Астаксантин (Astaxanthin), также известный как астаксантин, астаксантин, панцирь креветок и крабов, устрицы, лосось и некоторые водоросли содержат каротиноидные производные кислорода, может эффективно гасить реактивные виды кислорода, имеет высокую пищевую и медицинскую ценность.

Еще в тридцатых годах двадцатого века исследователи из панциря креветок и крабов выделили астаксантин, но его физиологические функции до восьмидесятых годов двадцатого века привлекали широкое внимание, а экспериментальные исследования на животных и клинические исследования показали, что астаксантин обладает мощным антиоксидантным, противораковым и противораковым действием, ингибированием рака, повышением иммунитета, профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний и другими оздоровительными функциями, имеющими широкие перспективы применения.

Физико-химические свойства астаксантина

Кристаллический астаксантин имеет розовый цвет, температура плавления 215 ℃ ~ 216 ℃, нерастворим в воде, с жирорастворимыми, растворим в хлороформе, ацетоне, бензоле и других органических растворителях. Астаксантин молекулярной структуры сопряженной цепи двойной связи и его конце ненасыщенных кетоновых групп и гидроксила, имеет более активный электронный эффект, может привлечь свободные радикалы неспаренных электронов или предоставить электроны свободных радикалов, так как для сжигания свободных радикалов, имеет сильный антиоксидантный эффект.

Структура также позволяет ему легко взаимодействовать со светом, теплом, оксидами, структурными изменениями при деградации астаксантина. Было обнаружено, что видимый свет на астаксантин имеет небольшое влияние, а ультрафиолетовый свет на астаксантин имеет большой разрушительный эффект; 70 ℃ ниже, температура астаксантина имеет небольшое влияние, 70 ℃ или более, астаксантин начал разрушаться под воздействием тепла; в диапазоне pH4 ~ 11, pH на астаксантин имеет очень небольшое влияние, pH 13 астаксантин начал деградировать; Ca2 ＋, Mg2 ＋, K ＋, Na ＋, Zn2 + и другие ионы металлов на астаксантин в основном не имеют никакого эффекта, Fe2 +, Fe3 +, Cu2 + на астаксантин имеет очевидный разрушительный эффект, из которых Fe3 + имеет наибольшее влияние.

Астаксантин преимущественно в свободном состоянии и в этерифицированной форме. Свободный астаксантин крайне нестабилен, легко окисляется, обычно химически синтезируется астаксантин в свободной форме. Этерифицированный астаксантин благодаря структуре терминального кольца астаксантина каждый имеет гидроксильную группу легко образует эфиры с жирными кислотами и стабилен, кожа водных животных и оболочка астаксантина, красные водоросли, красные дрожжи астаксантина находятся в основном в этерифицированном состоянии, этерифицированный астаксантин в соответствии с его комбинацией жирных кислот делятся на моно-эфиры астаксантина и диэфиры астаксантина. При этерификации астаксантина его гидрофобность повышается, двойной эфир липофильнее моноэфира; в то же время в этерифицированном состоянии астаксантин образует комплексы с белками, что приводит к появлению различных цветов.

Функциональные свойства астаксантина

В последние годы, когда важные физиологические функции астаксантина и большая экономическая ценность постепенно признаются, отечественные и зарубежные исследования функциональных свойств астаксантина увеличиваются, особенно в области антиоксидантных, противораковых и противораковых свойств, повышения иммунитета, борьбы с гипертонией, профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, борьбы с ультрафиолетовым излучением и так далее.

2.1 Антиоксидант
Астаксантин - это антиоксидант с разрывом цепи, обладающий чрезвычайно сильным антиоксидантным действием. Организм может производить небольшое количество свободных радикалов кислорода во время нормальной жизнедеятельности, такой как перенос электронов в дыхательной цепи и окисление других веществ в организме, и большое количество свободных радикалов кислорода будет производиться при стимуляции химическими реагентами и ультрафиолетовым излучением.

Эти свободные радикалы могут вызывать перекисное окисление липидов на биологической мембране, окисление аминокислот, разрушение белков и повреждение ДНК, а также заставлять ненасыщенные жирные кислоты вступать в цепную реакцию на клеточной мембране, тем самым влияя на состав клетки. Астаксантин может не только гасить однолинейный кислород, напрямую сжигая кислородные радикалы, но и блокировать цепную реакцию жирных кислот.

