بخشی از مقاله
چکیده:
گاما آمینوبوتیریک اسید - گابا - یک آمینواسید 4 کربنه و غیرپروتئینی است که توسط میکروارگانیسم های مختلف بویژه باکتریهای لاکتیک اسید - - LA B تولید میشود. تولیدغذای فراسودمند حاوی گابا بدلیل دارابودن خواص زیستی و کاربردی مهم گابا از جمله کاهش فشارخون، تسکین دهندگی، ضد استرس، بهبود سرعت سنتز پروتئین در مغزو غلظت هورمونهای رشد، جلوگیری از شرایط دیابتیک و... بطور قابل توجهی مورد توجه محققین قرار گرفته است، اما افزودن گابای سنتتیک حاصل از روش های شیمیایی به موادغذایی ناسالم و غیرطبیعی می باشد و بنابراین، باید از مسیر بیوسنتزی گابا برای فراسودمندی غذا بهره برد. تولید گابا توسط میکروارگانیسمها علاوه بر اثرات ذکر شده ، به تحمل کاهش pH و تولید ATP در خود میکروارگانیسمها نیز کمک می کند.
تاکنون چندین گونه و زیرگونه از LA B که توانایی تولید گابا را دارند گزارش شده اند که در میان آنها Lactobacillus brevis قادر به تولید بیشترین مقدار گابا میباشد.این LA Bها دارای قابلیت تولید گلوتامیک اسید دکربوکسیلاز - - GA D میباشند که این آنزیم درون سلولی به واکنش آلفا-دکربوکسیلاسیون گلوتامیک اسید برای تولید گابا سرعت می بخشد. از نمونه های پتانسیل کاربردی LA B در صنایع غذایی برای تولید گابا میتوان به استفاده از آن ها بعنوان کشت استارتر، پروبیوتیک ها و استفاده کامل از محصولات جانبی سایر فرآیندها اشاره کرد. بنابراین علاوه بر تولید محصولی جدید و جذاب، باعث ارتقا سلامت و فراسودمندی موادغذایی خواهندشد.
واژه های کلیدی: غذاهای فراسودمند، گاما آمینو بوتیریک اسید، باکتریهای اسیدلاکتیک - - LAB
مقدمه :
آمینهای بیوژنیک موجود در مواد غذایی تخمیری، محصولات اصلی میکروارگانیسم هایی هستند که توانایی دکربوکسیله کردن پیشسازهای آمینواسیدی به آمینهای مخصوص آن ها را دارا می باشند.[3] بیوسنتز آمین بیوژنیک توسط باکتری ها معمولا در 2 نقش فیزیولوژیکی مطرح شده است: -1 سیستم دفاعی برای خنثی کردن محیط های اسیدی و -2 روش بدست آوردن انرژی متابولیکی .آمین های تولید شده توسط موجودات زنده را می توان در بسیاری از غذاهای مختلف که با تخمیر میکروبی سروکار دارند مانند محصولات لبنی، نوشیدنیها وسوسیسهای تخمیری یافت. اغلب این ترکیبات آمینی بخصوص هیستامین و تیرامین برای مصرف کننده ها سمی هستند، اما گاماآمینوبوتیریک اسید از جمله آمین های بیوژنیکی است که دارای اثرات مثبت روی سلامتی انسان می باشد [3]
ساختار شیمیایی گابا:
گاما آمینوبوتیریک اسید - GABA - 1 یک آمینواسید 4کربنه و غیرپروتیئنی است که جزء اصلی منبع آمینواسیدهای آزاد در اکثر پروکاریوتهاو یوکاریوتها میباشد.گابا دارای یک گروه آمین روی کربن گاما است و به فرم بدون انشعاب وجود دارد.[2] گابا حتی در سیستم های گرمابی نیز توزیع شده است[1]، و از نظر ساختمانی گابا دارای حلالیت زیاد در آب و مولکول انعطاف پذیری میباشدکه میتواند در حالت محلول چندین ساختار ازجمله ساختار دایره ای شبیه به اسیدآمینه پرولین را از خود نشان دهد. گابا در PHهای فیزیولوژیکی بصورت یون دوقطبی حضور دارد یعنی دارای هر دو بار مثبت ومنفی می باشد - [2]. - pK= 4.03 & 10.56
منابع گابا:
باکتری های لاکتیک اسید - LAB - 2 گروه مهمی از باکتریهای گرم مثبت هستند که بطور وسیعی در طبیعت و بارها در غذاها و گیاهان و روده انسان و حیوانات حضور داشته اند. LAB توانایی تولید بسیاری از محصولات مهم از جمله اسیدلاکتیک، لینولیئک اسیدکنژوگه، ویتامینها، ترکیبات آروماتیک، باکتریوسین ها، اگزوپلی ساکاریدها و آنزیمها را دارد. LAB دارای فعالیتهای فیزیولوژیکی خاص و GRAS میباشند و با وسعت زیادی در صنایع غذایی مانند محصولات لبنی، نان، گیاهان، گوشت و ماهی تخمیری مورد استفاده قرار گرفته اند، همچنین به دلیل دارا بودن خواصی مانند تنظیم سیستم ایمنی3 ، بازدارندگی از رشد باکتریهای بیماریزا، کنترل هموستازی رودهای، مقاومت در برابر اسیدیته معدی و صفراوی و فعالیت آنتی آلرژیک بعنوان پروبیوتیکها استفاده شدهاند.بنابراین اکثر مطالعات در سالهای اخیر روی تولید گابا از LAB بعنوان کارخانه باکتریایی متمرکز شدهاند.[1 ]
