Az astaxantin funkcionális tulajdonságainak tanulmányozása és alkalmazása funkcionális élelmiszerekben elért eredmények

Az asztaxantin (asztaxantin), más néven asztaxantin, asztaxantin, garnélarák és rákhéj, osztriga, lazac és néhány alga karotinoid oxigénszármazékokat tartalmaz, hatékonyan csillapíthatja a reaktív oxigénfajokat, magas táplálkozási és egészségügyi értékkel rendelkezik.

Már a huszadik század harmincas éveiben a kutatók a garnélarák és rákok héjából izolálták az asztaxantint, de élettani funkciója a huszadik század nyolcvanas éveiig széles körű figyelmet keltett az állati és klinikai kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy az asztaxantin erős antioxidáns, rákellenes és rákellenes gátlás, az immunitás fokozása, a szív- és érrendszeri betegségek megelőzése és más egészségügyi funkciók, széles körű alkalmazási kilátásokkal.

Az asztaxantin fizikai és kémiai tulajdonságai

A kristályos asztaxantin rózsaszín, olvadáspontja 215 ℃ ~ 216 ℃, vízben nem oldódik, zsírban oldódik, oldódik kloroformban, acetonban, benzolban és más szerves oldószerekben. Astaxanthin molekuláris szerkezete a konjugált kettős kötés lánc és a végén a telítetlen keton csoport és a hidroxil, van egy aktívabb elektronikus hatás, vonzza a szabad gyökök párosítatlan elektronok, vagy elektronokat a szabad gyökök, hogy a szabad gyökök, így a scavenge a szabad gyökök, van egy erős antioxidáns hatása.

A szerkezet is megkönnyíti a fény, a hő, az oxidok, a szerkezeti változások kölcsönhatását az asztaxantin lebomlásában. Megállapították, hogy a látható fény az asztaxantinra kis hatással van, és az ultraibolya fény az asztaxantinra nagy romboló hatással van; 70 ℃ alatt, az asztaxantin hőmérséklete kis hatással van, 70 ℃ vagy annál nagyobb, az asztaxantint a hő kezdte elpusztítani; a pH 4 ~ 11 tartományban a pH-nak az asztaxantinra gyakorolt hatása nagyon kicsi, pH 13 az asztaxantint bontani kezdte; Ca2 ＋, Mg2 ＋, K ＋, Na ＋, Zn2 + és más fémionok az asztaxantinra alapvetően nincs hatással, Fe2 +, Fe3 +, Cu2 + az asztaxantinra jelentős romboló hatással van, ebből Fe3 + a legnagyobb hatású.

Astaxanthin főként szabad állapotban és észterezett formában. A szabad asztaxantin rendkívül instabil, könnyen oxidálható, általában kémiailag szintetizált asztaxantint a szabad formához. Az észterezett asztaxantin az asztaxantin terminális gyűrűszerkezetének köszönhetően minden egyes hidroxilcsoporttal rendelkezik, könnyen képezhet észtereket zsírsavakkal és stabil, víziállatok bőre és héja asztaxantin, vörös alga, vörös élesztő asztaxantin főként észterezett állapotban van, főként észterezett állapotban van, a zsírsavak kombinációja szerint asztaxantin monoészterre és asztaxantin diesterre oszlik. Ha az asztaxantint észteresítik, hidrofobicitása fokozódik, és a diester lipofilabb, mint a monoészter; ugyanakkor az asztaxantin észterezett állapotban komplexeket képez a fehérjékkel, hogy különböző színeket hozzon létre.

Kép
Az astaxantin funkcionális tulajdonságai

Az utóbbi években az asztaxantin fontos élettani funkciói és nagy gazdasági értéke fokozatosan ismert, az asztaxantin funkcionális tulajdonságainak hazai és külföldi kutatása egyre növekszik, különösen az antioxidáns, rákellenes és rákgátlás, az immunitás fokozása, a magas vérnyomás elleni küzdelem, a szív- és érrendszeri betegségek megelőzése, az ultraibolya sugárzás elleni küzdelem és így tovább.

