺制备桑叶红茶,结果表明,冷冻萎凋结合浸泡与做青(去除茶叶中多余的水质让原本的
17、茶香做出来)组的 GABA 含量是自然萎凋产品的 3.30 倍,自然萎凋结合浸泡与做青组的 GABA 含量是自然萎凋产品的 1.87倍。夏兴莉等30以中国山茶“龙井”叶片为研究对象,4 低温处理不同时间,发现处理 6 h 后茶叶中 GABA 含量提高约 0.1 mg/g。Dai 等31从动态代谢组学的角度研究发现,厌氧处理使茶叶中的 GABA 含量增加约 16 倍。张亚敏32以龙井茶叶作为试验对象,对其进行真空充 N2处理 1 h与真空充 CO2处理 6 h,以相同时间的室温摊放处理为空白对照,发现充 N2和 CO2有助于茶叶中 GABA 的形成。伊冉等33利用高效液相色谱法,采用不同工艺参数
18、、不同季节加工的“御金香”黄 茶 进 行 试 验,结 果 表 明,摇 青 2 min 时GABA 含量达 0.022 mg/g;闷黄 6 h 时 GABA 含量最高,达 0.032 mg/g;35 时 GABA 含量较高,达 0.023 mg/g,且春季成茶中 GABA 含量是其他季节含量的 40 60 倍。Jin 等34以短乳杆菌为发酵菌种,通过优化发酵条件,使得绿茶中 GABA含量提高了 232.52%。Hannant 等35选取 GABA乌龙茶对 9 例被诊断为自闭症谱系障碍(ASC)的儿童进行治疗干预,并采用双盲与重复测量设计方法进行试验,结果显示,GABA 乌龙茶可有效提高 ASC
19、患儿手的灵巧性,患儿的感觉运动能力与焦虑水平也得到改善。2.2GABA 豆类及制品通过加工可以开发出多种富含 GABA 的食品,使 人 们 在 日 常 饮 食 中 摄 入 所 需 量 的GABA36。丁羽萱等37采用外源添加不同浓度GABA 的方法水培大豆,结果表明,与空白对照相比,添加 5 mmol/L 的外源 GABA 使发芽大豆的芽长增加约 10 mm、鲜质量增加约 0.6 g/10 株,有效促进发芽大豆的生长。Ueno 等38-39通过试验发现冻融可以促进发芽大豆中 GABA 的积累,且其形成主要发生在融化过程中。Luo 等40研究发现发 芽 5 d 的 大 豆 中 GABA 含 量
20、为 0.26 mg/g,是原大豆含量的 6 倍。彭菁等41采用大豆发芽法制备得到比空白对照组中 GABA 含量高68 倍的玉米风味豆乳。此外,有研究者通过对大豆浸泡及冷冻处理,同时结合氯化钠和钙离子作为浸泡液对大豆进行胁迫处理,使大豆中的 GABA含量提升了 10 倍,达到 269.93 mg/100 g42。Chou 等43研究发现,利用等离子体处理的绿豆中 GABA 含量大约比未处理组高 3 倍。Ma等44研究表明,不同品种的绿豆在高温(50 )和相对高湿度(90%)处理后,平均 GABA 含量增加了 7.52 倍。Chen 等45通 过 试 验 发 现,在30 、pH 5.0 的培养条件
21、下,发芽绿豆中 GABA含量达到 24.41 mg/100 g。Ma 等46对绿豆采用热湿处理方法进行研究,绿豆中 GABA 含量从1.73 mg/100 g 增加到 109.78 mg/100 g。Jiang等47通过对发芽小豆进行真空 15.83 h 与 1.99 mg/mL 谷氨酸钠处理,使得发芽小豆中 GABA 含量达 443.57 mg/100 g。Polak 等48使用鹰嘴豆酸面团制备面包,其产品中 GABA 含量提高了38.1 mg/100 g。2.3GABA 谷物郭芳49以燕麦为研究对象,对其进行发芽处理,发 现 燕 麦 中 的 GABA 含 量 达 到 253.55 mg/1
22、00 g,是 未 发 芽 燕 麦 的 12.34 倍。Ding等50基于代谢 组 学 方 法 使 脱 壳 大 米 中 GABA含量提高了 6.4 倍,有助于缓解神经紧张、降低高血压。Kamjijam 等51通过对 2 种水稻分别进行不同时间发芽处理,结果显示,96 h 时水稻中GABA 含量最高,达到 31.36 mg/100 g。Chaiya-sut 等52采用响应面法对黑米发芽条件进行优化,使得 黑 米 中 GABA 含 量 达 到 0.203 mg/g。李志方等53通过对普通面包和发芽小麦粉面包进行品 质 分 析 对 比,发 现 发 芽 小 麦 粉 面 包 中GABA 比普通面包增加了
23、10.32 mg/100 g。Kim911河南工业大学学报(自然科学版)2023 年等54通过对比不同时期发芽小麦中 GABA 的含量,发现小麦发芽 96 h 后 GABA 含量最高,达39.98 mg/100 g。Al-Ansi 等55采用浸泡、发芽、发酵、发芽后发酵和发芽前发酵等不同方法对裸大麦进行预处理,发现发芽大麦和发芽后发酵大麦中 的 GABA 含 量 显 著 增 加,分 别 为 11.9 mg/100 g 和 10.3 mg/100 g。严静等56对西盟米荞以不同方式进行处理,发现通过乳酸菌发酵处理的生米荞中 GABA 含量达 484 mg/100 g,约为未处理的 5 倍。宁亚维
24、等57通过发芽法富集小米糙米中的 GABA,利用响应面法优化发芽富集 GABA 的条件,结果表明,34 浸泡 12 h,发芽 60 h 后,小米发芽糙米中GABA 含量达 184.75 mg/100 g,比优化前提高了2.76 倍,是未发芽小米糙米含量的 8.44 倍。曹银平58采用非浸泡法生产发芽糙米,在发芽温度2832 ,发芽时间 36 40 h 时,其中的 GABA含 量 比 传 统 浸 泡 法 提 高 了 12.2%96.0%。Toyoizumi 等59研究发现未煮发芽糙米中 GABA含量约是高温蒸煮发芽糙米中的 2 倍,这一结果与 Yu 等60的研究一致。Hussain 等61以发芽
25、糙米为研究对象,优化浸泡和发芽条件,使得种子萌发期 GABA 合成量达 48.18 mg/100 g。Zhang等62将发芽糙米在 50 mg/mL 纤维素酶下处理90 min,30 发芽 32 h,其中的 GABA 含量达到32 mg/100 g。Oh 等63研究分别于米糠中添加谷氨酸、水解小麦蛋白(HWP)、酵母提取物(YE)和吡啶酮-5-磷酸(PLP),将米糠用酸性氧化电位水润湿(水分含量为 30%),并在氮气下于 40 厌氧培 养 8 h,激 活 了 米 糠 中 的 谷 氨 酸 脱 羧 酶(GAD),使 GABA 含量从 10.7 mg/100 g 增加到171.5 mg/100 g;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氨基 丁酸 食品 中的 应用 研究进展 海峰
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。