در مجموع 72 گونه از LAB به دست آمده از بانک میکروبیولوژیکی از موسسه ملی تحقیقات غذا - NFRI - بمنظور توانایی آنها در تولید گابا جداسازی شدهاند. نژادها شامل سویه های جدا شده از تخمیر مواد غذایی، علوفه سیلو، و سویه های خریداری شده از سایر مجموعه کشتهای میکروبی مانند - Institute for Fermentation, Osaka - IFO میباشد . همه سویه در محیط M RS حاوی 50 میلی مول گلوتامات به مدت 7 روز در 130℃ رشد داده شدند. محتوای گابا در مایع رویی با استفاده از آنالیزر آمینواسیدی اندازهگیری شد. شناسایی سویههای تولیدکننده گابا با استفاده از آزمایشات عملکرد تخمیر و آنالیز DNA ریبوزومی - rDNA - 16s انجام شد.
تاکنون چندین گونه و زیرگونه از LAB که قابلیت تولید گابا را دارند گزارش شده اند. از میان اینها Lactobacillus brevis بیشترین مقدار گابا را تولید کرد و در میان سویه های تولیدکننده گابا بیشترین تولیدکننده متعلق به لاکتوباسیلی میباشد. تقریبا تمام سویه ها از غذاهای سنتی تخمیری که p H اسیدی دارند مانند پنیر، چای، خمیرترش، kimch i و p aocai و... جداسازی شدهاند.[5] ، بجز یک استثنا که Lb. brevis CGM C 1306 از شیر تازه و پاستوریزه نشده جداسازی شد. علاوه براین همه منابع جداسازی حاوی میزان بالایی از گلوتامات بودند. بنابراین موادغذایی تخمیری سنتی غنی شده با گلوتامات، منبع مهمی برای جداسازی و انتخاب LAB تولیدکننده گابا میباشند.[1]
وجود بیش از یک نوع گونه در پنیر به گوناگونی گونههای ممکن در برخی موادغذایی تخمیری اشاره دارد.این نیز قابل توجه است که سویه های تولید کننده گابا در نمونههای با غلظت بالای گابا در مقایسه با سویههای نمونههای با غلظت پایین گابا توانایی تولید نسبتأ بیشتری از خود ارائه می دهند.Takashi .[1] و همکارانش - 2008 - گابا را ازسدیم گلوتامات، در سبوس غلات مختلف - جو، گندم وبرنج - تولید کرد و نتیجه را بشکل جدول زیر بیان کرد. [5].
روشهای جداسازی LABهای تولیدکننده گابا
گرچه بسیاری از سویههای LAB تولیدکننده گابا جداسازی و شناسایی شده اند اما به یک جداسازی ثانویه و شناخت مجدد توانمندیها نیاز است زیرا استفاده از LAB ها در صنایع غذایی بسیار بااهمیت میباشد. چندین روش که برای شناسایی گابا در سیالات بیولوژیکی مناسب میباشند عبارتند از آنالیزر آمینواسیدی4، گاز کروماتوگرافی - GC - 5،کروماتوگرافی مایع با کارایی بلا - HPLC - 6 و روش FIA7 بر پایه آنزیمهای GABase، که این روشها دارای مراحل کسلکننده آمادهسازی نمونه و زمانبر میباشند، بعلاوه هر بار می تواند فقط یک نمونه را آنالیز کنند، بنابراین روشهای مطلوبی برای عمل جداسازی محسوب نمی شوند. در صورتی که روشهایی مانندکروماتوگرافی پلانار8 ، روش شاخص pH9 و EBM PA10 به تجهیزات گران قیمت احتیاج ندارند و برای آنالیز نمونههای مختلف بطور همزمان مناسب میباشند، درنتیجه روشهایی با بازده بالا برای جداسازی سویههای تولیدکننده گابا محسوب میشوند.[1]
متابولیسم گابا - بیوسنتز گابا -
مسیر کاتابولیسم گلوتامات در LAB توسط یکی از آنزیم های آمینوترانسفراز، دهیدروژناز یا دکربوکسسیلاز شروع می شود. حاصل فعالیت دو آنزیم اول تشکیل آلفا-کتوگلوتارات از گلوتامیک اسید است درحالیکه گاماآمینوبوتیریک اسید - گابا - محصول فعالیت دکربوکسیلاز میباشد.[4]
