马铃薯γ-氨基丁酸富集机理及加工技术研究

γ-aminobutyric acid(GABA) is non-protein amino acid, and has physiological function to the human body. GABA exist in cerebellar cortexis, spinal cord , retina of body, is a kind of required components to human. It was found as the most important material which restrain neural information transmission of human. Studies showed that plant raw material can be used to produce functional food, after enrichment of γ-aminobutyric Acid. The mechanism and technique for enrichment of γ-aminobutyric acid have relations with higher plant's metabolism. This topic deals with enrichment of γ-aminobutyric acid in potatoes, studying the mechanism, establishing the processing technology.

γ-氨基丁酸 (GABA)是一种非蛋白质氨基酸，对人体具有多种生理功能。GABA是一种人体必需的成分, 医学界发现GABA存在人体的小脑皮质、脊髓和视网膜中, 是脊髓动物中枢神经神经系统结合点的抑制性传导物, 也是抑制人体神经讯息传递的最重要的物质。研究表明, 一些植物性食品原料经适当处理, 富集GABA后, 可作为制造功能性食品的原料。而各种富集技术的机理与高等植物体内的GABA的代谢有关。本课题以富含GABA的马铃薯为原材料，研究GABA富集机理，探讨不同的应激处理方法，结合几种加工工艺，研究适合本地运用，利于推广的马铃薯GABA富集处理技术，促进本区社会经济的发展。最终在该项目研究中，找出适合应用GABA富集技术的马铃薯品种， 并确定出一种有效的GABA富集加工技术，并初步建立起适于推广的产业化的新生产工艺。

马铃薯营养丰富品种繁多，属于世界第三大粮食作物，2015年中国开始推行马铃薯主粮化战略，广西作为全国最大冬种马铃薯生产基地，应深化马铃薯生产与加工的新技术研究。. γ-氨基丁酸（GABA）是一种是天然存在的功能性氨基酸，是一种重要的抑制性神经递质，已被证明具有多种生理功效，例如治疗癫痫、降血压、改善大脑机能预防老年痴呆等。本项目根据GABA在高等植物体内生成的两种途径，对马铃薯做富集GABA处理，分析在此过程中前体物质、相关酶活、GABA的变化，探讨GABA积累的机理并优化处理工艺。在此基础上进行后续GABA高含量食品的试制，并测定了马铃薯富集GABA或加工为食品过程中物性的变化。. 不同品种的马铃薯存在较显著的GABA含量差异，分布在32mg/100g-82mg/100g间（鲜重）。贮藏实验期间GABA含量呈现出先增加后降低的趋势，谷氨酸含量变化无一定规律。使用辅酶和底物添加浸渍富集马铃薯GABA，GABA含量增长为原料的2.48倍，主要是通过转化谷氨酸起作用。赤霉素处理GABA含量增长为原料的2.59倍，主要是通过激发GAD活性催化谷氨酸富集GABA。NaCl处理GABA含量增长为原料的2.16倍，GABA的增长来源不限于GABA支路，其中有多胺降解的功效。微波辐射处理GABA含量增长为原料的1.6倍。随着微波辐射功率的增加，GAD活性呈下降趋势；微波最初促进GAD活性，但长时间处理下马铃薯GAD活性下降。微波处理GABA支路两种代谢酶的活性减弱，DAO活性高于原料，多胺含量显著降低，SSADH和GABA-T活性以及腐胺和精胺含量起重要作用，而DAO和GAD活性以及亚精胺含量的作用则稍次于它们，因此多胺的贡献不可忽视。使用阿魏酸、香草醛和原儿茶醛，进行马铃薯浸渍抑制GABA降解处理。3种抑制剂都能降低GABA-T和SSADH的活性，避免GABA的降解损失，但对GAD活性的刺激作用和对GABA含量积累的促进作用不同。阿魏酸能诱导GAD活性，可与其它技术结合用于马铃薯GABA富集，香草醛适宜于GABA富集后的处理避免GABA的降解，原儿茶醛对GABA的生成有促进作用。试制的GABA马铃薯食品，其GABA含量均比原料的高，且马铃薯全粉去除了大量水分，单位质量的GABA含量得到浓缩。