- اسید آمینوبوتیریک با نام مستعار 4-آمینوبوتیریک اسید(- اسید آمینوبوتیریک (گابا) یک اسید آمینه است. گابا پودر کریستال سفید بدون چرخش نوری است. نقطه ذوب 195-204 درجه (تجزیه)، قابل امتزاج با آب، کمی محلول در اتانول و استون، نامحلول در بنزن و اتر، آب در طی تجزیه از بین می رود و پیرولیدون تشکیل می دهد.
GABA اغلب به شکل زوئیتریون (گروه کربوکسیل با بار منفی و گروه آمینه با بار مثبت) در محلول وجود دارد. با توجه به برهمکنش الکترواستاتیکی بین گروههای دارای بار مثبت و منفی، گابا میتواند ترکیبات مولکولی گازی (تاشده) و جامد (گسترده) را در محلول داشته باشد، در حالی که همزیستی ترکیبهای چند مولکولی در محلول، گابا را قادر میسازد تا انواع پروتئینهای گیرنده را متصل کند و بازی کند. انواع عملکردهای مهم فیزیولوژیکی
محتوای GABA در بافت گیاه بسیار کم است، معمولاً 0.3 تا 32.5 میکرومول در گرم است. گزارش شده است که غنیسازی گابا در گیاهان با واکنش تنشی که گیاهان تجربه میکنند مرتبط است. هنگامی که در معرض هیپوکسی، شوک حرارتی، شوک سرما، آسیب مکانیکی، استرس نمک و سایر فشارهای استرس قرار میگیرد، منجر به تجمع سریع GABA میشود. پس از مدتی تیمار تنش مواد خام غذایی گیاهی یا از طریق تخمیر میکروبی، محتوای GABA در مواد خام غذایی گیاهی افزایش می یابد. پردازش این ماده خام به محصولات کاربردی غنی از GABA به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. به عنوان یک عامل عملکردی جدید، GABA به طور گسترده در زمینه صنایع غذایی استفاده شده است. غذاهای تولید شده از برنج قهوه ای جوانه زده، سویا و لوبیا پهن غنی از GABA به بازار عرضه شده است.
اگرچه آژانس ایمنی غذای اروپا (EFSA) اجازه افزودن گابا به غذا را میدهد و تصریح میکند که حداکثر مصرف رژیم غذایی گابا 550 میلیگرم در روز است، ویژگیهای عملکردی اصلی آن باید توسط نتایج آزمایش جمعیتی دقیق پشتیبانی شود. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) اشاره کرد که با توجه به نتایج آزمایشات سم شناسی، اضافه کردن GABA به غذا بی خطر است. دامنه استفاده شامل نوشیدنی ها، قهوه، چای و آدامس است، اما افزودن گابا به غذای کودک، فرآورده های گوشتی یا محصولات حاوی گوشت مجاز نیست. وزارت بهداشت چین در 12 دسامبر 2009 اعلام کرد که مصرف گابا نباید از 500 میلی گرم در روز تجاوز کند. دامنه استفاده از آن نوشیدنی ها، محصولات کاکائویی، شکلات و نوشیدنی های آن، آب نبات، غذای پخته شده و غذای پف کرده است، اما نمی توان آن را مصرف کرد. به غذای کودک اضافه می شود.
گابا در بسیاری از حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم ها یافت شده است. اولین بار در سال 1949 در غده های سیب زمینی یافت شد و در سال 1950 در سیستم مرکزی پستانداران یافت شد. در عین حال به عنوان یک مهارکننده عصبی در سیستم عصبی پستانداران، حشرات یا برخی کرم های انگلی در نظر گرفته می شود که تأثیر مهمی بر روی آنها دارد. تحریک پذیری نورون ها مشخص شده است که گابا یک اسید آمینه فعال است که نقش مهمی در متابولیسم انرژی مغز انسان دارد. عملکردهای فیزیولوژیکی زیادی دارد، مانند فعال کردن متابولیسم گلوکز در مغز، تقویت سنتز استیل کولین، کاهش آمونیاک خون، ضد تشنج، کاهش فشار خون، بهبود عملکرد مغز، ثبات ذهنی، افزایش ترشح هورمون رشد و غیره.
در متابولیسم میکروارگانیسم ها، متابولیسم گابا از طریق شاخه گابا تکمیل می شود. با استفاده از فعالیت بالای GAD در میکروارگانیسم ها، Glu برای تشکیل GABA دکربوکسیله می شود. سپس تحت تأثیر GABA-T و SSADH، گابا وارد فرآیند تجزیه پایین دستی می شود تا نیمه آلدئید سوکسینیک و اسید سوکسینیک تولید کند که در متابولیسم فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها شرکت می کنند. غنیسازی میکروبی گابا با بهینهسازی محیط کشت و بهبود سویه برای داشتن فعالیت GAD بالا، افزایش سرعت سنتز گابا و کاهش سرعت تجزیه به دست میآید. تعداد زیادی از مطالعات ثابت کرده اند که GAD در میکروارگانیسم های پروکاریوتی و یوکاریوتی وجود دارد. علاوه بر این، دکربوکسیلاسیون GAD در میکروارگانیسم ها برای تشکیل GABA محدود به منابع، محیط و فضا نیست که در مقایسه با روش های دیگر مزایای قابل توجهی دارد.
یکی از روش های سنتز مصنوعی گابا - روش تخمیر میکروبی: سویه هایی با ارقام عالی، پایدار، غیر سمی و بی ضرر را انتخاب کنید و از این سویه ها برای تهیه و تولید گابا در فرآیند رشد و تولیدمثل استفاده کنید. اگرچه این روش دارای الزامات سختگیرانه ای در مورد محیط و تجهیزات است، گابا تولید شده توسط این روش می تواند به عنوان یک افزودنی طبیعی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد. تولید تخمیر میکروبی یکی از اولین و گسترده ترین روش های تولید در صنایع غذایی است. اولین میکروارگانیسم مورد استفاده اشریشیا کلی است. گابا را می توان با استفاده از دکربوکسیلاز آن تولید کرد. با این حال، به دلیل برخی از خطرات ایمنی بالقوه قادر به استفاده مستقیم در تولید دارو یا غذا نبوده است.
با پیشرفت علم و فناوری، غذای سبز بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. بعدها، محققان دریافتند که باکتریهای اسید لاکتیک، مخمر، آسپرژیلوس و سایر میکروارگانیسمها را میتوان برای جایگزینی اشریشیا کلی و کاتالیزور تولید GABA استفاده کرد. علاوه بر این، در شرایط کم هزینه، مزایای خروجی بالا و ایمنی خوب را نیز دارد. این روش به تدریج به تولید صنعتی تبدیل شده است.