Было установлено, что способность нескольких каротиноидов гасить молекулярный кислород располагается в следующем порядке: астаксантин > α-каротин > β-каротин > рододендрон > зеаксантин > лютеин > билирубин > билирубин, Ли и др. обнаружили, что тушащий эффект 5 каротиноидов и их производных, а именно лютеина, зеаксантина, ликопина, изоксантина и астаксантина, которые имеют разное количество сопряженных двойных связей, был обнаружен для тушения реактивных видов кислорода во время фотохимического окисления соевого масла, и эффект тушения реактивных видов кислорода также был показан таким же, как у лютеина и зеаксантина. Было обнаружено, что способность гасить реактивные виды кислорода возрастает с увеличением количества сопряженных двойных связей, а астаксантин обладает наиболее сильным гасящим действием.

Некоторые исследователи также применяли метод тиобарбитуровой кислоты для определения ED50 (см. табл. 1) для полуэффективной дозы поглощения свободных радикалов каротиноидами и их производными и α-токоферолом (VE) для каждого испытуемого, используя гемовые белки, содержащие ионы железа, в качестве генераторов свободных радикалов и линолевую кислоту в качестве акцептора, и аналогичным образом обнаружили, что астаксантин обладает самой сильной способностью поглощения радикалов.

В последние годы ведутся исследования, доказывающие, что антиоксидантное действие астаксантина более чем в 100 раз сильнее, чем α-токоферола, и получило название "супер VE". В то же время астаксантин может эффективно предотвращать перекисное окисление фосфолипидов и других липидов. Кроме того, астаксантин может также повышать активность антиоксидантных ферментов и экспрессию белков, различные дозы астаксантина приводят к тому, что в клетках животных значительно повышается экспрессия пероксидазы и супероксиддисмутазы, а также значительно улучшается их биологическая активность.

2.2 Противораковые
Исследование связи между потреблением каротиноидов с пищей и заболеваемостью или смертностью от рака выявило значительную отрицательную корреляцию между заболеваемостью или смертностью от рака и потреблением каротиноидов [14]. Нишино [15] сравнил антиканцерогенную активность различных каротиноидов и пришел к выводу, что астаксантин обладает самым сильным антиканцерогенным эффектом.

Savoure et al. показали, что противоопухолевый эффект астаксантина заключается в ингибировании пролиферации опухолей. В настоящее время исследования показали, что клеточная коммуникация Gap Junction играет важную роль в регуляции нормальной пролиферации и дифференцировки клеток и стабильности самих тканей, а ингибирование или разрушение ее функции является важным механизмом на стадии про-рака.

Противораковый эффект астаксантина тесно связан с его способностью индуцировать связь между клетками (Gap Junction Communication), которая позволяет изолировать раковые клетки и уменьшить связь между ними, усиливая связь между нормальными клетками, чтобы контролировать их рост и предотвращать трансформацию опухоли.

Большое количество исследований в стране и за рубежом показали, что астаксантин оказывает значительное ингибирующее или профилактическое действие на различные виды рака, например, Tanaka et al. наблюдали в экспериментах на животных, что астаксантин оказывает профилактическое действие на рак полости рта и мочевого пузыря; Gradelet et al. показали, что астаксантин оказывает значительное влияние на ингибирование гепатоцеллюлярной карциномы; также было показано, что астаксантин предотвращает рост и развитие фибробластов человека (1BR-3), меланоцитов (HEMAc) и опухолей кишечника (HEMAc). (HEMAc) и клеток кишечника CaCo-2 от повреждения ДНК, вызванного ультрафиолетовым излучением, тем самым уменьшая возникновение рака кожи.

2.3 Повышение иммунитета
В исследовании Jyonouchi et al. по изучению иммуномодулирующего действия астаксантина и каротиноидов на лимфоциты мыши в системе культуры тканей in vitro было обнаружено, что астаксантин обладает сильным иммуномодулирующим эффектом. Было показано, что астаксантин значительно способствовал выработке антител в спленоцитах мыши в ответ на тимусзависимый антиген (TD-Ag) и улучшал заключение гуморального иммунного ответа, зависящего от Т-специфического антигена.

