GABA（γ-氨基丁酸）的功能性

GABA（γ-氨基丁酸）的功能性 GABA(γ-氨基丁酸)的功能性 GABA(一氨基丁酸)的功能性 堀江典子,菅美奈子,金武祚 (Et本富尔玛株式会社) 摘要:一氨基丁酸(GABA)富含于蔬菜,水果及发酵食品中,是13常摄取的氨基酸的一种.作为抑 制性神经物质在人的大脑中枢神经系统中起作用.关于GABA的功能性,以前曾报道其具有抑制血压上升作 用,但是在日常生活中摄取的GABA的量很少,所以,光从食物中很难获取能发挥其功能性的需要量.因此, 我们注重研究有饮食生活经验的发酵食品中的微生物,开发了由微生物发酵的高效GABA生产技术.而且, 经过一系列试验确认了GABA的有效作用,如抗压力作用等新功能. 关键词:-y一氨基丁酸(GABA);自律神经;发酵;压力 中图分类号:TS202.1文献标识码:A文章编号:1006—2513(2010)06—0169—05 FunctionalityofGABA(y—AminoButyricAcid) NorikoHorie,MinakoSuga,MujoKim (PharmaFoodsInternationalCo.,Ltd) Abstract:一AminoButyricAcid(GABA)isoneofAminoAcidsthatpeopleconsumedailythroughveget able, fruitsandfermentedfoods.GABAisoneofthenlajorinhibitoryneurotransmittersinthecentr alnervoussystem.A1一 thoughanumerousstudieshavebeenreportingitsinhibitoryeffectonbloodpressureelevatio n,theamountofnaturally occurringGABAthathumansconsumeintheirdailydietistoosmalltohaveaphysiologicalef fect.Wehavefounda specificbacteriumwhichhasahistoryofhumanconsumptionandestablishedatechniquetop roduceGABAeffectively withmicroorganismfermentation.TheresuhofthisstudyconfirmednewaspectsofGABA'S functionality;relaxation andanti—stresseffect. Keywords:^y—AminoButyricAcid(GABA);Autonomicnervous;fermentation;stress 1前言 近年,因发芽玄米等的流行而使功能性食品 成分"GABA"得到了大力的推广,GABA又称 一 氨基丁酸(^y—aminobutyricacid;以下简称 GABA),是富含于蔬菜,水果及发酵食品中的氨 基酸的一种. GABA作为抑制性神经传导物质在大脑中枢 神经系统中起镇定兴奋的作用,是对人体起重要 作用的一种氨基酸. 收稿日期:2010—11—23 GABA的生理功能是众所周知的抑制血压上 升作用.我们从GABA作为抑制性神经传导物质 的观点出发,实施了有关抗压力作用和放松作用 的试验,并确认了其效果J. 不管是植物还是动物,GABA主要是谷氨酸 在谷氨酸脱羧酶的作用下脱羟而生成.因此,我 们注重于具有饮食甚或经验的发酵食品中的微生 物,开发了利用微生物中的GAD和谷氨酸生产 GABA的技术. C 生 hinaFoodAd 边 diti 趔 ves竺:! 2GABA的生产方法 GABA的生产方法有化学合成法,酶法,发 酵法等.我们从泡菜中分离出GAD高活性乳酸菌 LactobacillushilgardiiK一3菌株,研制出利用谷氨 酸生产GABA的有效方法. L.hilgardiiK一3菌株,在高浓度的谷氨酸钠 水溶液中也能正常地增殖,而且把90%以上转换 成GABA(图1). 嫌 甾 酶 譬 岳 瑚 磐 培养时问(d) 图1谷氨酸到GABA的变换率 只用植物原料的发酵法生产不同纯度的GA— BA,提供给市场.用发酵法生产的GABA不同于 合成法,发酵法生产的GABA没有混入危及到安 全性的物质,是安全性很高的功能性食品素材. 3GABA的放松效果 测定脑波作为评价人是否处于放松状态的方 法被广泛的利用.