2.1 Antioxidáns
Az asztaxantin egy láncbontó antioxidáns, rendkívül erős antioxidáns hatással. A szervezet kis mennyiségű oxigén szabad gyököt képes termelni a normál élettevékenységek során, mint például a légzési láncban történő elektronátvitel és a szervezetben lévő egyéb anyagok oxidációja, és nagyszámú oxigén szabad gyök keletkezik, ha kémiai reagensek és ultraibolya sugárzás stimulálják.

Ezek a szabad gyökök lipidperoxidációt, aminosav-oxidációt, fehérjebomlást és DNS-károsodást okozhatnak a biológiai membránokon, de a sejtmembrán telítetlen zsírsavakat is láncreakcióra késztetik, így befolyásolják a sejtek összetételét. Az astaxantin nem csak az egyvonalas oxigén, az oxigéngyökök közvetlen elpusztítását képes elfojtani, hanem a zsírsavak láncreakcióját is blokkolja.

Megállapították, hogy több karotinoid molekuláris oxigén csillapító képessége a következő sorrendben van: astaxantin > α-karotin > β-karotin > rhododendron > zeaxantin > lutein > bilirubin > bilirubin, Lee et al. megállapította, hogy öt karotinoid és származékaik, nevezetesen a különböző számú konjugált kötéssel rendelkező lutein, zeaxantin, likopin, izozeaxantin és asztaxantin szerepe a szójaolaj fotooxidációjában, a reaktív oxigénfajok kioltásában, és megállapította, hogy a reaktív oxigénfajok kioltása nagyon fontos tényező a szójaolaj fejlődésében. Megállapították, hogy a konjugált kettős kötések növekedésével nőtt a reaktív oxigénfajok kioltásának képessége, és az asztaxantin mutatta a legerősebb kioltási teljesítményt.

Egyes kutatók a tiobarbitursav-módszert is alkalmazták a karotinoidok és származékaik, valamint az α-tokoferol (VE) szabadgyök-lebontásának ED50 (lásd az 1. táblázatot) felezési dózisának vizsgálatára az egyes alanyok esetében, vasionokat tartalmazó hemfehérjéket használva szabadgyök-generátorként és linolsavat akceptorként, és hasonlóan megállapították, hogy az asztaxantin rendelkezik a legerősebb gyökfogó képességgel.

Az utóbbi években folyamatos kutatások bizonyítják, hogy az astaxantin antioxidáns hatása több mint 100-szor erősebb, mint az α-tokoferolé, és "szuper VE" néven ismert. Ugyanakkor az asztaxantin hatékonyan képes megakadályozni a foszfolipidek és más lipidek peroxidációját. Ezenkívül az asztaxantin növelheti az antioxidáns enzimek aktivitását és a fehérje expresszióját is, az asztaxantin különböző dózisai az állati sejtekben a peroxiredoxin és a szuperoxid-dizmutáz fehérje expressziója jelentősen megnőtt, és a biológiai aktivitás is jelentősen javult.

Kép

2.2 Rákellenes
Az étrendi karotinoid-bevitel és a rákos megbetegedések előfordulása vagy halálozás közötti összefüggés szignifikánsan negatív korrelációt mutatott a karotinoid-bevitellel [14].Nishino [15] összehasonlította a különböző karotinoidok rákellenes hatását, és arra a következtetésre jutott, hogy az asztaxantin rendelkezik a legerősebb rákellenes hatással.

Savoure és munkatársai kimutatták, hogy az astaxantin tumorogén hatása a tumorproliferáció gátlásában rejlik. Jelenleg a vizsgálatok azt mutatják, hogy a sejtek Gap Junction kommunikációja fontos szerepet játszik a sejtek normális proliferációjának és differenciálódásának, valamint a szövetek stabilitásának szabályozásában, és hogy a funkciójának gátlása vagy pusztulása fontos mechanizmus a pro-karcinogenezis szakaszában.

Az asztaxantin rákellenes hatása szorosan összefügg azzal a képességével, hogy a sejtek közötti réskapcsolati kommunikációt indukálja, amely a normál sejtek közötti kapcsolat erősítésével képes a rákos sejtek elkülönítésére és a rákos sejtek közötti kapcsolat csökkentésére, a növekedésük ellenőrzése és a tumoros átalakulás megakadályozása érdekében.

