γ-氨基丁酸行业报告

目录1 Γ-氨基丁酸概述 (2)1.1Γ-氨基丁酸的理化性质 (2)1.2Γ-氨基丁酸的分布 (2)1.3Γ-氨基丁酸的生理功能 (2)2 Γ-氨基丁酸的应用 (4)2.1Γ-氨基丁酸在食品领域的应用 (4)2.2Γ-氨基丁酸在食品领域的应用 (5)2.3Γ-氨基丁酸在饲料领域的应用 (5)3 Γ-氨基丁酸的生产工艺研究 (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 pH值 (10)3.5.2 辅酶、抑制剂等 (10)3.5.3 温度 (10)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 Γ-氨基丁酸行业发展现状 (13)4.1Γ-氨基丁酸的行业概况 (13)4.2国内生产Γ-氨基丁酸的企业 (13) (13)4.2.2 上海和生元生物科技有限公司 (14) (14) (14) (15)4.3Γ-氨基丁酸行业发展前景 (15)γ-氨基丁酸行业分析报告2013年8月1 γ-氨基丁酸概述1.1γ-氨基丁酸的理化性质γ-氨基丁酸，英文名：γ－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。

LD50(大鼠，腹腔) 5400mg/kg。

1.2 γ-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0.3~32.5μmol/g之间，超过许多蛋白质类氨基酸的含量。

1.3 γ-氨基丁酸的生理功能γ-氨基丁酸是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质，它是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，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γ-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）降低血压。

γ-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，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。

（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，恢复脑细胞功能。

γ-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：γ-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。

γ-氨基丁酸具有抗疲劳、提高灵敏度的功效。

γ-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。

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 γ-氨基丁酸的应用近年来，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 γ-氨基丁酸在食品领域的应用富含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发的富含GABA的保健食品材料也已得到广泛的应用。

2.2 γ-氨基丁酸在食品领域的应用国内近年来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γ-氨酪酸片以及γ-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（Pregabalin(+)-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 γ-氨基丁酸在饲料领域的应用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 γ-氨基丁酸的生产工艺研究GABA的制备主要有化学法、植物富集法和微生物发酵法三种途径。

3.1 化学法化学法制备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-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GABA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GABA菌种的研究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。

国外通过基因工程方法已获得高产GAD的大肠杆菌来进行GABA的生产。

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。