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摘 要：本文主要归纳了我国目前氨基酸的主要分离提纯方法及研究现状，特别总结了发芽糙米及植物中功能性成分（γ-氨基丁酸）GABA的分离和提纯，对今后的发展前景做出展望，为GABA的分离提纯、应用进展及目前存在的问题做了综述。
关键词：氨基酸；γ-氨基丁酸；分离；提纯
目前，我国对氨基酸的分离提纯还仅限于传统的方法，而对新方法的研究中，还存在无法应用于工业化生产等问题，因此使用不多。本文主要归纳了我国目前氨基酸的主要分离提纯方法。
1氨基酸分离提纯研究现状
目前，对氨基酸采用的分离提纯的步骤都比较程式化，通常为原料→预处理（加热、调pH、絮凝）→分离（离心、过滤、压滤）→初步纯化（沉淀、吸附、离子交换、萃取、电渗析）→高度纯化（超滤、吸附、结晶、重结晶）→成品加工（干燥、分装）[ ]，而提取和精制的方法主要有沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离法、萃取法和结晶法。
1.1沉淀法研究现状
沉淀法当中分为特殊试剂沉淀法与等电点沉淀法，特殊试剂沉淀法是用于某些氨基酸可以与一些有机或无机化合物结合，形成结晶性衍生物沉淀，利用这种性质向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀剂，GABA使目标氨基酸与沉淀剂沉淀下来，GABA从而与其他氨基酸分离。特殊沉淀法虽然操作简单、选择性强，GABA但是沉淀剂回收困难，GABA废液排放污染加剧，残留沉淀剂的“毒性”较大，食品级和医药级的氨基酸不能采用此法提取。目前，GABA国内味精厂都采用等电点沉淀法使谷氨酸从发酵液中粗结晶出来。采用这种方法可以从生产半胱氨酸的废母液中回收胱氨酸。
1.2离子交换法研究现状
离子交换法仅仅是利用各种氨基酸等电点的差异，GABA因此只有当混合氨基酸之间的等电点相差较大时才能较好地分开。现有的离子交换剂主要有离子交换树脂和离子交换纤维两大类。离子交换法中离子交换树脂研究较为成熟，GABA提取氨基酸处理量大，GABA成本低，GABA操作条件容易控制。目前，GABA离子交换法在工业应用中已经有很多成功的实例，GABA例如谷氨酸的分离提取，在发芽糙米的GABA提取中也应用较多。
1.3膜分离法研究现状
膜过滤法实现混合溶液的分离是因为在膜和溶液的界面处存在以下机理：GABA由于亲水性等原因所引起的选择性透过；分子体积大小的筛分效应；带电分子与荷电膜之间的电荷效应。具有高选择性的纳滤膜分离技术对分离分子量相近，GABA性质相似，GABA电性不同的氨基有一定的优势，GABA但是在分离过程中由于浓差极化现象及氨基酸与膜的疏水或静电吸附作用，GABA膜在使用一段时间后常出现传质阻力升高，GABA膜通量下降，GABA截留率、操作压力升高等现象。这些都将给工业生产带来不利影响，GABA并严重制约纳滤膜分离技术在相关工业领域中的应用。将这些新技术应用在低分子量生物产品氨基酸类的分离纯化，并逐渐实现工业化，取代传统分离纯化这些单元操作，降低成本，减少环境的污染和提高产品质量和收率。
1.4萃取法研究现状
萃取法分为溶剂萃取法、反胶团萃取法和液膜萃取。溶剂萃取法中近年来开发出反应萃取法分离提取氨基酸，GABA即选择适当的反应萃取剂，GABA其解离出来的离子与氨基酸解离出来的离子发生反应，GABA生成可以溶于有机相的萃取配合物，GABA从而使氨基酸从水相进入有机相。此外，GABA利用氨基酸在水中溶解度小而易溶于液氨的性质，GABA发展了液氨萃取技术。
2 发芽糙米中GABA分离提纯研究现状
GABA是一种天然存在的水溶性非蛋白质氨基酸，具有多种特殊的生理功能。糙米在发芽过程中能产生大量的GABA。研究表明，富含GABA的发芽糙米具有多种生理功能，它是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，是脑组织中最重要的神经递质[ ]，此外，它还具有降低血压、改善脑血流通、调节激素分泌、营养神经、抗焦虑、抗昏厥、抗心律失常、抗衰老等功能。近年来，米胚芽等原料开发制造的富含GABA的功能食品配料，已经广泛地应用于饮料、果酱、糕点、饼干、调味料等制品中。另外还有报道，应用生物技术制造的高浓度GABA饮料以及利用乳酸菌等制作的富含GABA的食品，可以直接作为抗高血压、改善脑机能及肝功能的功能食品。
