Método de preparación del ácido γ-aminobutírico
La síntesis química se menciona a menudo en la literatura de patentes, con alto costo, bajo rendimiento y el uso de solventes peligrosos e incluso tóxicos en el proceso de producción. Por tanto, el GABA preparado mediante síntesis química no puede utilizarse en alimentos ni puede considerarse un aditivo alimentario natural.
La biosíntesis es un método seguro y de bajo coste. Los primeros estudios utilizaron Escherichia coli como cepa de producción para fermentar y producir GABA. El medio de fermentación fue 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 en E. coli, y luego el producto GABA se obtiene mediante separación y purificación. Sin embargo, si se va a llevar a cabo el desarrollo de alimentos, sin duda existen varios problemas de seguridad en el uso de E. coli. Según los últimos informes de investigación y documentos de patente, en la preparación de alimentos GABA se han utilizado algunos microorganismos más seguros, como las bacterias del ácido láctico, la levadura y el Aspergillus, lo que hace que los productos biosintéticos de GABA estén disponibles como ingredientes saludables funcionales avanzados.
Métodos de fabricación
Existen métodos de síntesis y métodos de fermentación. 1. El método de síntesis se prepara mediante la apertura del anillo de pirrolidona. Digerir la cal viva en lechada de cal con agua destilada, bombearla al reactor de hidrólisis, agregar pirrolidona, elevar la temperatura a 125-130 °C, mantener la presión de reacción a 0,29 MPa y mantener el tiempo de reacción entre 10 y 14 horas. Una vez completada la reacción, la temperatura se reduce a 30°C, el producto se descarga, se filtra y se lava con agua destilada. Agregar bicarbonato de amonio al filtrado hasta que no se detecten iones de calcio, luego agregar carbón activado para decolorar a 80°C durante 30 minutos, filtrar a 60°C, lavar con agua destilada, lavar el filtrado, concentrar a presión reducida a 60°C hasta que precipiten cristales, añadir etanol, enfriar, filtrar y secar. Se obtiene el producto final 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 maceración de maíz, peptona, sulfato de magnesio y cloruro de sodio. Utilice aceite de soja como agente antiespumante, la dosis es de aproximadamente 0,1% y la unidad de fermentación es de aproximadamente 100 unidades de enzima/ml de caldo de fermentación. Durante el proceso de refinación, el ácido L-glutámico se convierte en ácido γ-aminobutírico bajo la acción de la descarboxilasa de Escherichia coli, que puede disociarse en cationes en solución acuosa. Utilice una resina de intercambio catiónico a base de estireno ácida fuerte para realizar el intercambio iónico, la elución de amoníaco, la extracción, la purificación de la resina, la concentración, la cristalización y el secado para obtener el producto terminado. Como factor activo, el ácido γ-aminobutírico tiene una buena actividad fisiológica y amplias perspectivas de aplicación en alimentos funcionales. Se ha informado que el té y el germen de arroz pueden enriquecer el GABA mediante fermentación natural. Además, las materias primas alimentarias 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 japoneses se dedican al desarrollo en este campo. Aunque el GABA está ampliamente distribuido en la naturaleza, desarrollarlo como factor funcional en alimentos saludables sin duda requerirá mucho trabajo. El contenido de GABA en los tejidos animales y vegetales es bajo. Por ejemplo, el contenido en las hojas de soja es de sólo 0,04 μg/g de peso fresco. Por lo tanto, no es factible extraer directamente el GABA de animales y plantas como ingrediente alimentario, principalmente porque el GABA. Existe en pequeñas cantidades y es difícil de extraer.
