γ_氨基丁酸行业报告

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1、 专业整理 学习帮手 目 录录 1 氨氨基丁酸概概述 2 1 1 氨基丁酸的理化性质 2 1 2 氨基丁酸的分布 2 1 3 氨基丁酸的生理功能 2 2 氨氨基丁酸的应应用 4 2 1 氨基丁酸在食品领域的应用 4 2 2 氨基丁酸在食品领域的应用 5 2 3 氨基丁酸在饲料领域的应用 5 3 氨氨基丁酸的生产产工艺艺研研究 5 3 1 化学法 5 3 2 植物富集法 6 3 3 微生物发酵法 6 3 3 1 产 GABA 菌种的研究概况 7 3 3 2 产 GABA 菌种类别 8 3 4 几种 GABA 微生物发酵培养基 8 3 5 影响微生物发酵 GABA 产量的发酵条件 9 3 5 1

2、pH 值 10 3 5 2 辅酶 抑制剂等 10 3 5 3 温度 10 专业整理 学习帮手 3 5 4 溶氧 10 3 5 5 底物 补料等 10 3 6 发酵培养基的成分对 GABA 产量的影响 11 3 6 1 以酵母菌作为发酵菌种 11 3 6 2 以红曲霉作为发酵菌种 11 3 6 3 以乳酸菌作为发酵菌种 11 3 7 该行业对酵母浸出物的需求 12 4 氨氨基丁酸行业发业发展现现状状 13 4 1 氨基丁酸的行业概况 13 4 2 国内生产 氨基丁酸的企业 13 4 2 1 宁乡县佳源生物科技有限公司 13 4 2 2 上海和生元生物科技有限公司 14 4 2 3 福建安溪茶叶生

3、物科技有限公司 14 4 2 4 浙江益万生物科技有限公司 14 4 2 5 安徽来福高科有限公司 15 4 3 氨基丁酸行业发展前景 15 氨氨基丁酸行业业分析报报告 2013 年 8 月 专业整理 学习帮手 1 氨氨基丁酸概概述 1 1 氨氨基丁酸的理化性质质 氨基丁酸 英文名 aminobutyric acid GABA 化学名称 4 氨基 丁酸 别名 氨酪酸 哌啶酸 分子式 C4H9NO2 分子量 103 1 其结构式 为 GABA 外观为白色片状或针状结晶 微臭 熔点 202 在快速加热下分 解 易溶于水 微溶于热乙醇 不溶于其他有机溶剂 在熔点温度以上分解形 成吡咯烷酮和水 LD5

4、0 大鼠 腹腔 5400mg kg 1 2 氨氨基丁酸的分布 GABA 分布非常广泛 在动物 植物和微生物中均有存在 GABA 在哺乳 动物体内除存在于脑内 在肾脏 肝脏和血管等器官和组织中也有微量的 GABA GABA 除了在哺乳动物中枢神经系统作为抑制性神经递质而起重要作用外 在高等植物中也广泛分布 在植物体内 GABA 的积累是植物对外界温度 机 械力等物理条件激烈变化时应激反应的产物 高等植物组织中 GABA 含量通常 在 0 3 32 5 mol g 之间 超过许多蛋白质类氨基酸的含量 专业整理 学习帮手 1 3 氨氨基丁酸的生理功能 氨基丁酸是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质

5、它它是一种种天然存 在的非蛋白组组成氨氨基酸 具有极其重要的生理功能 它能促进脑的活化性 健 脑益智 抗癫痫 促进睡眠 美容润肤 延缓脑衰老机能 能补充人体抑制性 神经递质 具有良好的降血压功效 促进肾机能改善和保护作用 抑制脂肪肝 及肥胖症 活化肝功能 每日补充微量的 氨基丁酸有利于心脑血压的缓解 又能促进人体内氨基酸代谢的平衡 调节免疫功能 1 镇静神经 抗焦虑 GABA 是中枢神经系统的抑制性传递物质 是脑组织 中最重要的神经递质之一 其作用是降低神经元活性 防止神经细胞过热 GABA 能结合抗焦虑的脑受体并使之激活 然后与另外一些物质协同作用 阻 止与焦虑相关的信息抵达脑指示中枢 2

6、降低血压 氨基丁酸能促进脑部血流 增加氧气供给 促进脑的代谢 另一方面作用于延髓的血管运动中枢 使血压下降 同时抑制抗利尿荷尔蒙激 素的分泌 加强人体的生理代谢速率 从而达到扩张血管 降低血压的功效 GABA 能作用于脊髓的血管运动中枢 有效促进血管扩张 达到降低血压的目 的 据报道 黄芪等中药的有效降压成分即为 GABA 3 治疗疾病 1997 年 大熊诚太郎的研究表明 GABA 与某些疾病的形成有 关 帕金森病人脊髓中 GABA 的浓度较低 癫痫病患者脊髓液中的 GABA 浓度 也低于正常水平 日本大阪大学医学院的研究显示 GABA 对 Kupperman 综合 症具有显著的改善效果 另外