Также было обнаружено, что астаксантин и каротиноиды значительно повышают выработку антител в ответ на стимуляцию TD-Ag и увеличивают количество клеток, секретирующих IgG и IgM, в исследовании in vitro на клетках крови человека, а добавки с астаксантином частично восстанавливают выработку антител в ответ на TD-Ag у пожилых мышей, способствуя восстановлению гуморального иммунитета у пожилых животных.

Результаты исследования Chew et al. о влиянии приема β-каротина, астаксантина и желтой зебровой мидии на функцию спленоцитов у мышей показали, что β-каротин и астаксантин значительно повышают функцию селезеночных лимфоцитов у мышей для укрепления иммунитета организма.

Кроме того, астаксантин усиливает выработку иммуноглобулина человека, а также повышает способность мышей выделять интерлейкин-1 и фактор некроза опухоли, что сильнее, чем β-каротин и кератин. Таким образом, астаксантин обладает сильной активностью по индуцированию деления клеток и оказывает важное иммуномодулирующее действие.

2.4 Антигипертензивные средства
Hussein et al [27] исследовали антигипертензивный эффект астаксантина у спонтанно гипертензивных крыс (SHR), и результаты показали, что непрерывное кормление астаксантином в течение 14 дней привело к значительному снижению артериального давления у SHR; непрерывное кормление астаксантином (50 мг-кг-1) в течение 5 недель у SHR, склонных к инсульту, привело к значительному снижению артериального давления, а также отсрочило наступление инсульта у SHR.

Что касается механизма действия антигипертензивного эффекта астаксантина, некоторые исследования показали, что астаксантин может регулировать реологию крови, включая симпатоадренергический рецепторный путь, обеспечивать нормализацию чувствительности α-адренергических рецепторов, а также ослаблять вазоконстрикцию, индуцированную Ang II и реактивными видами кислорода, как средство восстановления состояния сосудистого напряжения для достижения антигипертензивного эффекта.

Гарри и др. провели эксперименты, используя в качестве модели крыс с жирной кислотой Джука (ZFR), и доказали, что астаксантин способен противостоять гипертонии и снижать активность ренин-ангиотензиновой системы (RAS).

2.5 Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний
Клинические исследования показали, что окисление липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) является важной причиной развития атеросклероза, и чем выше концентрация ЛПНП в организме человека, в сочетании с отложением тромбоцитов, которые делают сосуды тоньше и затрудняют скорость кровотока, тем выше риск развития атеросклероза в организме [30].

В норме ЛПНП существует в неокисленном состоянии, окисленный липопротеин низкой плотности (окс-ЛПНП) превращает клетки в пенистые клетки и формирует липидный рисунок, а наличие пенистых клеток в воспаленной стенке сосуда приводит к повышению окислительной способности, пролиферации периферических гладкомышечных клеток и сужению артерий.

Эпидемиологические и клинические данные свидетельствуют о том, что диетические антиоксиданты предотвращают сердечно-сосудистые заболевания. Это важная причина, по которой астаксантин эффективен в профилактике атеросклероза. Кроме того, астаксантин уменьшает инфильтрацию макрофагов в артериальных бляшках, предотвращая образование атеросклеротического материала и оказывая стабилизирующее действие на бляшки.

Мурильо и др. обнаружили, что астаксантин обладает эффектом значительного повышения уровня ЛПВП и снижения уровня ЛПНП в организме. Таким образом, астаксантин способен предотвратить сердечно-сосудистые заболевания, такие как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и ишемическое повреждение мозга.

2.6 Антиультрафиолетовое излучение
Исследования показали, что кожа и другие ткани, подвергающиеся воздействию яркого света, особенно ультрафиолетового, могут привести к тому, что клеточные мембраны и ткани начнут вырабатывать одноатомный кислород и свободные радикалы, вследствие чего организм подвергается окислительному повреждению.

Эти повреждения могут быть эффективно снижены, если организм потребляет достаточное количество антиоксидантов, таких как каротиноиды, представленные β-каротином, из пищи. Каротиноиды в природе играют важную роль в защите тканей от ультрафиолетового окисления.

Астаксантин же обладает свойством предотвращать повреждение кожи ультрафиолетовым излучением более эффективно, чем β-каротин, лютеин и т. д. С другой стороны, астаксантин оказывает особое влияние на фермент глутамин-трансглутаминазу (трансглутаминазу), который способен расходовать путресцин, когда кожа подвергается воздействию света, чтобы предотвратить накопление путресцина.

