γ-氨基丁酸的制备方法

专利文献中经常报道化学合成，成本高，收率低，生产过程中使用危险溶剂，甚至有毒溶剂。因此，化学合成制备的GABA不能用于食品，也不能认为是天然的食品添加剂。

生物合成是一种安全、低成本的方法。早期研究以大肠杆菌为生产菌株发酵生产GABA，发酵培养基为麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、矿物质等。在发酵过程中，L-谷氨酸通过大肠杆菌中脱羧酶的作用转化为GABA，然后经过分离纯化得到GABA产品。但如果要进行食品开发，使用大肠杆菌无疑存在各种安全问题。根据最新的研究报告和专利文献，一些安全性较高的微生物，如乳酸菌、酵母菌和曲霉，已被应用于GABA食品的制备中，这使得生物合成的GABA产品可作为高级功能性保健食品的配料。

制造方法

有合成法和发酵法。1.合成方法是由吡咯烷酮开环制得。生石灰用蒸馏水消化成石灰乳，泵入水解反应器，加入吡咯烷酮，升温至125-130℃，反应压力保持在0.29MPa，反应时间保持在10-14小时。反应结束后，降温至30℃，排出产物并过滤，用蒸馏水洗涤。滤液加入碳酸氢铵至检测不到钙离子，然后加入活性炭80℃脱色30分钟，60℃过滤，用蒸馏水洗涤，滤液洗涤，60℃减压浓缩至结晶析出，加入乙醇，冷却，过滤，干燥，即得成品，收率85%以上。2.发酵方法使用大肠杆菌作为菌种。发酵培养基为麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、硫酸镁和氯化钠。用大豆油做消泡剂，用量约为0.1%，发酵单位约为100酶单位/ml发酵液。在精制过程中，L-谷氨酸在大肠杆菌脱羧酶的作用下转化为γ-氨基丁酸，在水溶液中可解离成阳离子。用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂进行离子交换、氨水洗脱、萃取、树脂纯化、浓缩、结晶、干燥得到成品。γ-氨基丁酸作为一种活性因子，具有良好的生理活性，在功能性食品中具有广阔的应用前景。据报道，茶和米胚芽可以通过自然发酵来富集GABA。此外，豆制品、西红柿、小球藻等天然食物原料通过加工可以富集GABA。目前，许多日本公司和研究所正在从事这一领域的开发。虽然GABA在自然界中分布广泛，但将其开发为保健食品的功能因子无疑需要大量的工作。动植物组织中GABA的含量较低，如大豆叶片中的含量仅为0.04μg/g鲜重，所以直接从动植物中提取GABA作为食品配料是不可行的，主要是因为GABA存在量少，难以分离。

作为食品的发展，不仅要有药食同源的思想，还要区分药食的概念。γ-氨基丁酸在食品中的应用绝不是简单的添加药用γ-氨基丁酸，而是从制备这一源头出发，利用天然物质，采用生物技术方法，生产出可安全用于食品中，可视为天然添加剂的食用γ-氨基丁酸。首先，GABA添加剂可以由谷物加工副产品制备。20世纪90年代中期，日本稻油化学公司开发了一种保健食品添加剂，名为GABARICEGERM。不久后，日本食品科学技术学会报道了该产品在改善失眠、抑郁和更年期综合征方面的显著效果，证实了GABA的多种生理功能，并指出富含GABA的食品是功能性食品。在我国，目前米胚芽的开发利用并不充分，大米加工的副产品营养丰富，但其分离困难，所以很多米厂将其留在米糠中作饲料。事实上，丰富的米胚芽资源大有可为，可以进一步加工成多种食品或食品配料。米胚芽中含有丰富的蛋白质、矿物质等营养物质，还含有一定量的GABA，但含量很低，即使经过分离浓缩，仍难以达到较高的含量。如果作为基础原料，通过生物技术提高GABA含量，增强保健功能，改善产品风味，可以大大提高米胚芽的附加值，增加效益。

其次，GABA添加剂可以通过发酵进行生物合成。即通过筛选优良高产的安全菌株，纯应用微生物技术生产GABA制剂。目前，酵母、乳酸菌等被公认为是一类安全的微生物。GABA是21世纪倡导的绿色食品和有机食品的理想成分，也是防治老年病的理想保健食品和药品。人体每天摄入30-50毫克的纯天然GABA，就能起到理想的保健作用。因为用量很小，所以可以和其他植物提取物搭配，制成适合各种消费群体的胶囊、软胶囊、片剂、粉剂等形式的营养补充剂。可用于保健食品和普通食品。

第三，开发功能性乳制品。乳制品的消费量很大，也是最常见的消费品之一。强化GABA的乳制品可以说是一个理想的组合，因为丰富的GABA可以进一步增强乳制品的功能性，使其更具竞争力。但是，目前强化GABA乳制品只是一种思路。GABA在奶粉中的应用在国外专利文献中有报道，但在其他品种中应用较少，需要做大量的开发工作。

第四，在运动食品中的应用。工作、学习、运动引起的疲劳是一种生理现象。用GABA配制的运动饮料可以满足高强度运动的需要，在国外已经流行起来。

第五，应用于烘焙食品。随着市场准入制度的实施，烘焙行业进入了一个“门槛”的提高。近年来，欧美等发达国家提出了以绿色健康为主题的烘焙食品配料发展趋势。面包已经发展成为一种世界性的大众食品，在面包中添加少量的GABA可以有效降低心血管疾病的发病率。在饼干和蛋糕中添加适量的GABA，可以制成适合老人或儿童食用的健康食品。

第六，在饮料中的应用。近年来，我国饮料年产量以年均20%以上的速度增长，饮料市场已成为我国食品行业增长最快的市场之一。消费者对天然、低糖、健康饮料的需求推动了新品种的兴起。添加GABA的功能饮料、茶饮料、果汁饮料将会受到更多消费者的青睐。2007年，日本可口可乐公司推出了GABA功能饮料“AQUARIUSSHARPCHARGE ”,它面向大众，具有放松和抗紧张的作用。

用途:用于生化研究和医学，治疗肝昏迷和脑血管疾病引起的各种疾病。医药中间体。4-氨基丁酸具有降血脂的作用，适用于治疗和预防各种类型的肝昏迷。治疗脊髓灰质炎和脑溢血，还可用作气体中毒的解毒剂。它也用于生化研究和有机合成。2009年9月27日，卫生部批准γ-氨基丁酸、初乳碱性蛋白、* *共轭亚油酸、* *共轭亚油酸甘油酯、植物乳杆菌(菌株编号ST-ⅲ)、杜仲籽油为新资源食品，γ-氨基丁酸在中国进入新时代。国内主要的γ-氨基丁酸生产企业有浙江益万生物科技有限公司和安徽弗莱高科股份有限公司