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作者｜韦予晗
编辑｜刘网佳
来源｜未来食品实验室
01
萱草属植物叶总酚提取物
一、健康功效
抗抑郁
黄花菜中具有抗抑郁作用的主要生物活性成分是黄酮类化合物。科学家通过建立大鼠抑郁模型研究黄花菜提取物芦丁对大鼠活动的影响，在强迫游泳实验中发现大鼠静止时间显著减少。有研究团队对大鼠进行了蔗糖偏好实验和旷场实验，研究表明含量为40 mg/kg的黄花菜总酚提取物可通过影响大鼠单胺类神经递质水平，并降低皮质醇含量来发挥抗抑郁作用。黄花菜主要通过影响色氨酸代谢、谷氨酸代谢、苯丙氨酸代谢和能量代谢等发挥抗抑郁作用。
改善睡眠及镇静
黄花菜提取物还对戊巴比妥钠催眠小鼠具有延长睡眠作用，并且呈现剂量依赖性关系，表明提取物对小鼠具有良好的改善睡眠作用。黄花菜提取物同时具有镇静作用。科学家用0.01 mg/g的黄花菜浸膏对小鼠进行灌胃，发现给药后15 min产生镇静效果，60 min时作用达到高峰，120 min后作用逐渐下降。科学家们还探究了黄花菜根提取物对大鼠运动行为的影响，发现使用1.0 g/kg剂量醇提物处理时大鼠活动次数显著减少，表明黄花菜具有一定的镇静作用。
神经保护
体外研究发现，黄花菜多酚展示出神经保护作用。科学家使用0.63~5 mg儿浓度黄花菜多酚提取物对PC12细胞进行预处理，结果对于皮质酮和谷氨酸诱导的神经毒性可以有效逆转，表明酚类组分有神经保护作用。有研究团队建立H202诱导PC12细胞损伤模型，以对数生长期的细胞作为实验对象，结果发现酚类成分在1.25、2.5和5 mg/mL三个剂量组时均对神经细胞损伤有保护作用且呈现剂量依赖性。
二、生产技术
黄花菜中的生物活性成分可以通过多种提取方法获得，包括传统的溶剂提取法、超声辅助提取法、微波辅助提取法、超临界流体提取法等。研究者们根据目标成分的不同选择合适的提取方法。
三、技术内容
本发明提供了一种萱草属植物叶总酚提取物，所述萱草或黄花菜总酚提取物的提取方法包括以下步骤：将干燥的萱草属植物叶，粉碎后过筛；取过筛后的植物叶粉末，分别加入两次乙醇溶液，回流后合并滤液，浓缩干燥得到叶总酚提取物浸膏；将得到的叶总酚提取物浸膏，加蒸馏水稀释为药液，上大孔吸附树脂，蒸馏水除杂，乙醇溶液洗脱，减压干燥后得叶总酚提取物。本发明提供的萱草属植物叶总酚提取物及其制备方法和应用中，提取工艺、纯化工艺稳定可行，重复性好，操作简单、安全，便于工厂化生产。
原文详细链接
https://mp.weixin.qq.com/s/HdM-LgfUHi3c0Ect0p4zCw
02
γ-氨基丁酸
一、健康功效
改善睡眠
γ-氨基丁酸（GABA）作为大脑中的主要抑制性神经递质，对改善睡眠品质有显著效果。它能缩短入睡时间，增加深睡眠比例，提高睡眠连续性和质量。GABA作用于大脑的GABA受体，抑制神经元过度兴奋，创造有利于睡眠的环境；同时，它还能刺激褪黑素等睡眠激素的分泌，调整生物钟，优化睡眠周期。
抗焦虑
γ-氨基丁酸（GABA）作为大脑中的关键神经递质，拥有显著的抗焦虑效用。其机制主要包括调节神经元活性，通过与GABA受体结合，减缓神经元放电，稳定过度兴奋的大脑状态；影响边缘系统，尤其是杏仁核区，抑制过度激活，降低焦虑水平；增加大脑血流，促进氧供和营养输送，有益于大脑健康；并展现出神经保护特性，减少压力造成的伤害。同时，天然食物和补充剂中的GABA亦被视为管理轻中度焦虑的安全选择。
放松肌肉
γ-氨基丁酸（GABA）不仅在中枢神经系统内担任抑制性神经递质的关键角色，而且在促进肌肉放松方面展现独特效能。首先，GABA能直接抑制脊髓运动神经元的兴奋性，减少肌肉收缩命令，实现肌肉放松；其次，通过调节交感神经和副交感神经间的平衡，增强副交感神经活动，降低心率和血压，间接松弛肌肉张力；再者，GABA可能作用于肌肉纤维自身，经由局部存在的GABA受体，影响钙离子通道和肌浆网功能，控制肌肉的收缩与放松动态。
调节代谢
γ-氨基丁酸（GABA）在人体代谢调节中扮演多重角色，其作用机理涉及能量消耗、血糖控制、脂肪代谢及细胞信号通路的精细调整。通过影响下丘脑食欲调控，GABA能增强饱腹感，促进能量消耗，特别在于刺激棕色脂肪的非颤抖热生成，助力体重管理。在血糖稳态方面，GABA支持胰岛β细胞健康，增进胰岛素分泌，强化肌肉对葡萄糖的利用，保持血糖水平平稳，预防糖尿病发展。同时，GABA调节脂质代谢，降低血液中不良脂质含量，提升“好”胆固醇，维护心血管健康。从分子层面讲，GABA激活AMPK和调控PPARs，影响能量感应和脂肪酸代谢，优化整体代谢平衡。
二、生产技术
γ-氨基丁酸（GABA）的生产技术主要包括微生物发酵、酶转化和化学合成三大路径。随着生物技术进步，特别是代谢工程和系统生物学的应用，GABA生产技术将迎来革新，满足市场对高质量GABA产品的需求，助力健康产业的绿色发展。
三、技术内容
