Método de preparación del ácido γ-aminobutírico
Existen dos métodos principales para preparar GABA: síntesis química y biosíntesis.
Los métodos de síntesis química se mencionan principalmente en documentos de patente, tienen costos más altos, rendimientos más bajos y utilizan solventes peligrosos, incluso tóxicos, en el proceso de producción. Por tanto, el GABA preparado por síntesis química no puede utilizarse en alimentos ni puede considerarse un aditivo alimentario natural.
La biosíntesis es un método relativamente seguro y de bajo coste. En las primeras investigaciones, el GABA se producía mediante fermentación utilizando Escherichia coli como bacteria de producción, y el medio de fermentación era hidrolizado de salvado, licor de maíz, peptona, minerales, etc. Durante el proceso de fermentación, el ácido L-glutámico se convierte en GABA mediante la acción de la descarboxilasa de Escherichia coli, y luego se obtienen los productos de GABA mediante separación y purificación. Sin embargo, sin duda existen varios problemas de seguridad asociados con el uso de E. coli para el desarrollo de alimentos. Según los últimos informes de investigación y documentos de patente, en la preparación de alimentos GABA se han utilizado algunos microorganismos altamente seguros, como bacterias del ácido láctico, levaduras y Aspergillus, lo que permite que los productos biosintéticos de GABA se utilicen como alimentos saludables funcionales de alta gama. de ingredientes.
Métodos de producción
Existen métodos de síntesis y métodos de fermentación. 1. Método sintético: Preparado mediante apertura de anillo de pirrolidona. Digerir la cal viva en lechada de cal con agua destilada, bombearla al recipiente de reacción de hidrólisis, agregar pirrolidona, elevar la temperatura a 125-130°C, mantener la presión de reacción a 0,29 MPa y mantener la reacción caliente durante más de 10-14 horas. Después de la reacción, la temperatura se redujo a 30°C, el material se filtró y se lavó con agua destilada. Añadir bicarbonato de amonio al filtrado hasta que no se detecten iones de calcio, añadir carbón activado e incubar a 80°C para la decoloración durante 30 minutos, filtrar a 60°C, lavar con agua destilada, combinar el líquido de lavado con el filtrado, concentrar en atmósfera reducida. Presionar a 60°C hasta que precipiten cristales, agregar etanol. Después de enfriar, filtrar y secar, se obtiene el producto terminado con un rendimiento superior al 85%. 2. El método de fermentación utiliza Escherichia coli como cepa bacteriana. El medio de fermentación es hidrolizado de salvado, licor de maíz, peptona, sulfato de magnesio y cloruro de sodio, etc. Se utiliza aceite de soja como agente antiespumante, la dosis es de aproximadamente el 0,1% y la unidad de fermentación es de aproximadamente 100 unidades enzimáticas/ml de caldo de fermentación. En el proceso de refinación, la función de la descarboxilasa de Escherichia coli se utiliza para convertir el ácido L-glutámico en ácido γ-aminobutírico, que se puede disociar en cationes en una solución acuosa. Se utiliza una resina de intercambio catiónico a base de estireno fuertemente ácida para el intercambio iónico. Se utiliza agua con amoníaco. Después de la elución, extracción, purificación de la resina, concentración, cristalización y secado, se obtiene el producto terminado. Como factor activo, el GABA tiene una buena actividad fisiológica y su aplicación en alimentos funcionales será prometedora. Se ha informado que el té y el germen de arroz pueden enriquecer el GABA mediante procesos de fermentación naturales. Además, los materiales alimentarios naturales como los productos de soja, los tomates y la chlorella pueden enriquecer el GABA mediante su procesamiento. Actualmente, muchas empresas e institutos de investigación en Japón están involucrados en trabajos de desarrollo en esta área. Aunque el GABA está ampliamente distribuido en la naturaleza, su desarrollo como factor funcional en alimentos saludables requiere sin duda mucho trabajo. El contenido de GABA en los tejidos animales y vegetales es bajo. Por ejemplo, el contenido en las hojas de frijol es de sólo 0,04 μg/g de peso fresco. Por lo tanto, no es factible extraer directamente el GABA de animales y plantas y utilizarlo como ingrediente alimentario. La razón principal es que el GABA existe en pequeñas cantidades y es difícil de separar.
En cuanto al desarrollo de los alimentos, no sólo debemos tener la idea de que medicina y alimento tienen el mismo origen, sino también distinguir los conceptos de medicina y alimento. La aplicación de GABA en los alimentos no es de ninguna manera una simple adición de GABA medicinal, sino que comienza desde la fuente de preparación, utilizando sustancias naturales y métodos biotecnológicos para producir productos comestibles que pueden usarse de manera segura en los alimentos y pueden considerarse aditivos naturales de GABA. . En primer lugar, se pueden utilizar aditivos GABA preparados a partir de subproductos del procesamiento de cereales. A mediados de la década de 1990, la empresa japonesa ORYZA Oil Chemical Company desarrolló un aditivo alimentario saludable llamado GABARICEGERM. Poco después, la Sociedad Japonesa de Ciencia y Tecnología de los Alimentos informó sobre la eficacia del producto para mejorar el insomnio, la depresión y el síndrome menopáusico. El efecto significativo confirma los diversos efectos fisiológicos. efectos del GABA y señala que los alimentos ricos en GABA son un alimento funcional. En nuestro país, el desarrollo y aprovechamiento actual del germen de arroz no es suficiente. El germen de arroz, subproducto del procesamiento del arroz, es nutritivo, pero su separación es difícil, por lo que muchos molinos de arroz no lo separan y lo dejan en el recipiente. salvado de arroz para piensos. De hecho, todavía queda mucho por hacer con los abundantes recursos de germen de arroz, que pueden procesarse aún más para obtener una variedad de alimentos o ingredientes alimentarios.