当波(8Hz一13Hz)的出现 量增加时,明人处于"放松"状态.仅波对 "放松"和"身心健康"两方面都有良好的影 响[. 保持身心的良好状态,对脑的发育,发达以 及维持脑的健康都很重要.因此,研究了摄取 GABA对人的脑波的影响. 给健康男女13人(21,34岁)服用200mL 水或者含有70mgGABA(PharmaGABA)的水溶 液.利用可以增加波出现量的茶氨酸作为阳性 对照.以服用样品前5min的脑波作为对照群,分 别在服用样品后,30min后,60min后测定脑波, 而且在稳定状态下各测5min. 其结果,确认GABA(PharmaGABA)服用者 与茶氨酸服用者同样,有增加波出现量的倾 向.更有趣的是,服用GABA(PharmaGABA)的 所有被验者都抑制显示兴奋状态的B波(13Hz 以上)的出现量.服用各试验样品的d波与B波 的比率如图2所示.结果显示,只有摄取GABA (PharmaGABA)时,才有抑制显示兴奋状态的B 波,且明显增加波的现象. 180 160 140 120 100 80 6O 图2摄取GABA(PharmaGABA)时的0c波/B波 4GABA的抗压力作用 为了验证GABA的抗压力作用,我们实施了 很多志愿者试验. 聚集有恐高症的被验者,横渡Et本最大的吊 桥(长300m,高54m)来附加压力,测定唾液 中分泌出来的压力指标来评价(照片1). 照片1谷濑吊桥的照片 选拔8名有恐高症的人(男性5名,女性3 840 名)作为被验者,分别在过桥前,桥的中间地 点,试验结束后的3点采取唾液. 唾液中分泌出来的皮质醇是众所周知的压力 指标.但是本次试验在精神压力负荷时,测定出 蛋白质一嗜铬素A的值上升. 嗜铬素A只有在受到精神压力负荷时上升, 而且比皮质醇分泌更快,是作为压力指标而颇受 瞩目的唾液中的蛋白质. 试验结果确认了摄取GABA(PharmaGABA) 后过桥时抑制嗜铬素A的上升(图3). 褂 标 譬 皿咄 U , 一\, \? — 1 , 鏊Control —?,rAA,Dk…r二ARA, ——一……''^-…-…I…, 出发中间结束 图3摄取GABA(PharmaGABA) 对压力负荷给予的影响 5对儿童学习的作用 近年,随着社会形势的变化,现代人承受着 许多压力.过度的压力给健康带来异常,给越来 ,如何缓解 越多的人的日常生活带来困难.因此 压力成了全社会的重要课题.造成压力的原因有 墅 很多,大人和小孩的压力来源不同. 小孩的主要压力来源应该是学习(考试). 现代小孩的学习时间逐渐增加,承受过度的压 力,从而引起烦躁,集中力下降等所谓的儿童多 动症的问题.这种现象是社会性的大问题,而 且,在这种状态下继续学习,也因集中力不持续 而导致学习效率下降. 至今为止,GABA的减轻压力效果和放松效 果等,主要是以成人为对象进行试验得到的结 果,几乎没有针对小孩的调查.在此,我们 注重于小孩的学习压力,对GABA的效果进行了 试验. 以就读于东京都内小学校的健康儿童(平均 年龄在11.6?0.5岁)56名(男孩24名,女孩 32名)作为试验者,事先向父母和儿童进行试验 ,确定研究目的,并同意合作. 将试验者任意的分成两组,摄取GABA (PharmaGABA)群(男孩13名,女孩15名)和 非摄取GABA(PharmaGABA)群(男孩11名, 女孩l7名),给摄取GABA(PharmaGABA)群 食用含有lOOmgGABA(PharmaGABA)的牛奶巧 克力,并实施双盲试验.采取试验前后的唾液, 测定唾液中的压力指标CgA来进行评价(图4). 除去没有回收到唾液的11名儿童,只对45名儿 童(摄取GABA(PharmaGABA)群:男孩10 名,女孩11名;非摄取GABA(PharmaGABA) 群:男孩l0名,女孩14名)的有效数据进行分 析 试验样品:集馨Pha'.PrhatmmGABaGA);力(PGABlaeebPho~皿aGA融':=}每次试验 各摄取2粒不含GABA(巧克力)认诅瓤古擞私 分组:舾羹差坞女Jr生"el7S名,-SPlacebo111:耋各组学习能力均等群男生名,女生7 名共28名一一" 压力负荷:用内~tKUREPERIN试验法进行加法计算(15分钟连续负荷) 测定项目:唾液中的cgA量,评价鸯试成绩 试验步骤:如下 试验说明采取唾液摄取样品采取唾液试验结束 图4详细的试验方法 ?加?蚰?加0 生 Chin 黾 aFoodAfffv:=!! 