В Японии астаксантин для астаксантина соответствующий тест защиты кожи, результаты показывают, что астаксантин на кожу напряжение, влажность, тон, эластичность, гладкость и т.д., имеют очевидный эффект улучшения. Поэтому астаксантин можно использовать как потенциальное средство защиты от ультрафиолетового излучения, для защиты клеточных мембран и митохондриальных мембран от окислительного повреждения, для предотвращения фотостарения кожи, поддержания здоровья кожи играет важную роль.

Применение в функциональных продуктах питания

Большое количество исследований в стране и за рубежом показали, что астаксантин может эффективно удалять свободные радикалы, образующиеся при движении мышечных клеток, усиливать кислородопотребляющий обмен веществ, оказывая значительное противоусталостное и замедляющее старение действие; может значительно повысить иммунитет организма; является единственным каротиноидом, способным проходить через гематоэнцефалический барьер, обладает преимуществом антиоксидантной защиты глаз, имеет целый ряд важных и уникальных функциональных характеристик для сохранения здоровья. Он также может быть использован в качестве новых функциональных пищевых добавок, как пищевые красители, антиоксиданты и т.д., для повышения качества продуктов питания и улучшения восприятия пищи.

3.1 Применение в антивозрастных функциональных продуктах питания
Старение организма в основном вызвано большим количеством свободных радикалов, образующихся в ходе цепной реакции окисления в митохондриях, которые, если их вовремя не очистить, приведут к окислительному повреждению митохондрий, ускоряя старение клеток организма. Астаксантин обладает сильной антиоксидантной активностью и способен эффективно уничтожать свободные радикалы кислорода, причем эффективность его действия более чем в 100 раз превышает эффективность VE.

Астаксантин не только обладает мощным антиоксидантным потенциалом, но и замедляет возрастное снижение функций организма и помогает противостоять старению. Поэтому добавление астаксантина в функциональные продукты питания поможет предотвратить ряд заболеваний, вызванных старением органов, и улучшить здоровье людей.

В настоящее время в зарубежных странах ведутся исследования и разработки функциональных продуктов питания с астаксантином против старения, например, американская компания Cyanotech выпустила капсулы натурального астаксантина Derma Astin (Дерма).

Кроме того, астаксантин и фактор красоты сочетаются с производством антивозрастной косметики, а косметика с использованием, чтобы усилить ее антивозрастной эффект. По данным исследования, 90% международных косметических брендов первой линии выпустили косметические продукты, содержащие астаксантин, например, "Живое лицо G+C" от Shiseido.

3.2 Применение в продуктах питания для повышения иммунной функции
Астаксантин способен значительно повысить способность клеток селезенки вырабатывать антитела в присутствии антигенов, а также усилить выработку иммуноглобулина в клетках крови, стимулированных Т-клетками в организме человека.

Астаксантин также усиливает специфический гуморальный иммунный ответ на ранней стадии инвазии антигена. Астаксантин обладает оптимальной активностью, вызывающей деление клеток, что усиливает выработку иммуноглобулинов в организме и играет важную иммуномодулирующую роль.Goswami et al. обнаружили, что астаксантин может быть очень полезен в качестве иммуномодулятора.

Поэтому применение астаксантина для повышения иммунитета организма является важным направлением развития астаксантина. Япония выпустила целый ряд продуктов с астаксантином, таких как "Астаксантин 30 дней" от бренда Fancl и другие пищевые продукты для повышения иммунной функции.

Японская компания Suntory применяет астаксантин и другие функциональные экстракты с помощью метода, позволяющего производить разнообразные функциональные продукты, играющие более высокую роль. Такие как астаксантин и другие каротиноиды группы с, для того чтобы укрепить свой иммунитет.

3.3 В функции защиты глаз при использовании в пищевой промышленности
Основными заболеваниями, вызывающими повреждение зрения и даже слепоту, являются возрастная макулярная дегенерация (ВМД) и старческая катаракта. Оба заболевания связаны с процессом фотоокисления в глазу. В сетчатке глаза содержится больше полиненасыщенных жирных кислот и высокая концентрация кислорода, чем в других тканях, и при воздействии на сетчатку высокоэнергетического синего света моно-линейный кислород, образующийся в результате фотоокисления, и кислородные радикалы вызывают перекисное повреждение сетчатки. Перекисное повреждение.