3 发芽糙米中GABA分离提纯研究现状
郑红发等[ ]研究了茶叶中的GABA提取方法，分为水提取法和乙醇提取法，水提取法是将茶粉用去离子水进行浸提、过滤，滤液浓缩离心，离心后清液中加无水乙醇静置、过滤，最后去乙醇保留清液即为提取出的GABA。乙醇提取法是将茶粉用70%的乙醇回流浸提、过滤、浓缩滤液、离心，上清液即为所提取成分。采用水提取法和乙醇提取法后，通过提取液中GABA的含量可知，普通茶叶采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高21.4%，高GABA实验茶叶采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高19.3%，总体上看，采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高20%左右。由于茶叶本身浸出率很高，GABA相对容易提取，因此使用水作为提取溶剂效果非常好。
随着人们生活水平的进一步提高，GABA氨基酸的需求量将会逐步增大，尤其是如GABA这样的功能性因子的需求将会越来越大。目前，GABA在工业生产中大多采用的还是离子交换分离技术。但是，GABA从相关报道的数量上来看，膜分离、液膜和反胶团萃取研究较为热门。可见，GABA新方法在操作、分离效率和能力等方面已经显现出相当的优势，GABA相信一定会有良好的应用前景。
参考文献：
[1]张伟国、钱和.氨基酸生产技术及其应用.北京：中国轻工业出版社，1997：160-234.
[2]李燕、张关永.从生产半胱氨酸的废母液中回收胱氨酸的工艺研究[J].氨基酸和生物资源，1998，20（2）：27-29.
[3]张德隆、廖史书.溶剂萃取法分离氨基酸的最近进展[J]. 氨基酸和生物资源， 1995， 17（3）： 51-54.
[4]冯容保.氨基酸的结晶工艺[J].发酵科技通讯，2002，31，（4），11-12.
[5]宋伟.戊糖乳杆菌产γ-氨基丁酸及其乳制品的研究[D].河北：河北农业大学硕士学位论文，2008
关键词：氨基酸；γ-氨基丁酸；分离；提纯
目前，我国对氨基酸的分离提纯还仅限于传统的方法，而对新方法的研究中，还存在无法应用于工业化生产等问题，因此使用不多。本文主要归纳了我国目前氨基酸的主要分离提纯方法。
1氨基酸分离提纯研究现状
目前，对氨基酸采用的分离提纯的步骤都比较程式化，通常为原料→预处理（加热、调pH、絮凝）→分离（离心、过滤、压滤）→初步纯化（沉淀、吸附、离子交换、萃取、电渗析）→高度纯化（超滤、吸附、结晶、重结晶）→成品加工（干燥、分装）[ ]，而提取和精制的方法主要有沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离法、萃取法和结晶法。
1.1沉淀法研究现状
沉淀法当中分为特殊试剂沉淀法与等电点沉淀法，特殊试剂沉淀法是用于某些氨基酸可以与一些有机或无机化合物结合，形成结晶性衍生物沉淀，利用这种性质向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀剂，GABA使目标氨基酸与沉淀剂沉淀下来，GABA从而与其他氨基酸分离。特殊沉淀法虽然操作简单、选择性强，GABA但是沉淀剂回收困难，GABA废液排放污染加剧，残留沉淀剂的“毒性”较大，食品级和医药级的氨基酸不能采用此法提取。目前，GABA国内味精厂都采用等电点沉淀法使谷氨酸从发酵液中粗结晶出来。采用这种方法可以从生产半胱氨酸的废母液中回收胱氨酸。
1.2离子交换法研究现状
离子交换法仅仅是利用各种氨基酸等电点的差异，GABA因此只有当混合氨基酸之间的等电点相差较大时才能较好地分开。现有的离子交换剂主要有离子交换树脂和离子交换纤维两大类。离子交换法中离子交换树脂研究较为成熟，GABA提取氨基酸处理量大，GABA成本低，GABA操作条件容易控制。目前，GABA离子交换法在工业应用中已经有很多成功的实例，GABA例如谷氨酸的分离提取，在发芽糙米的GABA提取中也应用较多。