试验结果,非摄取GABA(PharmaGABA) 群在压力负荷试验后CgA含量有所增加的.因 此,确认了儿童确实感受到来自学习的压力.而 摄取GABA(PharmaGABA)群在压力负荷试验 之后CgA含量较少,证明了GABA(PharmaGA. BA)能够减轻儿童学习时所受的压力(图5). 而且,对负荷试验的回答数和答对数进行分 析的结果,与非摄取GABA群比较,摄取GABA (PharmaGABA)群的回答数和答对数明显增加 (图6). 回答数 4.0 3.0 錾:. 篓}1l. O.0 GABA(PharamaGABA)Placebo Mam'Whitney的U检定 图5压力负荷时的CgA的变动率 答对数 O<0.10 GABA(PharmaGABA)PlaceboGABA(PharmaGABA)Placebo 图6计算时的回答数和答对数 以上结果表明摄取GABA(PharmaGABA) 可减轻儿童在学习时承受的压力,有待于提高学 习效率. 6改善睡眠作用 近年,5人中有1人患有睡眠障碍,睡眠是 维持健康的重要因素.如何得到高质量的睡眠也 成了重要的课题.因此,睡眠市场有所扩大. 如上述摄取GABA有放松的效果,以下研究 了GABA对睡眠的影响. 以健康的,20多岁的男性(5名)作为试验 对象,让他们服用乳酸菌发酵的GABA(Pharma- GABA)lO0mg. 结果确认,入睡前摄取GABA(PharmaGA— BA),可使入睡时的深部体温迅速下降(图7). 在正常情况下,深部体温入睡时开始慢慢下 降.因此,深部体温迅速下降,就意味着顺利 入睡. 图7睡眠时的深部体温的变化 摄取GABA(PharmaGABA)群和对照群在睡 眠的初期皮肤温度都有所上升.但是我们确认了 摄取GABA(PharmaGABA)群在入睡时随时间的 推移皮肤温下降,而且接近起床时间皮肤温度回 升(图8). OOOOOOO的柏 OOOOOOO??? 346 34.4 342 34 毳338 33.6 33.4 33.2 33 32.8 平均皮肤温度 ..一^l——conI _厂一,吲Ml—GABA(n f一,,1 /\.VI^,一 V/1r: 06012O{8O240300360420 经过时间(min) 图8睡眠时的皮肤温的变化 皮肤温在睡眠初期为了促使睡眠而上升,睡 熟后开始慢慢下降.到起床之前有回升,为起床 后运动做准备. 摄取GABA(PharmaGABA)群在睡眠初期 皮肤上升,而后皮肤温度的下降幅度明显大于对 照群,表明熟睡度更高.醒来时的皮肤温上升度 也明显,表明起床时的清醒度也更好. 比较人眠时和入眠后60分钟的熟睡度,也确 认了由于摄取GABA(PharmaGABA)的入睡时 间缩短.深部体温的测定也得到同样的结果,表 明摄取GABA有引导入眠的效果. 摄取GABA(PharmaGABA)可延长入眠后 60分钟的熟睡时间(图9). 一 .璺 鲁 \一 厘' 窖 盥 蕺 5 O ControlGA8A(PharmaGA8A) 图9入睡后60分钟间的熟睡时间 以上结果表明摄取GABA(PharmaGABA)可 以改善睡眠的质量.但是,科学地证明睡眠改善 效果的食品很少,所以,作用机理有待于更深的 研究. 7 GABA作为抑制性神经传导物质,在中枢神 经系统中起着重要的作用,而且,中枢神经疾病 与脑内GABA含量的关系也颇受瞩目. 一 方面,GABA作为食品经口摄取,证明它 的降血压,减轻压力,提高学习效率等作用. 仅使用可用于食品的原料发酵制成的GABA, 安全性高,是可利用到许多食品中的素材. 作为食物从口摄取的GABA在体内的状态方 面产成了许多争议,有必要进一步研究.但是, 至今的研究表明,GABA的摄取对胎儿成长期, 婴幼儿期,成人期,老年期的脑的功能给予很大 的影响.特别是在脑活跃形成的婴幼儿期,因血 液脑关门还未成熟,所以许多物质非选择性地被 吸收到脑的可能性很大.在发展中国家多见的蛋 白质营养不足,可导致大脑缩小,神经元数的减 少,大脑DNA含量的下降J.因此,婴幼儿期 的食物摄取对大脑有很大影响.GABA作为"养 心的氨基酸"为婴幼儿期,儿童期,青年期以及 老龄期的所有年代的人养育丰富的大脑,有待于 更进一步的进展. 参考文献: [1]AwaparaJ.Freer—arninobutyricacidinbrain[J].Bio1. 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