该专利提供了一种食品级高效生产γ-氨基丁酸的重组菌株的构建方法与应用。该技术属于基因工程技术领域，在重组枯草芽孢杆菌WS9C6DGAD的基础上，进行启动子优化以及高通量筛选影响GAD表达的相关基因，获得优势菌株，进一步摇瓶发酵优化以及3-L罐高密度发酵，，成功 实现GAD的高效食品级表达，酶活可达到 CN 118421548 A 319.62U·mL1，并优化其催化生产GABA的反应 条件，以高效制备GABA，产量可达481.62g·L1， 摩尔转化率为100％，产率为48.16g·L1·h1， 为目前GABA生产的最高产率。
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▲不同启动子对GAD表达的影响结果，gadA启动子优化结果(a)，pdxH启动子优化结果(b)
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▲基于CRISPRi筛选后敲除yqhH结果
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▲枯草芽孢杆菌WS9C6DGADP43ΔyqhH 3L罐发酵情况结果，OD600 及酶活结 果(a)，不同发酵时间的SDSPAGE分析结果(b)
原文详细链接
https://mp.weixin.qq.com/s/lfXrm6ByXmvV09PDfM6bgQ
03
人参中的γ-氨基丁酸
一、健康功效
抗疲劳
GABA可抑制疲劳β脑电波,增加放松α脑电波,从而说明GABA能使人体更放松,不容易疲劳。科研人员在研究GABA对小鼠游泳力竭的影响时发现,其可显著提高实验组小鼠的力竭时间,说明GABA可发挥抗身体疲劳的作用。GABA在抗运动疲劳方面有着重要的作用,有助于机体在剧烈运动后的恢复,减轻机体的疲劳程度。
抗抑郁
科研人员对Glu、GABA的含量进行监测发现，在人参皂苷Rg5或Rk1给药后，小鼠血清、海马体、下丘脑和大脑皮质中Glu的含量降低，而GABA的含量上升；与正常组相比，给药组生物样本中GABA/Glu显著增大，说明人参皂苷Rg5与Rk1可以促进小鼠机体内的Glu向GABA转化。人参皂苷CK可以促进细胞中肌质/内质网Ca2+的释放而提高突触末梢终端的Ca2+浓度，进而促进GABA的主动释放。
促睡眠
GABA作为一种抑制性神经递质，在调控中枢神经系统神经元兴奋和抑制的平衡中起着关键作用。研究表明，外源摄入的GABA可以进入血液，人体口服GABA 30 min 后血液中的GABA即达到最高水平。有关外源摄入GABA 发挥促睡眠作用的研究也多有报道，口服短乳杆菌发酵产生的γ-氨基丁酸能使小鼠入睡时间缩短 32.2%，睡眠时长延长59%。
降血糖
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，高血糖的发生与胰岛素分泌或作用不足有关。控制不良的糖尿病患者晚期可产生全身并发症，危害极大。目前糖尿病的治疗主要依靠药物，然而长期药物治疗的降血糖作用也伴随着各种缺点，如耐药性、副作用甚至毒性。基础及临床研究均发现GABA可以有效降血糖。有研究表明富含GABA的糙米可以有效降低Ⅱ型糖尿病患者空腹血糖及果糖胺水平，证实GABA具有降血糖功效。
抗炎
GABA可减少促炎介质的产生和改善炎症症状。有研究报道了富含GABA的食品可抑制炎症反应。富含GABA的海参提取物可抑制LPS(Lipopolysaccharide）诱导的小鼠巨噬细胞生成NO和表达NO合酶；富含GABA的发芽糙米抑制了H2O2和IL-1β激活的Caco-2人肠道细胞中白细胞介素8和单核细胞趋化蛋白-1的分泌和活性氧的产生，表明GABA具有抑制炎症反应的潜力并且可能通过调控炎症反应参与多种疾病的病理机制。
二、生产技术
最早合成GABA的方法即是化学合成法。微生物发酵法的主要过程是选用适当的菌种进行培养，制备得到产物GABA。微生物发酵法对环境及设备的要求较高，制备过程安全性较高，由于可选用品质优良、无毒无害的菌种，且菌种稳定性较高，与化学合成法相比对于生物的伤害性较低。植物提取法是一种新型开发的合成萃取提纯方法，是一种安全环保的GABA制备方法。
三、技术内容
本发明属于化学技术领域，具体涉及人参中化合物γ‑氨基丁酸双糖苷GABAFG的制备分离方法。γ‑氨基丁酸双糖苷（GABA‑fructosyl‑glucose，GABAFG）是人参在加工炮制过程中产生的一种新发现的梅拉德反应产物，且具有明显的抗炎活性，是红参中重要的生物活性成分。本发明提供了一种从红参中分离纯化出GABAFG的新方法，具体涉及利用醋酸水溶液和一定量的无机盐代替最初使用蒸馏水提取的方法。该方法中，醋酸作为易挥发性成分，不会对后续分析纯化产生影响，且对人体无害，无机盐也易过滤除去，抑制了GABAFG的水解，提高了GABAFG的得率，简化了提取步骤，节约了分离成本，有利于产业化应用。同时，证明GABAFG能够改善过氧化氢（H2O2）诱导的INS‑1细胞损伤。
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