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摘要 γ氨基丁酸（γAminobutyric acid，GABA）是四碳非蛋白质氨基酸，为哺乳动物中枢神经系统主要的抑制性神经递质，具有降血压、改善脑功能、抗癫痫和抗衰老等多种功效。作为一种新型的功能性因子，它越来越引起医药、食品等行业的关注，成为开发研究的热点。GABA广泛存在于动植物及微生物体中，然而欲利用动植物中的GABA加工为功能产品，则需要对生物体中的GABA含量富集提高。几年来，科学家们对GABA富集技术及其产品开发进行了大量研究。该研究综述了γ氨基丁酸的富集方法，并且对其应用前景进行了展望。
关键词 γ氨基丁酸；富集；技术方法
中图分类号 S879.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）15-015-03
Research Progress of γaminobutyric Acid Enrichment Methods
HE Mengxiu， CHEN Fangyan*， ZHONG Yangsheng et al
（College of Animal Science， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510624）
Abstract γaminobutyric acid is a fourcarbon nonprotein amino acids， as the mammalian central nervous system， the major inhibitory neurotransmitter， have lower blood pressure， improve brain function， antiepileptic and antiaging and other effect， it is as a novel functional factors cause more medicine， food and other industries concerned， the development has become a hot research. GABA is widely present in plants， animals and microorganisms， and yet want to make use of animal and plant product development capabilities， improve product quality， GABA concentration in the organism to be improved. In recent years， scientists have a number of studies for GABA enrichment technology and product development. This paper reviews the γaminobutyric acid enrichment methods， and its prospects were discussed.
Key words γaminobutyric acid； Enrichment； Technical methods
γ氨基丁酸（γAminobutyric acid，GABA）又叫氨酪酸或4氨基丁酸，是一種以自由态存在于真核生物和原核生物中的非蛋白质天然氨基酸，是一种新型功能因子，广泛分布于动植物体内，为哺乳动物脑、脊髓中重要的抑制性神经递质[1]。研究表明，GABA具有降血压[2-3]、降低胆固醇[4-6]、增强记忆力、参与脑循环的生理活动、增进脑机能、促进睡眠、镇痛安神、促进生长激素分泌、促进酒精代谢、抗癫痫和焦虑、高效减肥[7]和抗衰老等多种有益的保健功能。神经生理和神经医学的研究表明，GABA是在人脑中一种重要的活性物质。虽然GABA可由脑部的谷氨酸（Glutamic acid，Glu）在专一性较强的谷氨酸脱羧酶（Glutamic acid decarboxylase，GAD）作用下转化而成，但随着年龄的增长和精神压力的加大，GABA的积累异常困难。为此，通过日常饮食的补充，可有效改善这种状况，促进人体健康。国家卫生部于2009年9月将γ氨基丁酸列入新资源食品，富集GABA的原料可应用于生产功能性食品，通过饮食来降低和预防高血压。正是由于GABA众多有益的生理功能，富集高GABA及其产品开发利用越来越受到人们的广泛关注。笔者综述了GABA的富集技术方法，并且对其前景进行了展望。
