Бета каротин, что это?

Бета-каротин является одним из наиболее распространенных каротиноидов в природе. Как Один из самых стабильных натуральных пигментов, он широко распространен в натуральных сезонных овощей и фруктов, таких как морковь, шпинат, брокколи, помидоры, манго, и звездные фрукты. Содержание бета-каротина в различных овощах и фруктах варьируется, и в целом, чем темнее цвет, тем богаче содержание. С тех пор как в 1830 - х годах ваксен-родер впервые извлек гравитационный каротин из моркови, было установлено, что он обладает сильным антиоксидатом, клеточным распространением и дифференциацией, регулированием межклеточных сигналов, влиянием генного выражения, усилением иммунной системы, противовоспалительными, противораковыми, сердечно-сосудистых заболеваний и антистарением.

Бета-каротин является относительно безопасной формой прекурсоров витамина а. существуют различия в метаболизме бета-каротина у различных животных. Некоторые исследования показали, что в кишечнике и других тканях различных животных имеются конкретные переносимые белки, которые строго регулируют поглощение и накопление бета-каротина. Метаболические пути различных видов все еще нуждаются в изучении. В последние годы по мере углубления исследований в области грау-каротина глобальный спрос на грау-каротин становится все более высоким. В настоящее время в 52 странах и регионах мира было одобрено использование грава-каротина в качестве кормовой добавки для всех животных. В этой статье в основном рассматриваются метаболические пути и биологическая деятельность грау-каротина и его применения с целью обеспечения основы для разработки и использования грау-каротина и здорового размножения животных.

1 физические и химические свойства грава-каротина

Грау-каротин (молекулярная формула C40H56) — оранжево-красный, тёмно-красный, блестящий ромбовый гексагедр, пластообразные микрокристаллы или кристаллический порошок с небольшим особым запахом. Он имеет температуру плавления 176-184°C, нерастворим в воде, пропиленгликоле и глицерине, незначительно растворим в этаноле, метаноле и эфире, растворим в хлороформе, гексане, углерода дисульфиде, ацетоне и бензоле, нестабилен в присутствии света и тепла, и легко окислен. Химическая структура грава-каротина состоит из четырех двухкомпонентных изопреновых связей, в основном все-транс, 9- СНГ, 13- СНГ и 15- СНГ. Существуют четыре структурные формулы: all-trans, 9-cis,cis и 15-cis. В структуре СНГ существует большое стерильное препятствие между атомами водорода, близкими к двойной связи, или между атомами водорода и метиловой группой, что делает структуру СНГ нестабильной. Таким образом, природный Грааль-каротин в основном присутствует во всей транснациональной структуре (рис. 1).

2. Метаболический путь между гравом и каротином

У людей и животных грау-каротин впитывается через диету и попадает в кишечник через жевание. Под действием кишечных ферментов, грава-каротин высвобождается из пищи, в основном в тонком кишечнике, и эмульсифицируется с эфирными веществами, чтобы сформировать chylomicrons, которые поглощаются тонкими слизистыми клетками кишечника через пассивное рассеивание. С кузовом и#39;s поглощение грава-каротина из пищи значительно варьируется, в основном в зависимости от содержания грава-каротина в пище, типа липидов, других каротиноидов и витамина а факторов, а также животных видов.

Как высоколипофильная неполярная молекула, грау-каротин в основном существует в виде протеинового комплекса. Шаги, связанные с поглощением грава-каротина из пищи эпителиальными клетками тонкой слизистой оболочки кишечника животных: (1) в желудке, действие пепсина и других пищеварительных ферментов высвобождение грава-каротина из протеинового комплекса; (2) в дуодене высвобождающийся грау-каротин образует chylomicrons с другими липидными веществами под эмульсирующим действием желчи. Chylomicrons входит в тонкую кишку, а затем поглощается тонкими слизистыми эпителиальными клетками кишечника; (3) после того, как грава-каротин-содержащие chylomicrons входят в небольшие желудочно-кишечные эпителиальные клетки, они в основном идут в три места. Первый заключается в Том, что грау-каротин преобразуется в грау-каротен -15,15- монооксигеназу (грау, грау-каротин -15,15- монооксигеназу, BCO β) и грау-каротен -9,10- диоксигеназу (грау, грау-каротин -9,10- диоксигеназу, BCO β) преобразуется в витамин а. второй заключается в Том, что грау-каротин возвращается в кишечник с возобновлением эпителиальных клеток слизистой оболочки, а затем выводится из организма; Третий заключается в Том, что печень-каротин попадает в кровообращение через воротную вену или лимфу и далее переносится в печень и другие целевые ткани, а некоторые из них могут быть преобразованы в витамин а в печени, хранятся или вовлечены в другие биологические функции организма.