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 ácido γ-aminobutírico en los alimentos no consiste simplemente en agregar ácido γ-aminobutírico medicinal, sino a partir de la fuente de preparación, utilizando sustancias naturales y adoptando métodos biotecnológicos para producir productos que puedan usarse de manera segura en los alimentos. El ácido aminobutírico puede considerarse un aditivo natural. En primer lugar, los aditivos GABA se pueden fabricar a partir de subproductos del procesamiento de cereales. A mediados de la década de 1990, la Rice Oil Chemical Company de Japón desarrolló un aditivo alimentario saludable llamado GABARICEGERM. Poco después, la Sociedad Japonesa de Ciencia y Tecnología de los Alimentos informó sobre el efecto significativo del producto en la mejora del insomnio, la depresión y el síndrome menopáusico, confirmó las diversas funciones fisiológicas del GABA y señaló que los alimentos ricos en GABA son alimentos funcionales. En mi país, el desarrollo y utilización actual del germen de arroz no es suficiente. Los subproductos del procesamiento del arroz son ricos en nutrientes, pero su separación es difícil, por lo que muchos molinos de arroz los dejan en el salvado de arroz como alimento. De hecho, los abundantes recursos de germen de arroz son prometedores y pueden procesarse aún más en 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 mayor. Si se utiliza como materia prima básica, la biotecnología se puede utilizar para aumentar el contenido de GABA, mejorar las funciones de atención médica y mejorar el sabor del producto, lo que puede aumentar en gran medida el valor agregado del germen de arroz y aumentar los beneficios.
En segundo lugar, los aditivos GABA se pueden biosintetizar mediante fermentación. Es decir, seleccionando cepas seguras excelentes y de alto rendimiento, aplicando puramente tecnología microbiana para producir preparaciones de GABA. Actualmente, las levaduras, las bacterias del ácido láctico, etc. se reconocen como un tipo de microorganismos seguros. GABA es un componente ideal de los alimentos verdes y orgánicos defendidos en el siglo XXI, y también es un alimento y medicamento saludable ideal para prevenir y tratar enfermedades geriátricas. El cuerpo humano puede lograr efectos ideales para el cuidado de la salud consumiendo entre 30 y 50 mg de GABA natural puro todos los días. Debido a 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., adecuados para 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 en grandes cantidades y son uno de los productos de consumo más habituales.
Se puede decir que los productos lácteos fortificados con GABA son una combinación ideal, porque el GABA rico puede mejorar aún más la funcionalidad de los productos lácteos, haciéndolos más competitivos. Sin embargo, actualmente, fortificar los productos lácteos con GABA es sólo una idea. La aplicación de GABA en la leche en polvo se ha informado en documentos de patentes extranjeras, pero su aplicación en otras variedades es menos frecuente y requiere mucho trabajo de desarrollo.
En cuarto lugar, aplicación en alimentación deportiva. La fatiga provocada por el trabajo, el estudio y el ejercicio es un fenómeno fisiológico. Las bebidas deportivas formuladas con GABA pueden satisfacer las necesidades del ejercicio de alta intensidad y se han vuelto populares en el extranjero.
Quinto, aplicado a los productos de panadería. Con la implementación del sistema de acceso al mercado, la industria panadera ha entrado en un "umbral" que se ha elevado. En los últimos años, países desarrollados como Europa y Estados Unidos han propuesto la tendencia de desarrollo de ingredientes alimentarios horneados con el tema verde y saludable. El pan se ha convertido en un alimento popular en todo el mundo. Agregar una pequeña cantidad 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 crecido a una tasa anual promedio de más del 20% y el mercado de bebidas se ha convertido en uno de los mercados de más rápido crecimiento en la industria alimentaria de mi país. La demanda de los consumidores de bebidas naturales, bajas en azúcar y saludables ha impulsado el surgimiento de nuevas variedades. Las bebidas funcionales, las bebidas de té y los jugos de frutas a los que se les añade GABA serán los preferidos por un mayor número de consumidores. En 2007, la Compañía Coca-Cola de Japón lanzó la bebida funcional GABA "AQUARIUS SHARPCHARGE", dirigida al público y que tiene efectos relajantes y antiestrés.
Usos: Utilizado en investigación bioquímica y medicina para tratar diversas enfermedades causadas por coma hepático y enfermedades 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. Trata la poliomielitis y la hemorragia cerebral y también 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 γ-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 un nuevo recurso alimentario y el ácido γ-aminobutírico ha entrado en una nueva era en China.
Los principales fabricantes nacionales de ácido γ-aminobutírico incluyen Zhejiang Yiwan Biotechnology Co., Ltd. y Anhui Fry High-tech Co., Ltd.