7、 神经组织中 GABA 的降低也与 Huntington 疾 病 老年痴呆等神经衰败症的形成有关 专业整理 学习帮手 4 降低血氨 我国的临床医学和日本的研究者也都认为 GABA 能抑制谷氨 酸的脱羧反应 使血氨降低 更多的谷氨酸与氨结合生成尿素排出体外 以解 除氨毒 从而增进肝机能 摄入 GABA 可以提高葡萄糖磷酸酯酶的活性 使脑 细胞活动旺盛 可促进脑组织的新陈代谢和恢复脑细胞功能 改善神经机能 5 健神安脑 提高脑活力 GABA 能进入脑内三羧酸循环 促进脑细胞代谢 同时还能提高葡萄糖代谢时葡萄糖磷酸酯酶的活性 增加乙酰胆碱的生成 扩 张血管增加血流量 并降低血氨 促进大脑的新陈代谢

8、恢复脑细胞功能 氨基丁酸能有效的改善脑血流通 增加氧的供给 调节脑神经细胞机能 促进 脑的代谢功能 达到健脑安神的作用 改善睡眠 氨基丁酸可以让亢奋的脑细胞休息 抑制神经细胞过度兴奋 达 到改善睡眠的作用 6 促进乙醇代谢 以嗜酒者为对象 服用 GABA 再饮用 60ml 威士忌后采血 测定血中乙醇及乙醛浓度 发现后者浓度明显比对照组低 7 其他 最新的研究表明 GABA 还具有防止皮肤老化 消除体臭 改善脂 质代谢 防止动脉硬化高效减肥等功能 8 抗疲劳 缓压美容 氨基丁酸具有抗疲劳 提高灵敏度的功效 氨基 丁酸通过放松紧绷的肌肉神经组织 快速穿透皮肤 释放皱纹 淡化细纹 增 强肌肉本身的放

9、松机能 从而减压美容的效果 9 舒缓身心不适 人体内的伽玛氨基丁酸一旦不足时 就会产生焦虑 不安 疲惫 失眠 多梦 不耐疼痛 抵抗力低等症状 一般处于高压力人群 如运 动员 上班族 学习压力大的学生等很容易缺乏 GABA 因此及时的需要补充 GABA 可有效的舒缓情绪 调节人体身心不适 专业整理 学习帮手 另外 GABA 好处多多 GABA 的好处和效用相当多 已研究报道的生理 活性有降血压 降血脂 增进脑机能 肝肾功能 助发育 助记忆 助睡眠 舒压力 抗过敏 预防老年人痴呆等诸多健康功能 最新研究表明 GABA 还能 促进胰腺中胰岛素的分泌 有效地缓和预防糖尿病 2 氨氨基丁酸的应应用 近年

10、来 随着研究的深入 GABA 的生理功能得到不断的阐明 已经发展成 为一种新型的功能性因子 正逐步被广泛应用于医药 食品 保健 化工及农 业等行业 2 1 氨氨基丁酸在食品领领域的应应用 富含 GABA 的茶叶具有明显的降压效果 中国农业科学院茶叶所已经筛选 出适合于制取 GABA 茶的 7 个绿茶品种和一个乌龙品种 桑叶作为动物饲料广泛用于养蚕业 研究表明桑叶中的 GABA 含量异常丰 富 平均含量达 2 26g kg 桑叶营养营养保健制品已经开发成桑叶茶 桑叶面 条 桑叶汁饮料和桑叶粉末等 以桑叶为原料的天然保健品越来越受到人们的 青睐 另外 富含 GABA 的新型水稻 以米胚芽等为原料开

11、发的富含 GABA 的保 健食品材料也已得到广泛的应用 专业整理 学习帮手 2 2 氨氨基丁酸在食品领领域的应应用 国内近年来 GABA 需求市场增长相当快 据不完全统计 国家食品药品监 督管理局批准生产 氨酪酸片以及 氨酪酸注射液的药厂已达 24 个 从外界 摄取的 GABA 因其脂溶性低而不能穿过血脑屏障发挥作用 因而人工合成的 GABA 类似物和衍生物已经成为当前研究的热点之一 已经上市的药品有 Baclofen 3 对氯苯基 4 氨基丁酸 Milnacipran Vigabatrin S 4 氨基 5 己烯酸 吡拉西坦 奥拉西坦等 此外美国辉瑞公司开发出的一种 GABA 类似 物 Pr

