Kwas γ-aminomasłowy (GABA)
Kwas gamma-aminomasłowy (GABA) to naturalnie występujący neuroprzekaźnik, który odgrywa kluczową rolę w zmniejszaniu pobudliwości neuronów w całym układzie nerwowym. Jest powszechnie znany ze swojego uspokajającego działania na mózg, co czyni go popularnym suplementem wspomagającym relaks i poprawiającym jakość snu.
Procesy fermentacji w celu produkcji GABA
GABA może być wytwarzana w procesach fermentacji z udziałem specyficznych mikroorganizmów. Dwiema głównymi bakteriami wykorzystywanymi w tym celu są gatunki Lactobacillus (bakterie kwasu mlekowego) i Bacillus subtilis (Bacillus natto).
1. Bakterie kwasu mlekowego (gatunek Lactobacillus):
Proces:
Wybór szczepów: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis i inne gatunki Lactobacillus są powszechnie wybierane ze względu na ich wysoką zdolność do produkcji GABA (Li i in., 2010).
Warunki fermentacji: Optymalne warunki, w tym temperatura, pH i dostępność składników odżywczych, są utrzymywane w celu maksymalizacji produkcji GABA. Bakterie przekształcają glutaminian w GABA za pośrednictwem enzymu dekarboksylazy glutaminianowej.
Oczyszczanie: Po fermentacji GABA jest ekstrahowana i oczyszczana z podłoża hodowlanego w celu uzyskania pożądanego stężenia i czystości (Komatsuzaki i in., 2005).
Zalety:
Naturalne i bezpieczne: Zastosowanie bakterii Lactobacillus, które naturalnie występują w fermentowanej żywności, gwarantuje bezpieczny i naturalny proces produkcji.
Wydajna produkcja: Bakterie kwasu mlekowego niezwykle skutecznie przekształcają glutaminian w GABA, co przekłada się na wysokie plony.
2. Bacillus subtilis (Bacillus natto):
Proces:
Wybór szczepu: Szczepy Bacillus subtilis, zwłaszcza te używane w produkcji natto, są wybierane ze względu na zdolność do produkcji GABA (Higuchi i in., 1997).
Warunki fermentacji: Proces fermentacji polega na optymalizacji warunków w celu zwiększenia syntezy GABA, w tym wykorzystaniu substratów, takich jak soja lub inne materiały bogate w glutaminian.
Ekstrakcja i oczyszczanie: Po fermentacji GABA jest ekstrahowany i oczyszczany w celu zapewnienia wysokiej jakości i stężenia (Syu i in., 2012).
Zalety:
Wysoka wydajność: Bacillus subtilis może produkować duże ilości GABA, co czyni ją odpowiednią do produkcji na skalę przemysłową.
Wszechstronność: Metoda ta pozwala na stosowanie różnych substratów, które można dostosować w celu zwiększenia produkcji GABA.
Specyfikacja: 99%
Korzyści GABA wspomagające sen
Mechanizm i korzyści:
Działanie na mózg: GABA działa jako neuroprzekaźnik hamujący, wiążąc się z receptorami GABA w mózgu, co zmniejsza aktywność neuronalną. Działanie to pomaga wywołać relaks i ułatwia zasypianie poprzez uspokojenie układu nerwowego (Sieghart, 1995).
Redukcja stresu: Hamując sygnały pobudzające, GABA może pomóc obniżyć poziom kortyzolu, hormonu stresu, który może zakłócać rytm snu (Nakamura i in., 2019). Badania wykazały, że suplementacja GABA może poprawić jakość snu poprzez skrócenie czasu potrzebnego do zaśnięcia i wydłużenie fazy głębokiego snu (Takeda i in., 2012). Ponadto GABA skutecznie redukuje lęk i stres, które często utrudniają spokojny sen (Abdou i in., 2006). W przeciwieństwie do niektórych środków nasennych, GABA sprzyja relaksacji, nie wywołując senności, dzięki czemu może poprawić jakość snu bez ryzyka porannego ospałości (Boonstra i in., 2015).
Wniosek
1. Wydajność i efektywność:
Bakterie kwasu mlekowego: skuteczne i bezpieczne, o naturalnym pochodzeniu ze względu na ich obecność w tradycyjnych produktach fermentowanych.
Bacillus subtilis: Wyższy potencjał plonowania, nadaje się do produkcji na dużą skalę.
2. Bezpieczeństwo i czystość:
Obie metody: zapewniają wysokiej czystości GABA, nadającą się do stosowania w suplementach diety, przy minimalnym ryzyku zanieczyszczeń.
3. Koszt i zrównoważony rozwój:
Bakterie kwasu mlekowego: Generalnie opłacalne i zrównoważone, wykorzystujące tradycyjne procesy fermentacji.
Bacillus subtilis: Może wiązać się z wyższymi kosztami początkowymi, jednak może być bardziej opłacalny na dużą skalę ze względu na wyższą wydajność.
Odniesienia
1. Abdou, AM, Higashiguchi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H. i Yokogoshi, H. (2006). Działanie relaksujące i wzmacniające odporność po podaniu kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) u ludzi. BioFactors, 26(3), 201-208.
2. Boonstra, E. i in. (2015). Neuroprzekaźniki jako suplementy diety: wpływ GABA na mózg i zachowanie. Frontiers in Psychology, 6, 1520.
3. Higuchi, T., Hayashi, H. i Abe, K. (1997). Wymiana glutaminianu i gamma-aminobutyratu w zawiesinie komórek Bacillus subtilis z uszkodzonymi błonami komórkowymi. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 61(9), 1561-1565.
4. Komatsuzaki, N., Shima, J., Kawamoto, S., Momose, H. i Kimura, T. (2005). Produkcja kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) przez Lactobacillus paracasei wyizolowany z tradycyjnej żywności fermentowanej. Food Microbiology, 22(6), 497-504.
5. Li, H. i in. (2010). Produkcja kwasu gamma-aminomasłowego przez Lactobacillus brevis NCL912 z wykorzystaniem fermentacji wsadowej. Microbial Cell Factories, 9, 85.
6. Nakamura, H. i in. (2019). Wpływ doustnego przyjmowania kwasu gamma-aminomasłowego na sen i jego potencjalne mechanizmy. Nutrients, 11(4), 964.
7. Sieghart, W. (1995). Struktura i farmakologia podtypów receptora kwasu gamma-aminomasłowego A. Pharmacological Reviews, 47(2), 181-234.
8. Syu, KY i Chen, YH (2012). Optymalizacja składników podłoża do produkcji GABA (kwasu gamma-aminomasłowego) z wykorzystaniem Bacillus subtilis metodą powierzchni odpowiedzi. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 43(4), 539-543.
9. Takeda, A. i wsp. (2012). Wpływ doustnego podawania kwasu gamma-aminomasłowego na sen i nastrój u ludzi. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 58(2), 1-5.