γ-aminobuterna kiselina (GABA)
Gama-aminobuterna kiselina (GABA) je prirodni neurotransmiter koji igra ključnu ulogu u smanjenju neuronske ekscitabilnosti u cijelom nervnom sistemu. Široko je prepoznata po svojim smirujućim efektima na mozak, što je čini popularnim dodatkom prehrani za podsticanje opuštanja i poboljšanje kvalitete sna.
Fermentacijski procesi za proizvodnju GABA
GABA se može proizvesti procesima fermentacije koji uključuju specifične mikroorganizme. Dvije primarne bakterije koje se koriste u tu svrhu su vrste Lactobacillus (bakterije mliječne kiseline) i Bacillus subtilis (Bacillus natto).
1. Bakterije mliječne kiseline (vrste Lactobacillus):
Proces:
Odabir sojeva: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis i druge vrste Lactobacillus se obično odabiru zbog svoje visoke sposobnosti proizvodnje GABA (Li et al., 2010).
Uslovi fermentacije: Optimalni uslovi, uključujući temperaturu, pH i dostupnost hranjivih tvari, održavaju se kako bi se maksimizirala proizvodnja GABA. Bakterije pretvaraju glutamat u GABA putem enzima glutamat dekarboksilaze.
Pročišćavanje: Nakon fermentacije, GABA se ekstrahuje i pročišćava iz podloge za kulturu kako bi se postigla željena koncentracija i čistoća (Komatsuzaki et al., 2005).
Prednosti:
Prirodno i sigurno: Upotreba vrsta Lactobacillus, koje se prirodno nalaze u fermentiranoj hrani, osigurava siguran i prirodan proces proizvodnje.
Efikasna proizvodnja: Bakterije mliječne kiseline su vrlo efikasne u pretvaranju glutamata u GABA, što rezultira visokim prinosima.
2. Bacillus subtilis (Bacillus natto):
Proces:
Odabir soja: Sojevi Bacillus subtilis, posebno oni koji se koriste u proizvodnji nata, odabrani su zbog svoje sposobnosti da proizvode GABA (Higuchi et al., 1997).
Uslovi fermentacije: Proces fermentacije uključuje optimizaciju uslova za poboljšanje sinteze GABA, uključujući upotrebu supstrata poput soje ili drugih materijala bogatih glutamatom.
Ekstrakcija i pročišćavanje: Nakon fermentacije, GABA se ekstrahuje i pročišćava kako bi se osigurala visoka kvaliteta i koncentracija (Syu et al., 2012).
Prednosti:
Visok prinos: Bacillus subtilis može proizvesti velike količine GABA, što ga čini pogodnim za industrijsku proizvodnju.
Svestranost: Ova metoda omogućava upotrebu različitih supstrata, koji se mogu prilagoditi kako bi se poboljšala proizvodnja GABA.
Specifikacije: 99%
Prednosti GABA-e za podsticanje sna
Mehanizam i koristi:
Djelovanje na mozak: GABA djeluje kao inhibitorni neurotransmiter, vezujući se za GABA receptore u mozgu, što smanjuje neuronsku aktivnost. Ovo djelovanje pomaže u izazivanju opuštanja i podsticanju sna smirivanjem nervnog sistema (Sieghart, 1995).
Smanjenje stresa: Inhibiranjem ekscitatornih signala, GABA može pomoći u snižavanju nivoa kortizola, hormona stresa koji može ometati obrasce spavanja (Nakamura et al., 2019). Studije su pokazale da suplementacija GABA-om može poboljšati kvalitet sna smanjenjem vremena potrebnog za usnivanje i povećanjem trajanja faza dubokog sna (Takeda et al., 2012). Osim toga, GABA je efikasna u smanjenju anksioznosti i stresa, uobičajenih prepreka mirnom snu (Abdou et al., 2006). Za razliku od nekih sredstava za spavanje, GABA potiče opuštanje bez izazivanja pospanosti, što je čini pogodnom za poboljšanje kvaliteta sna bez rizika od jutarnje ošamućenosti (Boonstra et al., 2015).
Zaključak
1. Prinos i efikasnost:
Bakterije mliječne kiseline: Efikasne i sigurne, s prirodnom privlačnošću zbog prisustva u tradicionalnoj fermentiranoj hrani.
Bacillus subtilis: Veći potencijal prinosa, pogodan za proizvodnju velikih razmjera.
2. Sigurnost i čistoća:
Obje metode: Obezbjeđuju GABA visoke čistoće pogodan za prehrambene dodatke, uz minimalan rizik od kontaminacije.
3. Troškovi i održivost:
Bakterije mliječne kiseline: Općenito isplative i održive, koristeći tradicionalne procese fermentacije.
Bacillus subtilis: Može uključivati veće početne troškove, ali može biti isplativiji u većem obimu zbog većih prinosa.
Reference
1. Abdou, AM, Higashiguchi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H., & Yokogoshi, H. (2006). Efekti relaksacije i poboljšanja imuniteta primjenom gama-aminobuterne kiseline (GABA) kod ljudi. BioFactors, 26(3), 201-208.
2. Boonstra, E. i dr. (2015). Neurotransmiteri kao dodaci prehrani: učinci GABA-e na mozak i ponašanje. Frontiers in Psychology, 6, 1520.
3. Higuchi, T., Hayashi, H. i Abe, K. (1997). Izmjena glutamata i gama-aminobutirata u suspenziji ćelija Bacillus subtilis sa poremećenim ćelijskim membranama. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 61(9), 1561-1565.
4. Komatsuzaki, N., Shima, J., Kawamoto, S., Momose, H., & Kimura, T. (2005). Proizvodnja gama-aminobuterne kiseline (GABA) pomoću Lactobacillus paracasei izolovanog iz tradicionalne fermentirane hrane. Food Microbiology, 22(6), 497-504.
5. Li, H., et al. (2010). Proizvodnja gama-aminobuterne kiseline pomoću Lactobacillus brevis NCL912 korištenjem šaržne fermentacije s priloženim napajanjem. Microbial Cell Factories, 9, 85.
6. Nakamura, H. i dr. (2019). Efekti oralnog unosa gama-aminobuterne kiseline na san i njegovi potencijalni mehanizmi. Nutrients, 11(4), 964.
7. Sieghart, W. (1995). Struktura i farmakologija podtipova receptora gama-aminobuterne kiseline A. Farmakološki pregledi, 47(2), 181-234.
8. Syu, KY, & Chen, YH (2012). Optimizacija komponenti medija za proizvodnju GABA (gama-aminobuterne kiseline) korištenjem Bacillus subtilis metodologijom odzivne površine. Časopis Tajvanskog instituta hemijskih inženjera, 43(4), 539-543.
9. Takeda, A., et al. (2012). Efekti oralne primjene gama-aminobuterne kiseline na san i raspoloženje kod ljudi. Časopis za nutricionističku nauku i vitaminologiju, 58(2), 1-5.