3 биологические функции грава-каротина и его применения

3.1 прекурсор витамина а

Исследования показали, что многие каротеноиды имеют активность витамина а, при этом грау-каротин имеет самую высокую активность и, таким образом, становится важным источником витамина а в организме животных. Еще в 1930 - х годах, Steenkbock обнаружил, что β- каротин может иметь активность витамина а. Мур экспериментально доказал, что грау-каротин может быть преобразован в витамин а у животных и выполнять функцию витамина а. есть два способа, с помощью которых бета-каротин преобразуется в витамин а: (1) центральный выступ (симметричный выступ): бета-каротин преобразуется в две молекулы витамина а BCO β; (2) эксцентрическая щель (асимметричная щель): бета-каротин преобразуется в одну молекулу витамина а BCO Ⅱ. Исследования показали, что животные не могут синтезировать витамин а напрямую и могут получать его только из продуктов питания или источников витамина а. Когда организм не хватает витамина а, содержание BCO и активность увеличивается, и он может преобразовать антракт-каротин, хранящийся в печени, в витамин а. когда количество витамина а в организме достигает требуемого уровня, это преобразование немедленно прекратится, и не будет чрезмерного накопления витамина а. другими словами, животные имеют возможность поддерживать динамический баланс витамина а в организме, регулируя деятельность BCO.

3.2 антиоксидантная функция

В нормальных условиях организм находится в состоянии равновесия между окислением и противоокислением. Этот баланс поддерживается антиоксидантной системой защиты, которая разделена на энзиматические и неэнзиматические системы. В состав энзиматической системы входят сверхоксид дисмутазы (сод), каталаза (кошка), глутатион пероксидазы (гш-пх) и т.д., а в состав неэнзиматической системы входят пониженный глутатион (гш), витамин с, витамин е и некоторые естественные антиоксиданты. Реактивные виды кислорода (рос) в организме являются побочными продуктами, образующимися при нормальном метаболизме клеток. Низкие уровни роз играют жизненно важную роль как сигнализирующие молекулы во многих путях преобразователя сигналов в организме. Однако, когда организм подвергается неблагоприятным стимулам, производство рос увеличивается. С кузовом и#39; антиоксидантная система защиты не может удалить их вовремя, и это равновесие нарушается, что в свою очередь наносит ущерб организму.

Рос в основном включают сверхоксид анион (O2-), перекись водорода (H2O2), гидроксиловый радикал (OH-), озон (O3) и единый кислород (1O2). Бета-каротин содержит особую молекулярную структуру полиэнов, поэтому он имеет сильную способность свободного радикального захвата, может удалить рос, и значительно улучшить тело и#39;s антиоксидантный статус. Данные исследований показывают, что одна молекула грава-каротина может ингибировать 1000 молекул 1O2. В настоящее время грау-каротин реагирует с рос в основном тремя путями: первый — это механизм передачи электронов, второй — механизм передачи атома водорода, третий — реакция свободного радикального добавления. Некоторые ученые обнаружили, что - о, каротин может активировать nf-e2 - связанный фактор 2 (Nrf2)-кельч-как echs-ассоциированный белок 1 (Keap1)-антиоксидантный элемент реакции (ARE) сигнал путь к upregulate выражение антиоксидантных ферментов генов, тем самым повышая тело 's способность очищать свободные радикалы антиоксидантными ферзимами. Keap1 - антиоксидантный элемент реакции (антиоксидантный элемент реакции, ARE) сигнальный путь upregulates выражение антиоксидантных ферментов генов, тем самым повышая тело 's способность собирать свободные радикалы антиоксидантными ферментами.

