γ-氨基丁酸簡(jiǎn)介

γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid, GABA）又名氨酪酸，是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，在丁酸的γ位上有一個(gè)氨基，以非結(jié)合態(tài)的形式存在。在自然界中，GABA在谷物（大米、小麥、玉米、大豆等）、蔬菜（洋蔥、菠菜等）、水果（蘋果等）、茶葉、土豆、紅薯、山藥和羽衣甘藍(lán)、蘑菇、海藻等食物中普遍存在。在動(dòng)植物體內(nèi)GABA主要是由谷氨酸經(jīng)過(guò)脫羧反應(yīng)而來(lái)。GABA是一種中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜劑，最新的有關(guān)GABA生理機(jī)能的研究，目前已證實(shí)包括：

1. GABA可以降血壓（抑制血壓上升）；

2. 臨床醫(yī)學(xué)研究，GABA可以改善腦中風(fēng)或腦動(dòng)脈硬化后遺癥所引起之頭痛、耳鳴、食欲降低等障礙；

3. 促進(jìn)腦血管流量及代謝機(jī)能；

4. 利尿作用和促進(jìn)血管擴(kuò)張，達(dá)到降血壓功能；

5. 舒緩更年期或老年人失眠、憂郁、自律神經(jīng)失調(diào)、記憶障礙等；

6. 促進(jìn)身體鹽分排泄，防止腎基底細(xì)胞壞死，進(jìn)而達(dá)到腎機(jī)能改善和保護(hù)作用；

7. 降低肝功能指數(shù)ALP（alkaline phosphatase）和GPT（Glutamic Pyravic acid Transaminase），活化肝功能；

8. 促進(jìn)酒精代謝，預(yù)防宿醉，減輕酒醉不適狀；

9. 抑制脂肪肝及肥胖癥；

10. 具有消臭效果，包括體臭、老人臭、口臭、生理臭、尿臭等。

由于GABA具有較好的生理功效，其在醫(yī)藥和食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在日本和美國(guó)等國(guó)家GABA已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品中。近年來(lái)，GABA的保健功能在我國(guó)已引起重視，特別是近幾年來(lái)在應(yīng)用方面的研究已開始緊跟國(guó)際趨勢(shì)，對(duì)GABA的保健功能和作用機(jī)理的進(jìn)一步深入探討，必將對(duì)其應(yīng)用起到極大的推動(dòng)作用。2009年9月27日，國(guó)家衛(wèi)生部第十二號(hào)公告已批準(zhǔn)GABA為新資源食品。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，與GABA有關(guān)的保健制品會(huì)在國(guó)內(nèi)外保健品市場(chǎng)上快速成長(zhǎng)起來(lái)。

除此之外，在我國(guó)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖等飼料行業(yè)，GABA由于具有增強(qiáng)動(dòng)物采食能力，提高動(dòng)物的抗應(yīng)激作用和抗缺氧能力，其在飼料行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。GABA在畜禽養(yǎng)殖中的主要作用如下：

1. 促生長(zhǎng)作用： GABA能促進(jìn)動(dòng)物胃液和成長(zhǎng)激素的分泌，從而提高生長(zhǎng)速度和采食量；能興奮動(dòng)物的采食中樞，從而增加采食量；通過(guò)減少動(dòng)物的無(wú)意識(shí)運(yùn)動(dòng)，來(lái)減少能量消耗，從而達(dá)到促生長(zhǎng)的目的。將GABA以10～100克/噸飼料添加量添加至畜禽類飼料中，可在不降低料肉比的基礎(chǔ)上，顯著提高畜禽的日增重幅度，增幅在5～20%左右。

2. 抗熱應(yīng)激作用：熱應(yīng)激作用可導(dǎo)致畜禽食欲下降，從而影響其生長(zhǎng)速率和生理機(jī)能。GABA屬于神經(jīng)抑制性氨基酸，可通過(guò)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，進(jìn)而抑制動(dòng)物的活動(dòng)，減少能量的消耗，已被證實(shí)為一種安全、高效的抗熱應(yīng)激添加劑。對(duì)于畜禽生長(zhǎng)階段，將GABA以10～100克/噸飼料添加至食用飼料中，可提高畜禽的抗應(yīng)激能力，提高其日增重幅度。對(duì)于哺乳期母豬，添加200～300克/噸GABA可提高其日采食量和泌乳量，減少哺乳期掉膘，縮短斷奶-發(fā)情間隔，同時(shí)提高常乳中乳糖、乳脂肪的含量，從而能使得其泌乳量增加、乳質(zhì)改善，仔豬斷奶窩重和成活率具有較為明顯的提高。