1 植物中GABA富集法
γ氨基丁酸在植物中具有多种功效，可调节体内pH，促进代谢生长发育，提供三羧酸循环旁路的代谢产物，抵御逆境等[8]。高等植物中GABA的富集受2条不同途径的影响。一是L谷氨酸在GAD的催化下经α脱羧产生GABA，反应方程式为：
LGluGADGABA+CO2↑
另一途径是多胺降解途径[9]。其中，谷氨酸脱羧酶和二胺氧化酶（Diamine oxidase，DAO）是这2条途径的关键限速酶。在植物正常生长条件下，其体内GABA含量极低，通常在0.3～32.5 μmol/g之间[10]。当植物体受到外界胁迫如热刺激、冷冻、机械损伤、盐胁迫[11]、缺氧、浸泡和酸化等逆境胁迫或植物激素作用时，植物体内GAD酶被激活而引起酶活力的增强，从而促进GABA的大量富集[12-13]。
1.1 杂粮中γ氨基丁酸的富集
豌豆、黄豆、甜荞麦、小扁豆、大麦和莜麦等小杂粮中的蛋白质可被内源性蛋白酶水解成氨基酸，其中谷氨酸经GAD作用催化脱羧合成GABA。浸泡和萌芽是杂粮中GABA合成的关键步骤。通过改变外界因素，直接影响GAD酶活性，进而达到富集γ氨基丁酸的目的。例如，浸泡能使豌豆中γ氨基丁酸的富集量达1 261.2 mg/kg干基，是未处理的1.6倍[14]。刘畅等[15-16]以优质大豆为原料，分别采用浸泡法和冷冻处理法来提高大豆GABA含量，35 ℃水浴中浸泡6 h、27 ℃培养3 d后发芽大豆富集得到GABA含量达7.97 mg/g，是未发芽的3.1倍；而冷冻处理后，大豆中GABA含量高达11.62 mg/g，是未冷冻大豆的46倍。温度的迅速降低会导致植物细胞内的区室化加强，同时LGAD酶活性随之增强，从而引起GABA含量的增加[17]。由此可知，冷冻法富集GABA的效果较浸泡发芽法好，且操作简单易行。此外，也有研究报道，利用低氧胁迫和盐胁迫，可促进植物中抗氧化酶活力，增加抗氧化物质，提高其抗氧化性。以发芽的玉米或优良大豆为原料，经低氧胁迫培养后得到GABA含量为1.97 mg/g，是对照组的1.56倍，表明低氧胁迫可促进GABA的积累[10，18]。利用氯化钠胁迫处理同样可以触及豆芽中GABA的积累。研究表明，氯化钠胁迫造成植物细胞内Ca2+浓度迅速升高，从而诱导GAD酶活力上升。同时，盐胁迫还伴随多胺的减少，可促进GABA的富集[19]。何秋云等[20]采用液体浸润和无氧有氧交替两种方法处理马铃薯后均可富集高GABA。陈惠等[21]研究表明，以蚕豆为原材料，在低氧胁迫条件下，氯化钙、氯化钠和赤霉素可提高发芽蚕豆中GAD和DAO活性，有利于GABA的积累。由此可知，采用逆境胁迫（缺氧、冷冻、浸泡发芽等）方法，可提高植物体内的GABA富集。 1.2 桑/茶叶中GABA的富集
1987年津志田藤二郎等[22]将鲜茶叶经氮气厌氧处理后，GABA含量由300 mg/kg增加到2 g/kg，研制出高GABA茶叶，并将其命名为γ氨基丁酸茶（GABA含量在1.5 g/kg以上的茶叶）。随着人们对桑叶活性功能的深入研究，其营养价值和药用价值越来越受到人们的重视。1991年国家卫生部第45号文公布批准桑叶既是食品又是药品。桑、茶叶中GABA主要是由L谷氨酸在L谷氨酸脱羧酶的催化作用下脱羧生成，其中L谷氨酸脱羧酶、γ氨基丁酸转氨酶（7Aminobutyrate transaminase，GABAT）和琥珀酸半醛脱氢酶（Succinate semialehyde dehydrogenase，SSADH）是GABA合成代谢的关键酶。目前，茶叶或桑叶中GABA的富集常采用的技术有厌氧技术、叶面喷施外源氨基酸技术和微波或红外照射等。低氧/真空缺氧处理茶叶可以使细胞质pH下降，增加LGAD的活性，降低GABAT和SSADH的活性，进而使茶叶GABA富集[17]。对茶鲜叶或桑叶[23]进行真空厌氧处理，发现采用不同真空工艺处理得到GABA含量均明显增加，且差异在0.01水平显著，其中最高可达2.11 g/kg[24]。鲜叶用谷氨酸钠溶液处理，在增加GABA生物合成底物的同时，又造成低氧环境，迅速激活LGAD，并提高酶活性，因而在茶叶内能大量合成GABA。黄亚辉等[25]分别以真空充氮、红外线照射、喷施谷氨酸钠溶液和液体浸泡对茶叶进行处理，结果发现经处理后茶叶中GABA含量均有所增加，其中以真空充氮和液体浸泡处理效果相对明显，GABA含量分别达到2.88和4.01 mg/g。还有研究表明，将茶树进行叶面喷施氨基酸，一段时间后采摘鲜叶，通过厌氧处理，发现茶叶中GABA含量显著提高[26]。