Щубия обнаружил, что уровни гш-пх, кошки и сода в эритроцитах крови беременных свиноматок значительно повысились после внутримышечной инъекции грава-каротина на поздней стадии беременности. Салем обнаружил, что уровень GSH-Px значительно возрос, а содержание малодиалдегида (MDA) значительно сократилось после того, как мыши были дополнены грау-каротеном. Исследования показали, что добавление соответствующего количества бета-каротина в рацион молочных коров и крупного рогатого скота может значительно повысить уровни содержания GSH-Px, кошки и сода в сыворотке, при этом значительно снизив уровень MDA. Akcakaya et al. использовали перекись H2O2 для того, чтобы подвергнуть к562 клетки окислительному стрессовым тестированиям, и обнаружили, что побивной каротин не влияет на улучшение окислительного повреждения клеток, когда он обрабатывался одновременно с H2O2 или после лечения, но предварительная обработка побивным каротином значительно улучшила окислительное повреждение клеток, вызванное H2O2.

3.3 повышение иммунитета животных

Бета-каротин укрепляет тело и#39;s устойчивость к определенным болезням и улучшает здоровье животных путем повышения клеточной, юморальной и неспецифической иммунной реакции. Результаты исследований чжан сяоюйня и других показывают, что грау-каротин может значительно улучшить клеточной жизнеспособности макрофага RAW264.7 стимулируется липополисахаридом (LPS). Ма и др. пришли к выводу, что кормление мышей грау-каротин после введения циклофосфамиды (CTX) может улучшить повреждения иммунных органов, вызванные CTX и повысить уровни цитокины и иммуноглобулинов в сыворотке мышей. Дзи юбин и другие показали, что CTX), а затем дополнены грау-каротин может улучшить повреждения иммунных органов, вызванные CTX- индуцированное подавление иммунитета у мышей и повысить уровни цитокины и иммуноглобулинов в сыворотке мышей. Чжи юбин и др. показали, что добавление различных доз грава-каротина в рацион однодневных цыплят коричневого цвета может значительно увеличить содержание иммуноглобулина а (ига) в крови цыплят.

Тем временем, ло и др. нашли этоβ-caroteneМожет улучшить тело и#39; иммунная функция путем регулирования секреции гранулоцитемакрофага-колоний стимулирующего фактора (гм-цсу), интерлейкин -6 (ил -6), матрица металлопротеинов -9 (ГММ -9). Таким образом, повышение кузова и#39. Иммунная способность. Махо и др. обнаружили, что кормление японского черного рогатого скота бета-каротеном значительно увеличило содержание иммуноглобулина G (IgG) в молозиме. Лю хайян и др. добавили различные дозы бета-каротина в рацион 21- дневных цыплят коричневого цвета и обнаружили, что бета-каротин значительно улучшил индекс иммунных органов цыплят. Ли яньцян пришел к выводу, что добавление грава-каротина в кормовое питание беременных свиней может улучшить иммунную способность новорожденных свиней, повысить уровень здоровья и отнятого веса свиней, а также значительно снизить уровень смертности свиней от рождения до отнятия.

3.4 повышение репродуктивной способности животных

У животных бета-каротин может защитить матки, яичники и активные репродуктивные клетки от повреждений, вызванных окислительными реакциями, тем самым защищая важные клеточные органы репродуктивной системы и тем самым повышая плодородие животных и улучшая производительность. Бета-каротин может также стимулировать производство прогестерона и связан с синтезом эстрогена и прогестерона и повышает их активность.

В соответствующей литературе сообщается, что в производственной практике, после добавления грава-каротина в рацион молочных коров, частота сохранения после рождения после отела снизилась на 15%, частота мастита снизилась на 17%, а частота зачатия в течение 90 дней после отела увеличилась на 14%. Ма джифен и др. обнаружили, что добавление 100, 200 или 300 мг/кг грава-каротина в основной рацион молочных коров может улучшить их репродуктивную функцию и уменьшить количество соматических клеток в молоке по сравнению с контрольной группой без добавления грава-каротина.