Számos hazai és külföldi tanulmány kimutatta továbbá, hogy az asztaxantin jelentős gátló vagy megelőző hatással van számos rákos megbetegedésre, például Tanaka és munkatársai állatkísérleteken keresztül megfigyelték, hogy az asztaxantin megelőző hatással van a szájüregi rákra és a hólyagrákra; Gradelet és munkatársai. kimutatta, hogy az asztaxantin jelentős hatással van a hepatocelluláris karcinóma gátlására; azt is kimutatták, hogy az asztaxantin megakadályozza a humán fibroblasztok (1BR-3), melanociták (HEMAc) és bélrendszeri daganatok növekedését és átalakulását. (HEMAc) és a bélrendszeri CaCo-2 sejteket az ultraibolya sugárzás okozta DNS-károsodástól, ezáltal csökkenti a bőrrák előfordulását.

2.3 Az immunitás fokozása
Jyonouchi és munkatársai az asztaxantin és a karotinoidok immunmoduláló hatásáról egér limfocitákra in vitro szövettenyésztési rendszerben végzett vizsgálatában az asztaxantin erős immunmoduláló hatást mutatott ki. Kimutatták, hogy az asztaxantin jelentősen elősegíti az antitestek termelődését az egér lépsejtekben a tímusz-függő antigénre (TD-Ag) adott válaszként, és javítja a T-specifikus antigénektől függő humorális immunválaszok lezárását.

Továbbá mind az asztaxantin, mind a karotinoidok jelentősen elősegítik az antitesttermelést TD-Ag stimulációra adott válaszként, és növelik az IgG és IgM szekretáló sejtek számát egy emberi vérsejteken végzett in vitro vizsgálatban, míg az asztaxantin kiegészítése a TD-Ag-ra adott válaszként részben helyreállította az antitesttermelést idős egerekben, hozzájárulva a humorális immunitás helyreállításához idős állatokban.

Chew és munkatársai a β-karotin, az asztaxantin és a zebrakagylósárga fogyasztásának egerek lépsejtfunkciójára gyakorolt hatásáról szóló vizsgálatának eredményei azt mutatták, hogy a β-karotin és az asztaxantin hatására egereknél jelentősen fokozódott a lépi limfociták működése a szervezet immunitásának fokozása érdekében.

Ezenkívül az asztaxantin fokozza a humán immunglobulin termelését, valamint az interleukin-1 és a tumor nekrózis faktor felszabadításának képességét egerekben, ami erősebb, mint a β-karotin és a keratin. Az asztaxantin tehát erős sejtosztódást indukáló aktivitással rendelkezik, és fontos immunmoduláló hatással bír.

2.4 Vérnyomáscsökkentő
Hussein és munkatársai [27] az asztaxantin vérnyomáscsökkentő hatását vizsgálták spontán hipertóniás patkányokban (SHR), és az eredmények azt mutatták, hogy az asztaxantin 14 napig tartó folyamatos etetése az artériás vérnyomás jelentős csökkenését eredményezte az SHR-ben; az asztaxantin (50 mg-kg-1) 5 héten át történő folyamatos etetése stroke-ra hajlamos SHR-ben a vérnyomás jelentős csökkenését eredményezte, és késleltette a stroke kialakulását is az SHR-ben.

Ami az asztaxantin vérnyomáscsökkentő hatásának hatásmechanizmusát illeti, egyes tanulmányok kimutatták, hogy az asztaxantin képes szabályozni a vér reológiáját, beleértve a szimpatoadrenerg receptor útvonalat, biztosítani az α-adrenerg receptor érzékenységének normalizálását, valamint mérsékelni az Ang II és a reaktív oxigénfajok által kiváltott érszűkületet, ami az érrendszeri feszültség állapotának helyreállítását és a vérnyomáscsökkentő hatás elérését jelenti.

Harry és munkatársai kísérleteket végeztek Juk zsírsavas patkányokkal (ZFR) mint modellel, bizonyítva, hogy az asztaxantin képes ellenállni a magas vérnyomásnak és csökkenteni a renin-angiotenzin rendszer (RAS) aktivitását.

