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.

Beta-carotene is a relatively safe precursor form of vitamin A. There are differences in the metabolism of beta-carotene in different animals. Some studies have shown that there are specific carrier proteins in the intestines and other tissues of different animals that strictly regulate the absorption and accumulation of beta-carotene. The metabolic pathways of different species still need to be explored. In recent years, as research on β-carotene has continued to deepen, the global demand for β-carotene has become increasingly high. Currently, β-carotene has been approved for use as a Добавка для кормаДля всех животных в 52 странах и регионах мира. 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.

As a highly lipophilic non-polar molecule, β-carotene mainly exists in the form of a protein complex. The steps involved in the absorption of β-carotene from food by the epithelial cells of the small intestine mucosa of animals are: (1) In the stomach, the action of pepsin and other digestive enzymes releases β-carotene from the protein complex; (2) In the duodenum, the released β-carotene forms chylomicrons with other lipid substances under the emulsifying action of bile. The chylomicrons enter the small intestine and is then absorbed by the small intestinal mucosal epithelial cells; (3) After the β-carotene-containing chylomicrons enter the small intestinal mucosal epithelial cells, they mainly go to three places. One is that β-carotene is converted into β-carotene-15,15-monooxygenase (β,β-carotene 15,15-monooxygenase, BCO Ⅰ) and β-carotene-9,10-dioxygenase (β, β-carotene 9,10-dioxygenase, BCO Ⅱ) is converted into vitamin A. The second is that β-carotene re-enters the intestine with the renewal of mucosal epithelial cells, and then excreted from the body; the third is that β-carotene enters the blood circulation through the portal vein or lymph and is further transported to the liver and other target tissues, and some of it can be converted into vitamin A in the liver, stored or involved in other biological functions of the body.

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. Ферментативная система включает в себя супероксид дисмутазу (сод), каталазу (кошка), глутатион пероксидазу (гш-пх) и т.д., а неферментативная система включаетУменьшенный глутатион (гш), витамин с, витамин е и некоторые природные 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 β-carotene 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.

Szczubia found that the levels of GSH-Px, CAT and SOD in the blood erythrocytes of pregnant sows were significantly elevated after intramuscular injection of β-carotene in the late stage of pregnancy. Salem found that the level of GSH-Px was significantly increased and the content of malondialdehyde (MDA) was significantly reduced after mice were Дополнено грау-каротин- да. 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.

Между тем, ло и др. обнаружили, что β- каротин может 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.

Relevant literature reports that in production practice, after adding β-carotene to the diet of dairy cows, the incidence of retained afterbirth after calving decreased by 15%, the incidence of mastitis decreased by 17%, and the conception rate within 90 days after calving increased by 14%. Ma Jifeng et al. found that adding 100, 200, or 300 mg/kg β-carotene to the basic diet of dairy cows can improve their reproductive performance and reduce the somatic cell count in milk compared to the control group without added β-carotene.

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

The special conjugated double bond structure in the β-carotene molecule determines its own color through its light absorption properties, and it also has good coloring properties. Zhang Hui et al. found that adding β-carotene to broiler feed can improve the meat color and leg coloring of broilers. Li Junying et al. showed that adding β-carotene to a corn-soybean meal diet significantly improved the color of the egg yolk. Li Xiong et al. also found that adding β-carotene to the diet of hens at peak egg production significantly improved the color of the egg yolk and improved egg quality. In addition, β-carotene has a significant regulatory effect on fat metabolism.

Jin et al. showed that β-carotene can inhibit fat deposition in beef cattle by inhibiting fat synthesis and enhancing fat hydrolysis. Some researchers have also shown that feeding too much β-carotene to beef cattle during the fattening period significantly increases the yellowish color of their meat and reduces the grade of the beef, so it is advisable to supplement an appropriate amount of β-carotene to beef cattle during the fattening period. Yuan Dezhi et al. confirmed through experiments that adding Research has shown that adding 30 mg/kg of beta-carotene to the basic diet of fattening pigs can improve the pH and color of the pork after slaughter and reduce the production of inferior meat. The mechanism may be that beta-carotene reduces lipid oxidation of cell membranes and reduces the exudation of intracellular fluid. Jin Qing et al. added 0, 600, 1200, and 1800 mg/d of β-carotene to the basic diet of beef cattle and found that the addition of β-carotene to the diet can significantly increase the β-carotene level in the liver of beef cattle, and the slaughter rate and net meat rate increase significantly with the increase of the amount added. Wu Hongjiu and Xia Yun' 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,natural β-carotene (with multiple isomers coexisting) is relatively expensive, and chemically synthesized β-carotene (all trans) has certain toxic side effects on the body under certain conditions; in addition, the large demand for natural β-carotene in the food, cosmetics, and pharmaceutical industries has hindered its widespread use in animal husbandry to some extent. Therefore, further exploration is needed for the industrial production of β-carotene isomers. On the other hand, due to the differences in the metabolism and absorption of β-carotene by different animals, the appropriate amount to be added in animal production and the specific biological functions and metabolic mechanisms are not yet fully understood and still require further in-depth exploration.