3. 抗缺氧作用：在水產(chǎn)品養(yǎng)殖行業(yè)，由于魚、蝦、蟹等的生長(zhǎng)作用對(duì)水體中氧氣的消耗，使得養(yǎng)殖水體缺氧問(wèn)題在很大程度上影響了水產(chǎn)品的產(chǎn)量和收益。GABA具有很好的抗缺氧能力，當(dāng)養(yǎng)殖水體缺氧造成魚、蝦、蟹等腦缺血缺氧后，針對(duì)興奮性氨基酸的毒性作用，GABA可幫助機(jī)體建立相應(yīng)的“抑制性保護(hù)”機(jī)制，從而延長(zhǎng)機(jī)體對(duì)缺氧的耐受性。通過(guò)在水產(chǎn)品（魚、蝦、蟹等）食用飼料中添加10～20克/噸GABA，可以顯著增強(qiáng)水產(chǎn)品的抗缺氧能力。

目前，國(guó)內(nèi)GABA的生產(chǎn)主要以化學(xué)合成法為主，其成本較高，得率較低，并且在生產(chǎn)工藝中使用危險(xiǎn)溶劑，甚至是有毒溶劑，使得其在飼料使用中的安全性有待評(píng)價(jià)。因此化學(xué)合成法制備的GABA不能用于食品和飼料，也不能認(rèn)為是一種天然的食品和飼料添加劑。

     本公司采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)，微生物發(fā)酵法具有操作條件溫和、產(chǎn)品綠色、無(wú)化學(xué)物質(zhì)殘留等特點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，化學(xué)合成法相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)微生物發(fā)激發(fā)生產(chǎn)GABA所有原料安全，生產(chǎn)過(guò)程中不引入任何有毒有害化合物，所得產(chǎn)品綠色無(wú)污染，且安全系數(shù)高，可以認(rèn)為是天然添加劑而被用于天然添加劑而被用于動(dòng)物飼料及水產(chǎn)養(yǎng)殖中，同時(shí)也可用于食品、藥品和保健品等中，從而替代化學(xué)源GABA。微生物發(fā)酵法創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）以枯草芽孢桿菌為宿主細(xì)胞，采用基因工程技術(shù)手段構(gòu)建一株高產(chǎn)GABA的重組枯草芽孢桿菌；

（2）通過(guò)對(duì)谷氨酸脫羧酶生物合成過(guò)程和競(jìng)爭(zhēng)途徑透徹研究，選擇旁支途徑中乙酸的合成途徑作為改造對(duì)象，實(shí)現(xiàn)降低副產(chǎn)物生成，減少分離純化難度的目的，代謝流遷移至產(chǎn)物生物合成途徑和提供更多的氨基供體，實(shí)現(xiàn)氮源的經(jīng)濟(jì)性利用；

（3）通過(guò)對(duì)發(fā)酵法生產(chǎn)GABA過(guò)程中菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成過(guò)程動(dòng)力學(xué)特性的詳細(xì)研究和分析，提出GABA發(fā)酵過(guò)程的系統(tǒng)優(yōu)化控制策略；

    項(xiàng)目前期從土壤中篩選到一株枯草芽孢桿菌，并對(duì)其生長(zhǎng)特性進(jìn)行了初步研究，為代謝工程理性改造策略、及發(fā)酵條件優(yōu)化和中試技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)。再此基礎(chǔ)上，正在進(jìn)行高產(chǎn)γ-氨基丁酸基因工程菌的構(gòu)建和篩選工作

    本項(xiàng)目所構(gòu)建的基因工程菌為本公司自主研發(fā)和構(gòu)建的工程菌，宿主細(xì)胞保藏于中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心，菌種保藏編號(hào)為CGMCC No.5550。目前擁有相關(guān)發(fā)明專利1份，名稱為“一種利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)γ-氨基丁酸的方法”，申請(qǐng)?zhí)枮?span>201210068553.1