1.3 谷类GABA的富集
米糠、糙米和粟谷等谷类的蛋白质含量较高，氨基酸组成丰富，特别是谷氨酸[27]和γ氨基丁酸含量多[28]。据国内外文献报道，谷类食品中GAD酶活力较高，可将谷氨酸转化合成γ氨基丁酸，使得GABA富集，并充分吸收利用。Khwanchai等[29]对5种泰国水稻的糙米中γ氨基丁酸、谷氨酸和GAD酶活性进行调查，发现浸泡发芽可促进糙米GABA含量的积累。糙米本身含有一定量的谷氨酸脱羧酶，蛋白质水解酶可通过水解蛋白质生成谷氨酸，从而在一定条件下合成γ氨基丁酸。在浸泡发芽过程中，Ca2+浓度、PLP浓度和谷氨酸钠[30]与GABA富集呈正相关，当GAD被刺激，酶活增强后发芽糙米中GABA含量高达132 g/kg，米糠中GABA产量可提高到9.22 g/kg[31]。研究表明，浸泡温度和Ca2+含量对富集GABA的影响较大[32]。1993年日本开始在中国农场试育成大胚水稻品种“海米诺里”，测得其胚芽中的GABA比普通大米高约4倍，并且将胚芽作为功能性食品。米糠和米胚芽都是稻谷加工的副产物。Saikusa等[33]在检测并改进稻米食用品质的研究中首次发现，稻米粒用水浸泡后，氨基酸组成及含量均发生明显变化，尤其是γ氨基丁酸含量大幅度提高。
浸泡发芽法是谷类物质富集GABA的常用技术，其操作简单易行，条件温和易控，可作为富集GABA的技术方法。
1.4 其他食物中GABA的富集
据报道，韩国传统泡菜、辣椒、南瓜、橄榄菜[34]、茄子和香蕉[35]等均可作为富集高GABA功能性食品的素材。谢广发等[36]研究证实，在我国的黄酒中也含有丰富的GABA，如古越龙山酒中GABA的质量浓度高达167～360 g/L，表明有些黄酒也是一种富含GABA的理想天然保健饮品。李海星等[37]从中国传统泡菜中经分离筛选出一株可产GABA的乳酸菌，在泡菜中应用，30 ℃下发酵2 d后GABA产量为15.5 g/L。
2 微生物发酵法富集GABA
已有研究表明，大肠杆菌[38]、曲霉菌、酵母菌和乳酸菌[37，39-40]等都可产生GABA。在早期的研究中，多以大肠杆菌发酵法富集GABA为主。例如，赵景联[41]利用细胞固定化技术，采用海藻酸钙包埋法将大肠杆菌固定化，提高转化率，促进GABA的富集。大肠杆菌的GAD具有较高酶活力，采用高GAD活性的基因工程大肠杆菌催化合成GABA，其产量可高达280～300 g/L[42]。但是，对于食品工业，大肠杆菌存在极大的安全隐患，不适用于实际生产中。
乳酸菌是人和动物胃肠道中正常菌群，被国际公认为食品安全级的细菌，可广泛用于发酵食品和医药行业，是具有安全性的食品微生物[43]。国内外研究报道表明，乳球菌属（Lactococcus）、链球菌属（Streptococcus）和乳杆菌属（Lactobacillus）等一些乳酸菌能产生GAD，并且催化谷氨酸合成GABA，进而开发富含GABA的食品、保健品。在酸菜汁[44]和红藻汁[45]中可筛选出具有较高GAD酶活力的乳酸菌，在最佳条件下发酵培养后可富集高GABA，其中培养基中谷氨酸钠的含量及pH的变化会影响GABA的积累。王超凯等[46]以糟醅和黄浆水为原料，分离筛选出高产γ氨基丁酸的乳酸菌菌株，通过单因素和正交试验优化，发现在初始pH 6.5、发酵温度32 ℃、发酵时间60 h和5%接种量的条件下，γ氨基丁酸产量可达11.5 g/L。