2.5 A szív- és érrendszeri betegségek megelőzése
Klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) oxidációja az ateroszklerózis egyik fontos oka, és minél magasabb az LDL koncentrációja az emberi szervezetben, párosulva a vérlemezkék lerakódásával, amely vékonyabbá teszi az ereket és akadályozza a véráramlás sebességét, annál nagyobb az ateroszklerózis kockázata a szervezetben [30].

Normális esetben az LDL nem oxidált állapotban létezik, az oxidált alacsony sűrűségű lipoprotein (ox-LDL) a sejteket habsejtekké és lipidcsíkokká alakítja, és a gyulladt érfalban a habsejtek jelenléte fokozott oxidatív kapacitáshoz, perifériás simaizomsejt-proliferációhoz és artériaszűkülethez vezet.

Az epidemiológiai és klinikai adatok arra utalnak, hogy az étrendi antioxidánsok megelőzik a szív- és érrendszeri betegségeket. Ez az egyik fontos oka annak, hogy az asztaxantin hatékony az érelmeszesedés megelőzésében. Ezenkívül az asztaxantin csökkenti a makrofágok beszivárgását az artériás plakkokba, megakadályozza az ateroszklerotikus anyag képződését, és stabilizáló hatással van a plakkokra.

Murillo et al. a vizsgálat során megállapította, hogy az asztaxantin a szervezetben jelentősen növeli a HDL-t, csökkenti az LDL hatékonyságát. Ezért az astaxanthin szerepe a szív- és érrendszeri betegségek, például az ateroszklerózis, a koszorúér-betegség és az ischaemiás agykárosodás megelőzésében van.

2.6 Anti-ultraviola sugárzás
Tanulmányok kimutatták, hogy az erős fénynek, különösen az ultraibolya fénynek kitett bőr és más szövetek a sejtmembránok és szövetek egyatomos oxigén és szabad gyökök termeléséhez vezethetnek, így a szervezet oxidatív károsodásnak van kitéve.

Ezek a károk hatékonyan csökkenthetők, ha a szervezet elegendő antioxidánst, például a β-karotin által képviselt karotinoidokat fogyaszt az élelmiszerekből. A karotinoidok a természetben fontos szerepet játszanak a szövetek UV-oxidáció elleni védelmében.

Az asztaxantin viszont az UV-sugárzás okozta károsodást hatékonyabban akadályozza meg, mint a béta-karotin, a lutein stb. Másrészt az asztaxantin különleges hatással van a glutamin transzglutamináz enzimre (transzglutamináz), amely képes a putreszcin fogyasztására, amikor a bőr fénynek van kitéve, annak érdekében, hogy megakadályozza a putreszcin felhalmozódását.

Japánban az asztaxantint bőrvédelmi céllal tesztelték, és az eredmények azt mutatták, hogy az asztaxantin jelentősen javította a bőr feszességét, nedvességtartalmát, tónusát, rugalmasságát és simaságát. Ezért az astaxanthin potenciális UV sugárzás elleni védekező anyagként használható, a sejtmembránok és a mitokondriális membránok oxidatív károsodástól való védelmére, a bőr fénykorának megelőzésére, és a bőr egészségének megőrzésére fontos szerepet játszik.

Kép
Alkalmazás funkcionális élelmiszerekben

Számos hazai és külföldi tanulmány kimutatta, hogy az asztaxantin hatékonyan eltávolítja az izomsejtekben a testmozgás által generált szabad gyököket, erősíti az oxigénigényes anyagcserét, jelentős fáradtság elleni és lassú öregedést elősegítő hatással; jelentősen javíthatja az emberi immunitást; az egyetlen karotinoid, amely képes áthaladni a vér-agy gáton, a szem antioxidáns védelmének előnyével, számos fontos és egyedülálló egészségügyi funkcióval. Az új funkcionális élelmiszer-adalékanyagok, mint élelmiszer-színezékek, antioxidánsok stb. minőségének javítása és az élelmiszerek érzékelésének javítása érdekében is felhasználható.