12、egabalin 4 Amino 3 S isobutylbutyric acid 它被认为是目前治疗 癫痫最有希望的一种药 已于 2005 年获得批准上市 2 3 氨氨基丁酸在饲饲料领领域的应应用 GABA 在饲料行业也将具有广泛的应用前景 它具有抗热应激的作用 缓 和动物在热应激时的热性喘息 减少仔鸡的料重比 增加体重 提高仔鸡的存 活率 GABA 还可以提高育肥猪的日增重和采食量 且不降低饲料蛋白的利用 率 近年来发现 在动物摄食和味觉中枢有 GABA 及其受体分布 并发现 GABA 在调节动物摄食行为和味觉感知与调制中发挥作用 3 氨氨基丁酸的生产产工艺艺研研究 GABA 的制备主要有

13、化学法 植物富集法和微生物发酵法三种途径 专业整理 学习帮手 3 1 化学学法 化学法制备 GABA 是用邻苯二甲酰亚胺钾和4 氯丁氰在强烈条件下 180 反应 产物与浓硫酸水解得到 其反应方程式如下图 或者游吡咯烷酮经氢氧化钙 碳酸氢铵水解开环制得 反应如下图 化学法反应速度快 得率高 但但脱出产品中有毒成分比较复杂 成本较 高 安全性差 环境污染严重 3 2 植物富集法 植物富集主要是利用内源酶转化制备 GABA 植物组织中有两条合成和转 化 GABA 的途径 一条是由谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸合成 一条由多胺降解 即植物体内的腐胺在二胺氧化酶催化下脱胺形成 H2O2 氨和4 氨基丁醛 4 专

14、业整理 学习帮手 氨基丁醛脱水形成1 吡咯啉 1 吡咯啉再在吡咯啉脱氢酶催化下生产 GABA 实际上合成主要是利用第一条途径 是植物组织对外界条件的应激反应 植物富集 GABA 虽然制备工艺简单 但植物富集 GABA 含量较低 不适合 规模化生产 3 3 微生物发发酵法 谷氨酸脱羧酶是生物体催化谷氨酸或钠盐脱羧生成 GABA 的唯一酶 已经 在细菌 古生菌和真菌微生物中发现了谷氨酸脱羧酶的存在 微生物发酵法是 以谷氨酸或其钠盐 谷氨酸钠 或富含谷氨酸的物质等为原料 利用酵母菌 乳酸菌和曲霉菌等食品安全级微生物发酵制得 其产品具有成本低 含量低及 可安全应用于食品的优点 相比而言 化学合成 GA

15、BA 的安全性差 环境污染 严重 植物富集 GABA 含量低 因而微生物发酵生产 GABA 商业化开发前景 发酵法制备高 GABA 含量的工艺流程为 米胚芽提取物 添加碳源和 氮源等配置培养基 接种酵母菌或乳酸菌 发酵 过滤 干燥 GABA 成品 3 3 1 产产 GABA 菌种种的研研究概况概况 谷氨酸脱羧酶广泛分布于各种有机体活细胞 是生物催化谷氨酸脱羧生成 GABA 的唯一酶 大肠杆菌是发现较早的具有谷氨酸脱羧酶活性的微生物 大肠杆菌谷氨酸 脱羧酶是专一作用于L 谷氨酸的酶 对其它氨基酸没有脱羧作用 国外通过基 专业整理 学习帮手 因工程方法已获得高产GAD的大肠杆菌来进行GABA的生产

16、 虽然大肠杆菌具 有较高的GAD活力 以大肠杆菌生产GABA在得率上具有较大的优势 但是对 于食品工业来说以大肠杆菌作为生产菌株存在极大安全隐患 因此必须寻找一 些较安全的微生物 用于进行GAD的提取和GABA的生产 红曲米是以中国传统微生物红曲霉 Monascus sp 制备而成 已经广泛作 为粗药和用于民间的制醋和酿酒 含有丰富的GABA 红曲霉已经在食品生产中 获得了长期使用 实践证明 除了少数种由于产生桔霉素外 多数都比较安全 许多研究者都对其合成GABA的能力进行了研究 酿酒酵母在发酵食品中已经获得了广泛使用 具有很高的安全性 也存在 较高的GAD活性 Takahashi等人筛选到了Saccharomyces cerevisiae UT 1的 GABA转氨酶和琥珀酸半醛脱氢酶缺陷突变型菌株GAB7 1和GAB7 2 其发酵液 中GABA浓度分别达到了0 4mM和0 42mM 较野生株分别提高了2 0和2 1倍 乳酸菌是一种食品级微生物 广泛的应用于食品工业中 其菌体或粗酶制 剂生产的GABA可以直接用作食品添加剂 已经有很多研究表明乳酸菌 51 53j 具有GAD活性 可以催