Axit γ-aminobutyric (GABA)
Axit Gamma-Aminobutyric (GABA) là một chất dẫn truyền thần kinh tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc giảm sự kích thích thần kinh trên toàn hệ thần kinh. Nó được biết đến rộng rãi với tác dụng làm dịu não bộ, khiến nó trở thành một chất bổ sung phổ biến để thúc đẩy sự thư giãn và cải thiện chất lượng giấc ngủ.
Các quy trình lên men để sản xuất GABA
GABA có thể được sản xuất thông qua các quá trình lên men liên quan đến các vi sinh vật cụ thể. Hai loại vi khuẩn chính được sử dụng cho mục đích này là các loài Lactobacillus (vi khuẩn axit lactic) và Bacillus subtilis (Bacillus natto).
1. Vi khuẩn axit lactic (loài Lactobacillus):
Quá trình:
Lựa chọn chủng: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis và các loài Lactobacillus khác thường được lựa chọn vì khả năng sản xuất GABA cao của chúng (Li et al., 2010).
Điều kiện lên men: Các điều kiện tối ưu, bao gồm nhiệt độ, độ pH và lượng chất dinh dưỡng, được duy trì để tối đa hóa sản lượng GABA. Vi khuẩn chuyển hóa glutamate thành GABA thông qua enzyme glutamate decarboxylase.
Tinh chế: Sau quá trình lên men, GABA được chiết xuất và tinh chế từ môi trường nuôi cấy để đạt được nồng độ và độ tinh khiết mong muốn (Komatsuzaki et al., 2005).
Thuận lợi:
Tự nhiên và an toàn: Việc sử dụng các loài Lactobacillus, vốn có tự nhiên trong thực phẩm lên men, đảm bảo quy trình sản xuất an toàn và tự nhiên.
Sản xuất hiệu quả: Vi khuẩn lactic rất hiệu quả trong việc chuyển hóa glutamate thành GABA, dẫn đến năng suất cao.
2. Bacillus subtilis (Bacillus natto):
Quá trình:
Lựa chọn chủng: Các chủng Bacillus subtilis, đặc biệt là những chủng được sử dụng trong sản xuất natto, được lựa chọn dựa trên khả năng sản xuất GABA của chúng (Higuchi và cộng sự, 1997).
Điều kiện lên men: Quá trình lên men bao gồm tối ưu hóa các điều kiện để tăng cường tổng hợp GABA, bao gồm việc sử dụng các chất nền như đậu nành hoặc các nguyên liệu giàu glutamate khác.
Chiết xuất và tinh chế: Sau quá trình lên men, GABA được chiết xuất và tinh chế để đảm bảo chất lượng và nồng độ cao (Syu et al., 2012).
Thuận lợi:
Năng suất cao: Vi khuẩn Bacillus subtilis có thể sản xuất một lượng lớn GABA, do đó rất phù hợp cho sản xuất quy mô công nghiệp.
Tính linh hoạt: Phương pháp này cho phép sử dụng nhiều chất nền khác nhau, có thể được điều chỉnh để tăng cường sản xuất GABA.
Thông số kỹ thuật: 99%
Lợi ích thúc đẩy giấc ngủ của GABA
Cơ chế và lợi ích:
Tác động lên não: GABA hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh ức chế, liên kết với các thụ thể GABA trong não, làm giảm hoạt động thần kinh. Tác động này giúp tạo cảm giác thư giãn và thúc đẩy giấc ngủ bằng cách làm dịu hệ thần kinh (Sieghart, 1995).
