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在40g/L NaCl处理造成的盐胁迫条件下,GABA3000~500倍处理均在不同程度上提高了 棉花植株第1-4片真叶的相对含水量,分别提高14.52%、17.18%、11.68%和9.83%,其中GABA的3000倍 和2000倍处理显著提高了叶片相对含水量,1000倍和500倍处理的提高程度不显著。
γ-氨基丁酸别名4-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,简称GABA),是一个四碳非蛋白质氨基酸,化学式:H2NCH2CH2CH2COOH;分子质量:103.1。GABA呈白色结晶体粉末状,没有旋光性。熔点203℃(分解),与水混溶,微溶于乙醇、丙酮,不溶于苯、乙醚,分解时会失水生成吡咯烷酮。
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。
比较重要的化学合成主要有以下几种:种是采用邻苯二甲酰亚氨钾以及γ-氯丁氰或丁内酯作为制作GABA的原料,剧烈反应并水解后得到的终产物就是GABA;第二种是利用吡咯烷酮作为初的原料,并通过氢氧化钙以及碳酸氢铵进行水解,终使其开环得到的产物就是GABA。
第三种是把丁酸和氨水作为GABA的原料,使其在γ射线条件下进行光照反应得到GABA;第四种是通过辉光放电的方法,用丙胺和甲酸两种物质进行合成得到GABA;第五种是把溴醋酸甲酯和乙烯作为制备GABA的原料,通过聚合反应得到4-溴丁酸甲酯,后经过氨解和水解后的产物即为GABA。GABA的化学合成方法都存在反应不容易控制、成本比较高的缺点。
低pH下GABA会在细胞内快速增加,这种GABA的积累在微生物和动物中也存在。植物在酸性pH下细胞内 H+随之升高,诱导细胞内GABA含量增加。该GABA的合成过程消耗H+,使得细胞内酸化得到缓解。在微生物中也存在这种快速的反应机制,在产生GABA的同时,会增加质子呼吸链复合物的表达,促进ATP合成。并且上调 F1F0-ATP水解酶活性,促进酸性条件下ATP依赖的H+排出过程。在动物中,细胞也会向外排出GABA和谷氨酸以此来改变细胞外环境的pH。更重要的是,GABA在生理环境下为两性离子,因此在酸碱调节中发挥着一定作用。
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