酵母菌是富含蛋白质、氨基酸的兼性厌氧菌，被广泛应用于发酵食品中，其安全性很高，且具有较高的GAD酶活性。Kim等[47]研究表明，在初始pH 6.5、3%（W/V）L谷氨酸、10%（W/V）冻干的天麻粉和浓度0.5%的酵母提取物的条件下培养，在发酵期间产生大量的有机酸和GABA，进而提高短乳杆菌中的GABA含量。胡超等[48]以高γ氨基丁酸的酵母突变菌株为原材料，通过单因素试验优化发酵工艺，富集GABA的质量浓度高达2.588 g/L。 曲霉是发酵工业的重要菌种，广泛分布在谷物、空气、土壤和各种有机物中。红曲霉是世界上唯一生产食用色素的微生物，在生长过程中可产生红色天然色素，是一种安全有益的菌种，适合工业化生产。蒋冬花等[49]在自然发酵的红曲中筛选、分离出一株曲霉菌株As8，以谷氨酸钠为底物，共同作用产生GABA。试验在pH 6.0，以蔗糖为碳源，以蛋白胨为唯一氮源或以蛋白胨和牛肉膏为复合氮源的条件下培养，结果GABA含量达到最高（4.2 g/L）。
由此可知，微生物中富集GABA以发酵法为主。相对于植物富集法成本高、产率低和局限性大的缺点，微生物发酵法更有优越性。它不受空间、环境和资源的限制，具有成本低、无化学残留和产量高等显著优点，是富集GABA的理想途径。
3 展望
GABA在食品中的研究和应用始于20世纪80年代中期，应用产品以日本茶饮料Gabaron为代表。在食品中应用GABA。“药食同源”绝对不是对药用GABA的简单添加，而是利用天然物质，采用生物技术方法，生产出能在食品中应用且被视为天然添加剂的食用GABA。目前，人们对GABA的生理功能的研究不断深入，并且取得一定的成效。桑叶作为一种优良的、具有多种保健功能活性物质的药食资源，对其内含丰富的GABA及前体物质谷氨酸进行开发利用。在人们消费水平日益提高以及对天然物质倍加青睐的今天，富集高GABA且开发出适用于不同人群的食品将有广阔的市场前景。
43卷15期 何梦秀等 γ氨基丁酸富集方法的研究进展
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关键词 γ氨基丁酸；富集；技术方法
中图分类号 S879.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）15-015-03
Research Progress of γaminobutyric Acid Enrichment Methods
HE Mengxiu， CHEN Fangyan*， ZHONG Yangsheng et al
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Abstract γaminobutyric acid is a fourcarbon nonprotein amino acids， as the mammalian central nervous system， the major inhibitory neurotransmitter， have lower blood pressure， improve brain function， antiepileptic and antiaging and other effect， it is as a novel functional factors cause more medicine， food and other industries concerned， the development has become a hot research. GABA is widely present in plants， animals and microorganisms， and yet want to make use of animal and plant product development capabilities， improve product quality， GABA concentration in the organism to be improved. In recent years， scientists have a number of studies for GABA enrichment technology and product development. This paper reviews the γaminobutyric acid enrichment methods， and its prospects were discussed.