Giảm căng thẳng: Bằng cách ức chế các tín hiệu kích thích, GABA có thể giúp giảm mức cortisol, một hormone gây căng thẳng có thể ảnh hưởng đến giấc ngủ (Nakamura và cộng sự, 2019). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung GABA có thể cải thiện chất lượng giấc ngủ bằng cách giảm thời gian cần thiết để đi vào giấc ngủ và tăng thời lượng của các giai đoạn ngủ sâu (Takeda và cộng sự, 2012). Ngoài ra, GABA có hiệu quả trong việc giảm lo lắng và căng thẳng, những rào cản phổ biến đối với giấc ngủ ngon (Abdou và cộng sự, 2006). Không giống như một số thuốc hỗ trợ giấc ngủ, GABA thúc đẩy sự thư giãn mà không gây buồn ngủ, do đó phù hợp để cải thiện chất lượng giấc ngủ mà không có nguy cơ bị uể oải vào buổi sáng (Boonstra và cộng sự, 2015).
Phần kết luận
1. Năng suất và hiệu quả:
Vi khuẩn axit lactic: Hiệu quả và an toàn, có sức hấp dẫn tự nhiên nhờ sự hiện diện của chúng trong các món ăn lên men truyền thống.
Vi khuẩn Bacillus subtilis: Tiềm năng năng suất cao hơn, phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.
2. An toàn và tinh khiết:
Cả hai phương pháp đều cung cấp GABA có độ tinh khiết cao, phù hợp cho thực phẩm chức năng, với nguy cơ nhiễm tạp chất ở mức tối thiểu.
3. Chi phí và tính bền vững:
Vi khuẩn axit lactic: Nhìn chung tiết kiệm chi phí và bền vững, tận dụng các quy trình lên men truyền thống.
Vi khuẩn Bacillus subtilis: Có thể tốn kém hơn về chi phí ban đầu nhưng sẽ hiệu quả hơn về mặt kinh tế khi sản xuất quy mô lớn do năng suất cao hơn.
Tài liệu tham khảo
1. Abdou, AM, Higashiguchi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H., & Yokogoshi, H. (2006). Tác dụng thư giãn và tăng cường miễn dịch của việc sử dụng axit gamma-aminobutyric (GABA) ở người. BioFactors, 26(3), 201-208.
2. Boonstra, E., et al. (2015). Chất dẫn truyền thần kinh như thực phẩm bổ sung: tác dụng của GABA đối với não và hành vi. Frontiers in Psychology, 6, 1520.
3. Higuchi, T., Hayashi, H., & Abe, K. (1997). Trao đổi glutamate và gamma-aminobutyrate trong huyền phù tế bào Bacillus subtilis với màng tế bào bị phá vỡ. Khoa học sinh học, Công nghệ sinh học và Hóa sinh, 61(9), 1561-1565.
4. Komatsuzaki, N., Shima, J., Kawamoto, S., Momose, H., & Kimura, T. (2005). Sản xuất axit gamma-aminobutyric (GABA) bởi Lactobacillus paracasei phân lập từ thực phẩm lên men truyền thống. Vi sinh vật thực phẩm, 22(6), 497-504.
5. Li, H., et al. (2010). Sản xuất axit gamma-aminobutyric bởi Lactobacillus brevis NCL912 bằng phương pháp lên men theo mẻ bổ sung. Nhà máy tế bào vi sinh, 9, 85.
6. Nakamura, H., et al. (2019). Tác dụng của việc uống axit gamma-aminobutyric đối với giấc ngủ và các cơ chế tiềm năng của nó. Dinh dưỡng, 11(4), 964.
7. Sieghart, W. (1995). Cấu trúc và dược lý của các phân nhóm thụ thể axit gamma-aminobutyricA. Tạp chí Dược lý, 47(2), 181-234.
8. Syu, KY, & Chen, YH (2012). Tối ưu hóa các thành phần môi trường để sản xuất GABA (axit gamma-aminobutyric) bằng Bacillus subtilis bằng phương pháp bề mặt đáp ứng. Tạp chí của Viện Kỹ sư Hóa học Đài Loan, 43(4), 539-543.
9. Takeda, A., et al. (2012). Tác dụng của việc uống axit gamma-aminobutyric đối với giấc ngủ và tâm trạng ở người. Tạp chí Khoa học Dinh dưỡng và Vitamin học, 58(2), 1-5.