植物富集法,植物富集法是一种新型开发的合成萃取提纯技术,它是用GABA含量较高的植物进行分离提取,这样便有了既便宜纯度又高的GABA产品。从植物中获取GABA的方法主要有以下两种:其中一种是利用溶剂萃取提纯法,另一种是柱分离制备法。溶剂萃取法,溶剂萃取法是利用水或醇作为GABA的提取剂,根据植物在水或者醇中的溶解度以及分配系数不同的原理将GABA提出到水或者醇中,并且经过反复的过滤提纯,可以使植物中绝大多数的GABA都被萃取出来。柱分离制备法,柱分离制备法,又被叫做柱色谱法,是一种利用不同的混合物中的组分在固液两相中具有不同分配系数的原理,进行洗脱分离及其他后续操作,它的大分类应该归属于层析法。色谱柱一般采用树脂、硅胶或活性炭等作为填充材料。
微生物发酵法是通过选择品种优良、稳定以及无害的菌种,利用这些菌种在生长繁殖的过程中对GABA进行制备和产出。这种方法虽然对环境的要求比较苛刻,对设备的要求较高,但是此法产出的GABA可作为天然的食品添加剂。利用微生物发酵生产,是食品行业中发展早,领域广泛的生产方式之一,早利用的微生物是大肠杆菌,利用它的脱羧酶可生产GABA,但是由于其本身存在一些安全隐患,使其一直无法直接用于药品或者食品的生产制作。
低pH下GABA会在细胞内快速增加,这种GABA的积累在微生物和动物中也存在。植物在酸性pH下细胞内 H+随之升高,诱导细胞内GABA含量增加。该GABA的合成过程消耗H+,使得细胞内酸化得到缓解。在微生物中也存在这种快速的反应机制,在产生GABA的同时,会增加质子呼吸链复合物的表达,促进ATP合成。并且上调 F1F0-ATP水解酶活性,促进酸性条件下ATP依赖的H+排出过程。在动物中,细胞也会向外排出GABA和谷氨酸以此来改变细胞外环境的pH。更重要的是,GABA在生理环境下为两性离子,因此在酸碱调节中发挥着一定作用。
GABA有助于植物对外界天敌的防御。当昆虫取食时由于植物受伤导致细胞破裂和组织受伤,这种机械切割会刺激植物中Ca2+的增加,植物在Ca2+刺激下分泌GABA作为一种抵御昆虫取食的措施。在此过程中不存在茉莉酸类信号参与GABA的积累。昆虫存在离子型GABA受体,其中果蝇的GABA门控氯离子通道亚基RDL(resistant to dieldrin)是许多杀虫剂药物的作用靶标。GABA诱导使得GABA受体的单电流降低。具体为GABA在无脊椎动物中通过GABA受体门控的氯离子通道起作用,与大多数杀虫剂相同,通过GABA受体氯离子通道,使Cl-在电化学梯度的驱使下流向下游,导致质膜超极化,并抑制昆虫取食。而在过量表达GABA的烟草植物中,接种北方线虫,发现其雌性成年线虫的繁殖能力整体下降,这种方式可以使植物达到防御天敌的效果。在对女贞子被草食女娥幼虫取食过程中,发现女贞子会降低自身赖氨酸活性使得蛋白质无营养,而女娥幼虫在此期间会分泌甘氨酸、β-丙氨酸、胺等分子抑制植物赖氨酸的减少,这种植物与草食昆虫的交流过程也证明了GABA作为信号分子的功能。
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更新时间:2024-03-30 05:52:22