Key words γaminobutyric acid； Enrichment； Technical methods
γ氨基丁酸（γAminobutyric acid，GABA）又叫氨酪酸或4氨基丁酸，是一種以自由态存在于真核生物和原核生物中的非蛋白质天然氨基酸，是一种新型功能因子，广泛分布于动植物体内，为哺乳动物脑、脊髓中重要的抑制性神经递质[1]。研究表明，GABA具有降血压[2-3]、降低胆固醇[4-6]、增强记忆力、参与脑循环的生理活动、增进脑机能、促进睡眠、镇痛安神、促进生长激素分泌、促进酒精代谢、抗癫痫和焦虑、高效减肥[7]和抗衰老等多种有益的保健功能。神经生理和神经医学的研究表明，GABA是在人脑中一种重要的活性物质。虽然GABA可由脑部的谷氨酸（Glutamic acid，Glu）在专一性较强的谷氨酸脱羧酶（Glutamic acid decarboxylase，GAD）作用下转化而成，但随着年龄的增长和精神压力的加大，GABA的积累异常困难。为此，通过日常饮食的补充，可有效改善这种状况，促进人体健康。国家卫生部于2009年9月将γ氨基丁酸列入新资源食品，富集GABA的原料可应用于生产功能性食品，通过饮食来降低和预防高血压。正是由于GABA众多有益的生理功能，富集高GABA及其产品开发利用越来越受到人们的广泛关注。笔者综述了GABA的富集技术方法，并且对其前景进行了展望。
1 植物中GABA富集法
γ氨基丁酸在植物中具有多种功效，可调节体内pH，促进代谢生长发育，提供三羧酸循环旁路的代谢产物，抵御逆境等[8]。高等植物中GABA的富集受2条不同途径的影响。一是L谷氨酸在GAD的催化下经α脱羧产生GABA，反应方程式为：
LGluGADGABA+CO2↑
另一途径是多胺降解途径[9]。其中，谷氨酸脱羧酶和二胺氧化酶（Diamine oxidase，DAO）是这2条途径的关键限速酶。在植物正常生长条件下，其体内GABA含量极低，通常在0.3～32.5 μmol/g之间[10]。当植物体受到外界胁迫如热刺激、冷冻、机械损伤、盐胁迫[11]、缺氧、浸泡和酸化等逆境胁迫或植物激素作用时，植物体内GAD酶被激活而引起酶活力的增强，从而促进GABA的大量富集[12-13]。
1.1 杂粮中γ氨基丁酸的富集
豌豆、黄豆、甜荞麦、小扁豆、大麦和莜麦等小杂粮中的蛋白质可被内源性蛋白酶水解成氨基酸，其中谷氨酸经GAD作用催化脱羧合成GABA。浸泡和萌芽是杂粮中GABA合成的关键步骤。通过改变外界因素，直接影响GAD酶活性，进而达到富集γ氨基丁酸的目的。例如，浸泡能使豌豆中γ氨基丁酸的富集量达1 261.2 mg/kg干基，是未处理的1.6倍[14]。刘畅等[15-16]以优质大豆为原料，分别采用浸泡法和冷冻处理法来提高大豆GABA含量，35 ℃水浴中浸泡6 h、27 ℃培养3 d后发芽大豆富集得到GABA含量达7.97 mg/g，是未发芽的3.1倍；而冷冻处理后，大豆中GABA含量高达11.62 mg/g，是未冷冻大豆的46倍。温度的迅速降低会导致植物细胞内的区室化加强，同时LGAD酶活性随之增强，从而引起GABA含量的增加[17]。由此可知，冷冻法富集GABA的效果较浸泡发芽法好，且操作简单易行。此外，也有研究报道，利用低氧胁迫和盐胁迫，可促进植物中抗氧化酶活力，增加抗氧化物质，提高其抗氧化性。以发芽的玉米或优良大豆为原料，经低氧胁迫培养后得到GABA含量为1.97 mg/g，是对照组的1.56倍，表明低氧胁迫可促进GABA的积累[10，18]。利用氯化钠胁迫处理同样可以触及豆芽中GABA的积累。研究表明，氯化钠胁迫造成植物细胞内Ca2+浓度迅速升高，从而诱导GAD酶活力上升。同时，盐胁迫还伴随多胺的减少，可促进GABA的富集[19]。何秋云等[20]采用液体浸润和无氧有氧交替两种方法处理马铃薯后均可富集高GABA。陈惠等[21]研究表明，以蚕豆为原材料，在低氧胁迫条件下，氯化钙、氯化钠和赤霉素可提高发芽蚕豆中GAD和DAO活性，有利于GABA的积累。由此可知，采用逆境胁迫（缺氧、冷冻、浸泡发芽等）方法，可提高植物体内的GABA富集。 1.2 桑/茶叶中GABA的富集