3.1 Alkalmazás az öregedésgátló funkcionális élelmiszerekben
A szervezet öregedését elsősorban a mitokondriumokban a láncoxidációs reakcióban keletkező nagyszámú szabad gyök okozza, ha nem tisztítják meg időben, az mitokondriumok oxidatív károsodásához vezet, ami felgyorsítja a szervezet sejtjeinek öregedését. Az astaxanthin erős antioxidáns aktivitással rendelkezik, hatékonyan képes az oxigén szabadgyökök elszívására, hatékonysága több mint 100-szorosa a VE-nek.

Az astaxantin nemcsak erős antioxidáns kapacitást tart fenn, hanem lassítja az életkorral összefüggő funkcionális hanyatlást és segít ellenállni az öregedésnek. Ezért az asztaxantin hozzáadása a funkcionális élelmiszerekhez segít megelőzni egy sor, a szervek öregedése által okozott betegséget, és javítja az emberek egészségét.

Jelenleg a külföldi országok astaxanthin anti-aging funkcionális élelmiszer kutatás és fejlesztés, mint például az Egyesült Államok Cyanotech cég indított Derma Astin (Derma) természetes astaxanthin kapszula.

Ezenkívül az astaxanthin és a szépségtényező kombinációja az anti-aging szépségápolás és a kozmetikumok használatával fokozza az anti-aging hatást. A felmérés szerint 90% a nemzetközi első vonalbeli kozmetikai márkák asztaxantint tartalmazó szépségápolási élelmiszert, például a Shiseido "élő arc G + C" -jét.

3.2 Alkalmazás az élelmiszerekben az immunrendszer működésének fokozására
Az asztaxantin jelentősen elősegítheti a lépsejtek antitestek termelésére való képességét antigének jelenlétében, és fokozhatja az emberi szervezetben a T-sejtek által stimulált vérsejtek immunglobulin termelését.

Az astaxantin fokozza a specifikus humorális immunválaszt is az antigén invázió kezdeti szakaszában. Az asztaxantin optimális citokinézist indukáló aktivitással rendelkezik, amely fokozza az immunglobulinok termelődését a szervezetben, ami fontos immunmoduláló szerepet tölt be." Goswami és munkatársai megállapították, hogy az asztaxantin immunmodulátorként nagy hasznára lehet.

Ezért az astaxanthin alkalmazása a szervezet immunrendszerének erősítésére az astaxanthin fejlesztésének fontos iránya. Japán számos asztaxantin terméket, például a Fancl márkájú "astaxanthin 30 nap" és más immunerősítő táplálkozási termékeket hozott forgalomba.

Japán Suntory cég alkalmazása astaxanthin és más funkcionális kivonatok a módszer, a termelés a különböző funkcionális szerepe magasabb új termékek. Mint például az asztaxantin és más karotinoidok csoportja, annak érdekében, hogy erősítse az immunitást.

3.3 Az élelmiszeripari alkalmazások szemvédelmi funkciójában
A legfontosabb látáskárosodást, sőt vakságot okozó betegségek az időskori makuladegeneráció (AMD) és az időskori szürkehályog, amelyek mindkettő a szemen belüli fotooxidációs folyamathoz kapcsolódik. Az emberi retina több többszörösen telítetlen zsírsavat és magas oxigénkoncentrációt tartalmaz, mint bármely más szövet, és amikor nagy energiájú kék fény éri a retinát, a fotooxidáció során keletkező mono-lineáris oxigén és az oxigéngyökök peroxidatív károsodást okoznak a retinában. Peroxidatív károsodás.

Az emberekben és más állatokban a szem egészségéhez nélkülözhetetlen táplálékkal bevitt karotinoidok elfojtják ezeket a károsító reaktív oxigénfajokat, és segítenek a retinának ellenállni az oxidatív károsodásnak. Tanulmányok kimutatták, hogy az asztaxantin képes átjutni a vér-agy gáton, és hatékonyan megakadályozni a retina oxidációját és a fotoreceptorsejtek károsodását, ami arra utal, hogy az asztaxantin hatékony az "időskori makuladegeneráció" megelőzésében és kezelésében, valamint a retina működésének javításában.

Ezért az astaxanthin a látás védelmére, a szem egészségének fenntartására alkalmazott funkcionális élelmiszer a jelenlegi hazai és külföldi kutatási forró témák. Mint például Japán astaxanthin és áfonya kivonat csoport, annak érdekében, hogy erősítse a látásvédelem hatását; az Egyesült Államok kifejlesztett egy természetes astaxanthin kapszula és más termékek jött ki, szentelt a látás védelmére, hogy javítsa az öregedő retina makula degeneráció.