El germen de arroz es rico en proteínas, minerales y otros nutrientes, y también contiene una cierta cantidad de GABA, pero el contenido es muy bajo, incluso después de la separación y concentración, todavía es difícil alcanzar un contenido alto. Si se utiliza como materia prima básica y se aumenta el contenido de GABA mediante métodos biotecnológicos, se mejora la función de cuidado de la salud del producto y se mejora el sabor, se puede aumentar considerablemente el valor agregado del germen de arroz y aumentar los beneficios. .
En segundo lugar, los aditivos GABA se pueden biosintetizar mediante fermentación. Es decir, la aplicación pura de la tecnología microbiana, a través de la selección de cepas seguras excelentes y de alto rendimiento, fermentación y producción de preparados de GABA. En la actualidad, las levaduras, las bacterias del ácido láctico, etc. son un tipo de microorganismos reconocidos como seguros. GABA es un ingrediente ideal para los alimentos verdes y orgánicos defendidos en el siglo XXI. También es un alimento y medicamento saludable ideal para la prevención y el tratamiento de enfermedades de personas mayores. La ingesta diaria de 30-50 mg de GABA natural puro por parte del ser humano. El cuerpo puede desempeñar un papel ideal en el cuidado de la salud. Dado que la dosis es muy pequeña, se puede combinar con otros extractos de plantas para elaborar complementos nutricionales en forma de cápsulas, cápsulas blandas, tabletas, polvos, etc. que se adapten a las necesidades de diversos grupos de consumidores. Se puede utilizar en alimentos saludables y alimentos en general.
En tercer lugar, desarrollar productos lácteos funcionales. Los productos lácteos se consumen ampliamente y son uno de los bienes de consumo comestibles más comunes. Se puede decir que los productos lácteos fortificados con GABA son una combinación ideal, porque el rico GABA puede mejorar aún más la funcionalidad de los productos lácteos, haciéndolos más competitivos. Sin embargo, en la actualidad, fortificar los productos lácteos con GABA es sólo un concepto. La aplicación de GABA en la leche en polvo se ha informado en documentos de patentes extranjeros, pero su aplicación en otras variedades es menor y es necesario realizar mucho trabajo de desarrollo.
En cuarto lugar, aplicación en alimentación deportiva. La fatiga causada por el trabajo, el estudio y el ejercicio es un fenómeno fisiológico. Las bebidas deportivas preparadas con GABA pueden satisfacer las necesidades del cuerpo de ejercicio de alta intensidad y se han vuelto muy populares en el extranjero.
Quinto, aplicado a los productos de panadería. Con la implementación del sistema de acceso al mercado, el "umbral" para ingresar a la industria alimentaria de panadería ha aumentado. En los últimos años, países desarrollados como Europa y Estados Unidos han propuesto tendencias de desarrollo ecológicas y con temas saludables en los ingredientes alimentarios de panadería. El pan se ha convertido en un alimento popular en todo el mundo. Agregar pequeñas cantidades de GABA al pan puede reducir eficazmente la incidencia de enfermedades cardiovasculares. Agregar una cantidad adecuada de GABA a galletas y pasteles puede hacer que los alimentos saludables sean adecuados para personas mayores o niños.
Sexto, aplicación en bebidas. En los últimos años, la producción anual de bebidas de mi país ha aumentado a una tasa de crecimiento anual promedio de más del 20%, y el mercado de bebidas se ha convertido en uno de los de más rápido crecimiento en la industria alimentaria de China. La demanda de los consumidores de bebidas naturales, bajas en azúcar y saludables ha impulsado el surgimiento de nuevas variedades. Las bebidas funcionales, bebidas de té, jugos, etc. que añaden GABA serán las preferidas por más consumidores. En 2007, la Compañía Coca-Cola de Japón lanzó al público "AQUARIUS SHARPCHARGE", una bebida funcional de GABA con efectos relajantes y antiestrés.
Usos: Utilizado para investigaciones bioquímicas y medicinalmente para tratar diversas enfermedades causadas por coma hepático y trastornos cerebrovasculares. Intermedios farmacéuticos. El ácido 4-aminobutírico tiene el efecto de reducir los lípidos en sangre y es adecuado para el tratamiento y prevención de diversos tipos de coma hepático. Puede tratar la polio, la hemorragia cerebral y puede usarse como antídoto para la intoxicación por gases. También se utiliza en investigación bioquímica y síntesis orgánica. El 27 de septiembre de 2009, el Ministerio de Salud aprobó el ácido gamma-aminobutírico, la proteína básica del calostro, el ácido linoleico conjugado, el glicerilo del ácido linoleico conjugado y Lactobacillus plantarum (cepa número ST-Ⅲ). El aceite de semilla de Eucommia ulmoides es un nuevo recurso alimenticio. Ácido γ-aminobutírico, que ha entrado en una nueva era en China. Los principales fabricantes nacionales de ácido γ-aminobutírico incluyen Zhejiang Yiwan Biotechnology Co., Ltd., Anhui Laifu High-tech Co., Ltd. y Fujian Anxi Biotechnology Technology Co. Ltd. llevará a China a una nueva era de consumo de alimentos basada en la última tecnología de conversión GABA de la Universidad de Jiangnan.