1987年津志田藤二郎等[22]将鲜茶叶经氮气厌氧处理后，GABA含量由300 mg/kg增加到2 g/kg，研制出高GABA茶叶，并将其命名为γ氨基丁酸茶（GABA含量在1.5 g/kg以上的茶叶）。随着人们对桑叶活性功能的深入研究，其营养价值和药用价值越来越受到人们的重视。1991年国家卫生部第45号文公布批准桑叶既是食品又是药品。桑、茶叶中GABA主要是由L谷氨酸在L谷氨酸脱羧酶的催化作用下脱羧生成，其中L谷氨酸脱羧酶、γ氨基丁酸转氨酶（7Aminobutyrate transaminase，GABAT）和琥珀酸半醛脱氢酶（Succinate semialehyde dehydrogenase，SSADH）是GABA合成代谢的关键酶。目前，茶叶或桑叶中GABA的富集常采用的技术有厌氧技术、叶面喷施外源氨基酸技术和微波或红外照射等。低氧/真空缺氧处理茶叶可以使细胞质pH下降，增加LGAD的活性，降低GABAT和SSADH的活性，进而使茶叶GABA富集[17]。对茶鲜叶或桑叶[23]进行真空厌氧处理，发现采用不同真空工艺处理得到GABA含量均明显增加，且差异在0.01水平显著，其中最高可达2.11 g/kg[24]。鲜叶用谷氨酸钠溶液处理，在增加GABA生物合成底物的同时，又造成低氧环境，迅速激活LGAD，并提高酶活性，因而在茶叶内能大量合成GABA。黄亚辉等[25]分别以真空充氮、红外线照射、喷施谷氨酸钠溶液和液体浸泡对茶叶进行处理，结果发现经处理后茶叶中GABA含量均有所增加，其中以真空充氮和液体浸泡处理效果相对明显，GABA含量分别达到2.88和4.01 mg/g。还有研究表明，将茶树进行叶面喷施氨基酸，一段时间后采摘鲜叶，通过厌氧处理，发现茶叶中GABA含量显著提高[26]。
1.3 谷类GABA的富集
米糠、糙米和粟谷等谷类的蛋白质含量较高，氨基酸组成丰富，特别是谷氨酸[27]和γ氨基丁酸含量多[28]。据国内外文献报道，谷类食品中GAD酶活力较高，可将谷氨酸转化合成γ氨基丁酸，使得GABA富集，并充分吸收利用。Khwanchai等[29]对5种泰国水稻的糙米中γ氨基丁酸、谷氨酸和GAD酶活性进行调查，发现浸泡发芽可促进糙米GABA含量的积累。糙米本身含有一定量的谷氨酸脱羧酶，蛋白质水解酶可通过水解蛋白质生成谷氨酸，从而在一定条件下合成γ氨基丁酸。在浸泡发芽过程中，Ca2+浓度、PLP浓度和谷氨酸钠[30]与GABA富集呈正相关，当GAD被刺激，酶活增强后发芽糙米中GABA含量高达132 g/kg，米糠中GABA产量可提高到9.22 g/kg[31]。研究表明，浸泡温度和Ca2+含量对富集GABA的影响较大[32]。1993年日本开始在中国农场试育成大胚水稻品种“海米诺里”，测得其胚芽中的GABA比普通大米高约4倍，并且将胚芽作为功能性食品。米糠和米胚芽都是稻谷加工的副产物。Saikusa等[33]在检测并改进稻米食用品质的研究中首次发现，稻米粒用水浸泡后，氨基酸组成及含量均发生明显变化，尤其是γ氨基丁酸含量大幅度提高。
浸泡发芽法是谷类物质富集GABA的常用技术，其操作简单易行，条件温和易控，可作为富集GABA的技术方法。
1.4 其他食物中GABA的富集
据报道，韩国传统泡菜、辣椒、南瓜、橄榄菜[34]、茄子和香蕉[35]等均可作为富集高GABA功能性食品的素材。谢广发等[36]研究证实，在我国的黄酒中也含有丰富的GABA，如古越龙山酒中GABA的质量浓度高达167～360 g/L，表明有些黄酒也是一种富含GABA的理想天然保健饮品。李海星等[37]从中国传统泡菜中经分离筛选出一株可产GABA的乳酸菌，在泡菜中应用，30 ℃下发酵2 d后GABA产量为15.5 g/L。