Ли зиян добавил различные дозы грава-каротина (0, 200, 400 мг/голова · г) в молочную коровью диету. Результаты показали, что добавление 400 мг/головка · д грава-каротина к молочным коровам после отела может значительно сократить время спаривания, сократить время от первого тесла после отела до первого спаривания, сократить количество дней неразмножения, увеличить частоту зачатия в период жары, а также значительно сократить возникновение послеродовых репродуктивных заболеваний; Добавление грава-каротина в рацион имеет тенденцию к увеличению сыворотки прогестерона и значительно увеличить содержание лютеинизирующего гормона и эстрогена. Лю руйган и др. также показали, что добавление микроинкапсулированных грау-каротина в рацион свиноматок на поздних стадиях беременности значительно увеличило уровень эстрадиола сыворотки и прогестерона в свиноматках. Возможный механизм заключается в Том, что грау-каротин, как антиоксидант, играет важную роль в защите фолликулярных клеток и производстве стероидных гормонов в эндометрии. Ареллано-родригес и др. пришли к выводу, что кратковременная добавка грава-каротина может увеличить скорость овулкации коз и усилить синтез и секрецию прогестерона тканью тела лютея.

3.5 повышение качества продукции животноводства

Специальная сдвоенная структура облигацийМолекула грау-каротинаОпределяет свой собственный цвет через свойства поглощения света, а также имеет хорошие свойства окраски. Чжан хуэй и др. обнаружили, что добавление грава-каротина в бройлеры корма может улучшить цвет мяса и ног окраски бройлеров. Ли Junying и др. показали, что добавление грава-каротина в корн-соевой диеты значительно улучшило цвет яичного желтка. Ли сюн и др. также обнаружили, что добавление грава-каротина в рацион кур на пике производства яиц значительно улучшило цвет яичного желтка и улучшило качество яиц. Кроме того, грава-каротин оказывает значительное регулирующее воздействие на обмен жиров.

Джин и др. показали, что грау-каротин может препятствовать осаждению жиров крупного рогатого скота путем ингибирования синтеза жиров и повышения гидролиза жиров. Некоторые исследователи также показали, что питание слишком много β- каротин говядины крупного рогатого скота в период откорма значительно увеличивает желтый цвет их мяса и снижает сорт говядины, поэтому целесообразно дополнить соответствующее количество β- каротин говядины крупного рогатого скота в период откорма. Юань дежи и другие подтвердили в ходе экспериментов, что добавление исследований показало, что добавление 30 мг/кг бета-каротина в основной рацион откорма свиней может улучшить pH и цвет свинины после убоя и сократить производство более низкого мяса. Механизм может заключаться в Том, что бета-каротин уменьшает липидное окисление клеточных мембран и истощение внутриклеточной жидкости. Джин цин и др. добавляют 0, 600, 1200 и 1800 мг/д грава-каротина в основной рацион крупного рогатого скота и обнаружили, что добавление грава-каротина в рацион может значительно повысить уровень грава-каротина в печени крупного рогатого скота, и скорость убой и скорость чистого мяса значительно увеличить с увеличением количества добавляемого. У хунджу и ся юн' исследования s показали, что добавление грава-каротина в рацион молочных коров может значительно улучшить качество молока.

