植物组织中GABA的含量极低,通常在0.3~32.5μmol/g之间。已有文献报道,植物中GABA富集与植物所经历胁迫应激反应有关,在受到缺氧、热激、冷激、机械损伤、盐胁迫等胁迫压力时,会导致GABA的迅速积累。对植物性食品原料采用某种胁迫方式处理后,或通过微生物发酵作用使其体内GABA含量增加,用这种原料加工成富含GABA的功能产品已成为研究热点。GABA作为一种新型功能性因子,已被广泛应用于食品工业领域。利用富含GABA的发芽糙米、大豆和蚕豆等原料开发的食品已面市。
欧洲食品安全局(EFSA)虽然允许食物中添加GABA,规定GABA的膳食摄入量上限为550mg/d,但是其主要功能特性尚需严格的人群试验结果加以佐证。美国食品药品监督管理局(FDA)根据毒理学实验结果指出食品中添加GABA是安全的,使用范围包含饮料、咖啡、茶和口香糖等,但不允许在婴儿食品、肉制品或含肉产品中添加。中国卫生部2009年12号公告,GABA摄入量不得超过500mg/d,使用范围为饮料、可可制品、巧克力及其饮料、糖果、焙烤食品和膨化食品,但婴儿食品中不能添加。
植物富集法,植物富集法是一种新型开发的合成萃取提纯技术,它是用GABA含量较高的植物进行分离提取,这样便有了既便宜纯度又高的GABA产品。从植物中获取GABA的方法主要有以下两种:其中一种是利用溶剂萃取提纯法,另一种是柱分离制备法。溶剂萃取法,溶剂萃取法是利用水或醇作为GABA的提取剂,根据植物在水或者醇中的溶解度以及分配系数不同的原理将GABA提出到水或者醇中,并且经过反复的过滤提纯,可以使植物中绝大多数的GABA都被萃取出来。柱分离制备法,柱分离制备法,又被叫做柱色谱法,是一种利用不同的混合物中的组分在固液两相中具有不同分配系数的原理,进行洗脱分离及其他后续操作,它的大分类应该归属于层析法。色谱柱一般采用树脂、硅胶或活性炭等作为填充材料。
微生物发酵法是通过选择品种优良、稳定以及无害的菌种,利用这些菌种在生长繁殖的过程中对GABA进行制备和产出。这种方法虽然对环境的要求比较苛刻,对设备的要求较高,但是此法产出的GABA可作为天然的食品添加剂。利用微生物发酵生产,是食品行业中发展早,领域广泛的生产方式之一,早利用的微生物是大肠杆菌,利用它的脱羧酶可生产GABA,但是由于其本身存在一些安全隐患,使其一直无法直接用于药品或者食品的生产制作。
随着科学技术的发展,绿色食品越来越受到人们的重视,后来科研人员发现乳酸菌、酵母菌以及曲霉菌等微生物都可以用来代替大肠杆菌,催化生产GABA。而且在较低成本的情况下,还具有产量高、安全性好的优势,此种方法已经逐渐在向产业化生产发展。
GABA长久以来被认为与植物多种应激和防御系统有关。GABA会随着植物受到刺激而升高,被认为是植物中响应于各种外界变化、内部刺激和离子环境等因素如pH、温度、外部天敌刺激的一种有效机制。GABA还可以调节植物内环境如抗氧化、催熟、保鲜植物等作用。近年来GABA在植物中也被发现作为信号分子在植物中传递扩大信息。GABA曾在大豆、拟南芥、茉莉、草莓等植物中相继发现。低浓度的GABA有助于植物生长发育,高浓度下又会起相反的作用。