2 微生物发酵法富集GABA
已有研究表明，大肠杆菌[38]、曲霉菌、酵母菌和乳酸菌[37，39-40]等都可产生GABA。在早期的研究中，多以大肠杆菌发酵法富集GABA为主。例如，赵景联[41]利用细胞固定化技术，采用海藻酸钙包埋法将大肠杆菌固定化，提高转化率，促进GABA的富集。大肠杆菌的GAD具有较高酶活力，采用高GAD活性的基因工程大肠杆菌催化合成GABA，其产量可高达280～300 g/L[42]。但是，对于食品工业，大肠杆菌存在极大的安全隐患，不适用于实际生产中。
乳酸菌是人和动物胃肠道中正常菌群，被国际公认为食品安全级的细菌，可广泛用于发酵食品和医药行业，是具有安全性的食品微生物[43]。国内外研究报道表明，乳球菌属（Lactococcus）、链球菌属（Streptococcus）和乳杆菌属（Lactobacillus）等一些乳酸菌能产生GAD，并且催化谷氨酸合成GABA，进而开发富含GABA的食品、保健品。在酸菜汁[44]和红藻汁[45]中可筛选出具有较高GAD酶活力的乳酸菌，在最佳条件下发酵培养后可富集高GABA，其中培养基中谷氨酸钠的含量及pH的变化会影响GABA的积累。王超凯等[46]以糟醅和黄浆水为原料，分离筛选出高产γ氨基丁酸的乳酸菌菌株，通过单因素和正交试验优化，发现在初始pH 6.5、发酵温度32 ℃、发酵时间60 h和5%接种量的条件下，γ氨基丁酸产量可达11.5 g/L。
酵母菌是富含蛋白质、氨基酸的兼性厌氧菌，被广泛应用于发酵食品中，其安全性很高，且具有较高的GAD酶活性。Kim等[47]研究表明，在初始pH 6.5、3%（W/V）L谷氨酸、10%（W/V）冻干的天麻粉和浓度0.5%的酵母提取物的条件下培养，在发酵期间产生大量的有机酸和GABA，进而提高短乳杆菌中的GABA含量。胡超等[48]以高γ氨基丁酸的酵母突变菌株为原材料，通过单因素试验优化发酵工艺，富集GABA的质量浓度高达2.588 g/L。 曲霉是发酵工业的重要菌种，广泛分布在谷物、空气、土壤和各种有机物中。红曲霉是世界上唯一生产食用色素的微生物，在生长过程中可产生红色天然色素，是一种安全有益的菌种，适合工业化生产。蒋冬花等[49]在自然发酵的红曲中筛选、分离出一株曲霉菌株As8，以谷氨酸钠为底物，共同作用产生GABA。试验在pH 6.0，以蔗糖为碳源，以蛋白胨为唯一氮源或以蛋白胨和牛肉膏为复合氮源的条件下培养，结果GABA含量达到最高（4.2 g/L）。
由此可知，微生物中富集GABA以发酵法为主。相对于植物富集法成本高、产率低和局限性大的缺点，微生物发酵法更有优越性。它不受空间、环境和资源的限制，具有成本低、无化学残留和产量高等显著优点，是富集GABA的理想途径。
3 展望
GABA在食品中的研究和应用始于20世纪80年代中期，应用产品以日本茶饮料Gabaron为代表。在食品中应用GABA。“药食同源”绝对不是对药用GABA的简单添加，而是利用天然物质，采用生物技术方法，生产出能在食品中应用且被视为天然添加剂的食用GABA。目前，人们对GABA的生理功能的研究不断深入，并且取得一定的成效。桑叶作为一种优良的、具有多种保健功能活性物质的药食资源，对其内含丰富的GABA及前体物质谷氨酸进行开发利用。在人们消费水平日益提高以及对天然物质倍加青睐的今天，富集高GABA且开发出适用于不同人群的食品将有广阔的市场前景。
43卷15期 何梦秀等 γ氨基丁酸富集方法的研究进展
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