3.6 противовоспалительная функция

Li et al. показали, что β-carotene может ингибировать ядерный фактор κB (ядерный фактор κ-B, NF-κB), Janus kinase 2 (JAK2)/signal преобразователь и активатор транскрипции (STAT3) и c-Jun N-terminal kinase (JNK)/p38 митоген-активируемый протеин kinase (MAPK), сигнализирующий о Том, что пути уменьшения вызываемого ЛПГ воспаления. Чо и др. обнаружили, что β-carotene JNK /p38 митоген-активированный белок киназа (MAPK) сигнализирующий путь к сокращению вызываемого ЛПГ воспаления. Чо и др. обнаружили, что гравитационный каротин подавляет окислительное воспаление, вызванное стрессом, путем ингибирования провоспалительного моноцитного хемоатлагентного белка -1 (MCP-1) и регулирования экспрессии и секреции активированных т-клеток, а также путем усиления адипонектина в адипоцитах. Дозировка-каротин эпителиальных клеток свинины (MCP-1) и регулирование экспрессии и выделения активированных т-клеток, а также повышение адипонектина в адипоцитах для ингибирования воспаления, вызванного окислительным стрессом. Предварительная обработка эпителиальных клеток свинины jejunal (IPEC-J2) с помощью грава-каротина может уменьшить вызываемые ЛПС воспалительные повреждения IPEC-J2.

Исследования показали, что грань-каротин может препятствовать экспрессии и посредничеству в отношении провоспалительных цитокиновых генов, а также ингибировать индуцируемые СПЗ воспалительные реакции, препятствуя деградации ингибитора NF- β B (ингибитор NF-κB, IκB) и тем самым препятствуя активации NF-κB. Бета-каротин может уменьшить воспалительные повреждения кишечника, вызванные отлучением, способствовать росту отлученных поросят, а также улучшить морфологию кишечника. Возможный механизм заключается в Том, что граван-каротин снимает воспалительные повреждения кишечника у свиней путем снижения уровня NF- β B, белка в воспалительных сигнальных путей. Помимо ингибирования NF-κB пути, β- каротин может также облегчить воспаление путем ингибирования активатора белка -1 (AP-1) и MAPKs сигнальные пути. Исследования показали, что бета-каротин может предотвращать и смягчать воспаление и его осложнения путем ингибирования провоспалительных факторов и регулирования экспрессии и секреции обычных т-клеток, а также путем ингибирования активации транскрипционных факторов.

3.7 прочие функции

Исследования показали, что грава-каротин может улучшить связь между клетками, уменьшить повреждения кишечника, вызванные внешним стрессом, и тем самым замедлить или уменьшить возникновение заболеваний. Исследования показали, что предварительная обработка грава-каротина может значительно повысить жизнеспособность и трансмембранную устойчивость клеток ипс-j2, находящихся под напряжением ЛПС, уменьшить остроту фазовой реакции, вызываемой высокими дозами диметилнитрозамина. Двуокись титана размером с нано вызывает повреждения зародышевых клеток яичек мышей, значительно увеличивая высоту двенадцатиперстника и сеюнума вилли у коричневых кур-несушек. В то же время, грау-каротин является апоптозом раковых клеток и не оказывает негативного воздействия на нормальные клетки. Парк и др. обнаружили, что грау-каротин может вызывать апоптоз в раковых клетках желудка. Чжоу тонг и др. обнаружили, что β- каротин может уменьшить ущерб обучению и памяти, вызванные обструктивным синдромом апноэ сна, и предположили, что механизм должен подавить каспез -3, который тесно связан с экспрессией фосфорилированного тау (р-тау) белка.

4. Резюме

Подводя итоги, можно сказать, что исследования по грау-каротене имеют почти 200 - летнюю историю. Она играет неоспоримую роль в животноводстве и заложила определенную основу для экологичного, эффективного и здорового развития животноводческой отрасли. С одной стороны, природный Грааль-каротин (с несколькими изомерами сосуществующих) является относительно дорогим, и химически синтезированный Грааль-каротин (все транс) имеет определенные токсичные побочные эффекты на организм при определенных условиях; Кроме того, большой спрос на природный аротин-каротин в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности в некоторой степени препятствует его широкому использованию в животноводстве. Поэтому необходима дальнейшая разведка для промышленного производства изомеров грава-каротина. С другой стороны, из-за различий в метаболизме и усвоении грава-каротина различными животными, соответствующее количество, которое должно быть добавлено в животноводстве и конкретные биологические функции и метаболические механизмы еще не полностью поняты и все еще требуют дальнейшего углубленного изучения.