γ-Aminobuttersäure (GABA)
Gamma-Aminobuttersäure (GABA) ist ein natürlich vorkommender Neurotransmitter, der eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der neuronalen Erregbarkeit im gesamten Nervensystem spielt. Sie ist weithin für ihre beruhigende Wirkung auf das Gehirn bekannt und daher ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel zur Förderung der Entspannung und Verbesserung der Schlafqualität.
Fermentationsprozesse zur Herstellung von GABA
GABA kann durch Fermentationsprozesse mit Hilfe bestimmter Mikroorganismen hergestellt werden. Zwei hierfür am häufigsten verwendete Bakterien sind Lactobacillus-Arten (Milchsäurebakterien) und Bacillus subtilis (Bacillus natto).
1. Milchsäurebakterien (Lactobacillus-Arten):
Verfahren:
Auswahl der Stämme: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis und andere Lactobacillus-Arten werden üblicherweise aufgrund ihrer hohen GABA-Produktionsfähigkeit ausgewählt (Li et al., 2010).
Fermentationsbedingungen: Optimale Bedingungen, einschließlich Temperatur, pH-Wert und Nährstoffverfügbarkeit, werden eingehalten, um die GABA-Produktion zu maximieren. Die Bakterien wandeln Glutamat über das Enzym Glutamatdecarboxylase in GABA um.
Reinigung: Nach der Fermentation wird GABA aus dem Kulturmedium extrahiert und gereinigt, um die gewünschte Konzentration und Reinheit zu erreichen (Komatsuzaki et al., 2005).
Vorteile:
Natürlich und sicher: Die Verwendung von Lactobacillus-Arten, die natürlicherweise in fermentierten Lebensmitteln vorkommen, gewährleistet einen sicheren und natürlichen Produktionsprozess.
Effiziente Produktion: Milchsäurebakterien wandeln Glutamat hocheffizient in GABA um, was zu hohen Erträgen führt.
2. Bacillus subtilis (Bacillus natto):
Verfahren:
Stammauswahl: Bacillus subtilis-Stämme, insbesondere jene, die bei der Natto-Produktion verwendet werden, werden aufgrund ihrer Fähigkeit zur Produktion von GABA ausgewählt (Higuchi et al., 1997).
Fermentationsbedingungen: Der Fermentationsprozess beinhaltet die Optimierung der Bedingungen zur Verbesserung der GABA-Synthese, einschließlich der Verwendung von Substraten wie Sojabohnen oder anderen glutamatreichen Materialien.
Extraktion und Reinigung: Nach der Fermentation wird GABA extrahiert und gereinigt, um eine hohe Qualität und Konzentration sicherzustellen (Syu et al., 2012).
Vorteile:
Hohe Ausbeute: Bacillus subtilis kann große Mengen GABA produzieren und eignet sich daher für die Produktion im industriellen Maßstab.
Vielseitigkeit: Diese Methode ermöglicht die Verwendung verschiedener Substrate, die zur Steigerung der GABA-Produktion angepasst werden können.
Spezifikationen: 99%
Schlaffördernde Vorteile von GABA
Mechanismus und Vorteile:
Wirkung auf das Gehirn: GABA wirkt als hemmender Neurotransmitter und bindet an GABA-Rezeptoren im Gehirn, wodurch die neuronale Aktivität reduziert wird. Diese Wirkung trägt zur Entspannung bei und fördert den Schlaf, indem sie das Nervensystem beruhigt (Sieghart, 1995).
Stressabbau: Durch die Hemmung erregender Signale kann GABA den Cortisolspiegel senken, ein Stresshormon, das den Schlafrhythmus stören kann (Nakamura et al., 2019). Studien haben gezeigt, dass eine GABA-Supplementierung die Schlafqualität verbessern kann, indem sie die Einschlafzeit verkürzt und die Dauer der Tiefschlafphasen verlängert (Takeda et al., 2012). Darüber hinaus reduziert GABA wirksam Angst und Stress, häufige Hindernisse für erholsamen Schlaf (Abdou et al., 2006). Im Gegensatz zu einigen Schlafmitteln fördert GABA die Entspannung, ohne Schläfrigkeit zu verursachen, und eignet sich daher zur Verbesserung der Schlafqualität ohne das Risiko morgendlicher Benommenheit (Boonstra et al., 2015).
Abschluss
1. Ertrag und Effizienz:
Milchsäurebakterien: Effizient und sicher, mit natürlicher Anziehungskraft aufgrund ihrer Anwesenheit in traditionell fermentierten Lebensmitteln.
Bacillus subtilis: Höheres Ertragspotenzial, geeignet für die Produktion im großen Maßstab.
2. Sicherheit und Reinheit:
Beide Methoden liefern hochreines GABA, das für Nahrungsergänzungsmittel geeignet ist, mit minimalem Risiko von Verunreinigungen.
3. Kosten und Nachhaltigkeit:
Milchsäurebakterien: Im Allgemeinen kostengünstig und nachhaltig, da traditionelle Fermentationsprozesse genutzt werden.
Bacillus subtilis: Kann höhere Anfangskosten verursachen, kann aber im großen Maßstab aufgrund höherer Erträge kostengünstiger sein.
Verweise
1. Abdou, AM, Higashiguchi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H., & Yokogoshi, H. (2006). Entspannungs- und immunstärkende Wirkung der Gabe von Gamma-Aminobuttersäure (GABA) beim Menschen. BioFactors, 26(3), 201-208.
2. Boonstra, E., et al. (2015). Neurotransmitter als Nahrungsergänzungsmittel: Die Auswirkungen von GABA auf Gehirn und Verhalten. Frontiers in Psychology, 6, 1520.
3. Higuchi, T., Hayashi, H., & Abe, K. (1997). Austausch von Glutamat und Gamma-Aminobutyrat in einer Bacillus subtilis-Zellsuspension mit zerstörten Zellmembranen. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 61(9), 1561-1565.
4. Komatsuzaki, N., Shima, J., Kawamoto, S., Momose, H., & Kimura, T. (2005). Produktion von Gamma-Aminobuttersäure (GABA) durch Lactobacillus paracasei, isoliert aus traditionell fermentierten Lebensmitteln. Food Microbiology, 22(6), 497-504.
5. Li, H., et al. (2010). Produktion von Gamma-Aminobuttersäure durch Lactobacillus brevis NCL912 mittels Fed-Batch-Fermentation. Microbial Cell Factories, 9, 85.
6. Nakamura, H., et al. (2019). Auswirkungen der oralen Einnahme von Gamma-Aminobuttersäure auf den Schlaf und ihre möglichen Mechanismen. Nährstoffe, 11(4), 964.
7. Sieghart, W. (1995). Struktur und Pharmakologie von Gamma-Aminobuttersäure-A-Rezeptor-Subtypen. Pharmacological Reviews, 47(2), 181-234.
8. Syu, KY, & Chen, YH (2012). Optimierung von Mediumkomponenten für die Produktion von GABA (Gamma-Aminobuttersäure) mit Bacillus subtilis mittels Response-Surface-Methode. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 43(4), 539-543.
9. Takeda, A., et al. (2012). Auswirkungen der oralen Verabreichung von Gamma-Aminobuttersäure auf Schlaf und Stimmung beim Menschen. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 58(2), 1-5.