1.3膜分离法研究现状
膜过滤法实现混合溶液的分离是因为在膜和溶液的界面处存在以下机理：GABA由于亲水性等原因所引起的选择性透过；分子体积大小的筛分效应；带电分子与荷电膜之间的电荷效应。具有高选择性的纳滤膜分离技术对分离分子量相近，GABA性质相似，GABA电性不同的氨基有一定的优势，GABA但是在分离过程中由于浓差极化现象及氨基酸与膜的疏水或静电吸附作用，GABA膜在使用一段时间后常出现传质阻力升高，GABA膜通量下降，GABA截留率、操作压力升高等现象。这些都将给工业生产带来不利影响，GABA并严重制约纳滤膜分离技术在相关工业领域中的应用。将这些新技术应用在低分子量生物产品氨基酸类的分离纯化，并逐渐实现工业化，取代传统分离纯化这些单元操作，降低成本，减少环境的污染和提高产品质量和收率。
1.4萃取法研究现状
萃取法分为溶剂萃取法、反胶团萃取法和液膜萃取。溶剂萃取法中近年来开发出反应萃取法分离提取氨基酸，GABA即选择适当的反应萃取剂，GABA其解离出来的离子与氨基酸解离出来的离子发生反应，GABA生成可以溶于有机相的萃取配合物，GABA从而使氨基酸从水相进入有机相。此外，GABA利用氨基酸在水中溶解度小而易溶于液氨的性质，GABA发展了液氨萃取技术。
2 发芽糙米中GABA分离提纯研究现状
GABA是一种天然存在的水溶性非蛋白质氨基酸，具有多种特殊的生理功能。糙米在发芽过程中能产生大量的GABA。研究表明，富含GABA的发芽糙米具有多种生理功能，它是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，是脑组织中最重要的神经递质[ ]，此外，它还具有降低血压、改善脑血流通、调节激素分泌、营养神经、抗焦虑、抗昏厥、抗心律失常、抗衰老等功能。近年来，米胚芽等原料开发制造的富含GABA的功能食品配料，已经广泛地应用于饮料、果酱、糕点、饼干、调味料等制品中。另外还有报道，应用生物技术制造的高浓度GABA饮料以及利用乳酸菌等制作的富含GABA的食品，可以直接作为抗高血压、改善脑机能及肝功能的功能食品。
3 发芽糙米中GABA分离提纯研究现状
郑红发等[ ]研究了茶叶中的GABA提取方法，分为水提取法和乙醇提取法，水提取法是将茶粉用去离子水进行浸提、过滤，滤液浓缩离心，离心后清液中加无水乙醇静置、过滤，最后去乙醇保留清液即为提取出的GABA。乙醇提取法是将茶粉用70%的乙醇回流浸提、过滤、浓缩滤液、离心，上清液即为所提取成分。采用水提取法和乙醇提取法后，通过提取液中GABA的含量可知，普通茶叶采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高21.4%，高GABA实验茶叶采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高19.3%，总体上看，采用水提取方法比采用乙醇提取方法GABA含量要提高20%左右。由于茶叶本身浸出率很高，GABA相对容易提取，因此使用水作为提取溶剂效果非常好。
随着人们生活水平的进一步提高，GABA氨基酸的需求量将会逐步增大，尤其是如GABA这样的功能性因子的需求将会越来越大。目前，GABA在工业生产中大多采用的还是离子交换分离技术。但是，GABA从相关报道的数量上来看，膜分离、液膜和反胶团萃取研究较为热门。可见，GABA新方法在操作、分离效率和能力等方面已经显现出相当的优势，GABA相信一定会有良好的应用前景。
参考文献：
[1]张伟国、钱和.氨基酸生产技术及其应用.北京：中国轻工业出版社，1997：160-234.
[2]李燕、张关永.从生产半胱氨酸的废母液中回收胱氨酸的工艺研究[J].氨基酸和生物资源，1998，20（2）：27-29.
[3]张德隆、廖史书.溶剂萃取法分离氨基酸的最近进展[J]. 氨基酸和生物资源， 1995， 17（3）： 51-54.
[4]冯容保.氨基酸的结晶工艺[J].发酵科技通讯，2002，31，（4），11-12.
[5]宋伟.戊糖乳杆菌产γ-氨基丁酸及其乳制品的研究[D].河北：河北农业大学硕士学位论文，2008