3.4 Alkalmazás funkcionális élelmiszer-adalékanyagokban
Az élelmiszeriparban az asztaxantin nemcsak immunerősítőként, öregedésgátlóként és egyéb funkcionális összetevőként használható az élelmiszerekhez, hanem hatékonyan képes szerepet játszani a frissesség, szín, íz, minőség stb. megőrzésében, mint élelmiszer-színezék, antioxidáns és így tovább. Az élelmiszerek eredeti tápanyagainak megőrzésére használják a veszteség károsodása nélkül, vagy javítják az érzékszervi tulajdonságokat, növelik az élelmiszerek vonzerejét a fogyasztók számára.

Az astaxantin egy zsírban oldódó pigment, amely ragyogó vörös színű, természetes és valósághű, erős pigment lerakódási képességgel, erős színezőerővel, biztonságos és nem mérgező, alacsony dózisú, nincs sajátos szaga és jó íze. Számos egészségügyi termék színezésére, valamint a tabletták és kapszulák cukorbevonatának színezésére használható. Közvetlenül felhasználható élelmiszerekben is, például étkezési zsírokban és olajokban, margarinban, fagylaltban, cukorkákban, süteményekben, tésztákban, fűszerekben stb. Különösen a több lipidet tartalmazó élelmiszerek, amelyek jó színező hatással és figyelemre méltó tartósító hatással rendelkeznek. Használható italok színezésére is, különösen a VC-t tartalmazó gyümölcslevekhez a legalkalmasabb.

Japánban az asztaxantin funkcionális élelmiszer-adalékanyagként való felhasználása egyre gyakoribb, az asztaxantint tartalmazó vörös olajat széles körben használják zöldségekben, tengeri algákban és gyümölcsökben pácban, italokban, tésztákban, fűszerező színezékekben és így tovább.

Képek
Következtetés és kilátások

Számos hazai és külföldi tanulmány bizonyította, hogy az asztaxantin potenciálisan különleges egészségügyi hatásokkal rendelkezik az emberi szervezetben, így az asztaxantin egyre népszerűbbé válik. Jelenleg az asztaxantin fő forrásai közé tartozik a kémiai szintézis és a természetes kivonás.

Kémiailag szintetizált asztaxantin és a természetes asztaxantin a szerkezet, a természet, az alkalmazás és a biztonság néhány különbség, a stabilitás, antioxidáns, színező és egyéb fontos tulajdonságai jelentősen alacsonyabbak, mint a természetes asztaxantin, természetes asztaxantin hatékony kivonása és előállítása asztaxantin középpontjában a fejlesztés asztaxantin a jövőben, különösen az élesztő, algák és más mikroorganizmusok ipari fermentációs termelés asztaxantin, a termelési ciklus rövid, ígéretes.

Ezért a nagy hozamú törzsek szűrése, a fermentációs folyamat javítása, a génjavító technológia megfelelő időben történő bevezetése, a hozam növelése és a költségek csökkentése nagyban elősegíti az asztaxantin további fejlesztését és alkalmazását.

Astaxanthin területén a funkcionális élelmiszerek alkalmazások, a külföldi országok elsősorban a hatékonyságát, hogy erősítse az immunrendszer, rákellenes, anti-aging, retina védelem, gyulladáscsökkentő, oxidatív károsodás megelőzése a vér alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin (LDL-C), kutatás és fejlesztés a termelés számos egészségügyi ellátás táplálkozási élelmiszerek tartalmazó astaxanthin, étrend-kiegészítők és így tovább.

Kína pedig még mindig az elsődleges szakaszban van. Az astaxanthin funkcionális tulajdonságainak alapos tanulmányozásával, a gyártási technológia tökéletes javításával, miközben a hagyományos "gyógyszer és élelmiszer" koncepciónk kombinálásával, az astaxanthin funkcionális táplálkozási élelmiszerek fejlesztésének felhasználása kiváló kilátásokkal rendelkezik a messzemenő fejlődési jelentőségű alkalmazásához.