В организме человека и других животных каротиноиды, необходимые для здоровья глаз, гасят эти разрушительные реактивные формы кислорода и помогают сетчатке противостоять окислительному повреждению. Исследования показали, что астаксантин способен преодолевать гематоэнцефалический барьер, эффективно предотвращая окисление сетчатки и повреждение фоторецепторных клеток, что позволяет предположить эффективность астаксантина в профилактике и лечении "возрастной макулярной дегенерации" и улучшении функции сетчатки.

Таким образом, астаксантин используется в защите зрения, поддержание здоровья глаз функциональные продукты питания является текущим отечественным и зарубежным исследованиям горячие темы. Такие как Япония будет астаксантин и экстракт черники группы с, для того, чтобы усилить эффект защиты зрения; Соединенные Штаты разработали натуральный астаксантин капсулы и другие продукты вышли, посвященные защите зрения, для улучшения старения сетчатки макулярной дегенерации.

3.4 Применение в функциональных пищевых добавках
В пищевой промышленности астаксантин может использоваться не только как усилитель иммунитета, антивозрастной агент и другие функциональные ингредиенты, добавляемые в пищу, но и способен играть эффективную роль в сохранении свежести, цвета, вкуса, качества и так далее, как пищевой краситель, антиоксидант и так далее. Используются для сохранения исходных питательных веществ пищи без разрушения потери или улучшения сенсорных свойств, повышения привлекательности пищи для потребителей.

Астаксантин - жирорастворимый пигмент ярко-красного цвета, натуральный и реалистичный, сильная способность к осаждению пигмента, сильная красящая способность, безопасный и нетоксичный, низкая дозировка, отсутствие запаха и хороший вкус. Он может использоваться для окрашивания многих продуктов здравоохранения, а также для окрашивания сахарной оболочки таблеток и капсул. Он также может быть непосредственно использован в пищевых продуктах, таких как пищевые жиры и масла, маргарин, мороженое, конфеты, выпечка, лапша, приправы и т.д. Особенно в продуктах, содержащих больше липидов, которые обладают как хорошим красящим эффектом, так и значительным консервирующим действием. Может также использоваться для окрашивания напитков, особенно для фруктовых соков, содержащих VC, является наиболее подходящим.

В Японии использование астаксантина в качестве функциональной пищевой добавки стало более распространенным, красное масло, содержащее астаксантин, широко используется в маринадах для овощей, морских водорослей и фруктов, в напитках, лапше, приправах и так далее.

Заключение и перспективы

Большое количество исследований в стране и за рубежом доказали, что астаксантин обладает потенциальным особым оздоровительным действием на организм человека, что делает астаксантин все более популярным. В настоящее время основными источниками астаксантина являются химический синтез и природная добыча.

Химически синтезированный астаксантин с натуральным астаксантином по структуре, природе, применению и безопасности имеет некоторые различия, его стабильность, антиоксидантные, красящие и другие важные свойства значительно ниже, чем у натурального астаксантина, натуральный астаксантин находится в центре внимания будущего развития астаксантина, особенно использование дрожжей, водорослей и других микроорганизмов для промышленного ферментационного производства астаксантина, цикл производства короткий, перспективный.

Поэтому отбор высокоурожайных штаммов, совершенствование процесса ферментации, своевременное внедрение технологии генетического улучшения, повышение урожайности, снижение затрат будут в значительной степени способствовать дальнейшему развитию и применению астаксантина.

Астаксантин в области функционального применения пищевых продуктов, зарубежные страны в основном расположены в его эффективности для укрепления иммунной, противораковой, антивозрастной, защиты сетчатки глаза, противовоспалительной, предотвращения окислительного повреждения холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL-C) в крови, исследования и разработки производства ряда медицинских питательных продуктов, содержащих астаксантин, диетических добавок и так далее.

А Китай все еще находится на начальной стадии. С углубленным изучением функциональных свойств астаксантина, совершенствованием технологии производства, сочетая при этом нашу традиционную концепцию "медицины и пищи", использование астаксантина для разработки функциональных питательных продуктов, будет иметь отличные перспективы применения и далеко идущее значение для развития.