Хлорофилл, что он делает?

Хлорофилл является естественным зеленым пигментомВстречается в растениях и водорослях. Доказано, что он имеет сильные антиоксидантные, антибактериальные, антиканцерологические и антивирусные эффекты. Хлорофилл используется в качестве естественного и здорового красителя и широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности. Некоторые сельскохозяйственные побочные продукты содержат большое количество хлорофилла. Когда эти побочные продукты не используются в полной мере, они удаляются в качестве отходов, что приводит к загрязнению окружающей среды. В качестве примера можно привести навоз шелкопряда, листья и листья растительного происхождения. Если биоактивные вещества можно извлечь из этих побочных продуктов и использовать в функциональных продуктах питания, которые способствуют укреплению здоровья, это повысит ценность побочных продуктов сельского хозяйства и будет способствовать дальнейшему увеличению экономических, экологических и социальных выгод.

В настоящем исследовании проводится обзор нынешнего прогресса в области исследований хлорофилла и его потенциального применения с точки зрения методов экстракции, антиоксидантных свойств и противовоспалительной деятельности с целью обеспечения основы для фундаментальных исследований и разработки методов применения хлорофилла в пищевой и фармацевтической промышленности.

1 методы экстракции хлорофилла

В качестве одного изНатуральный ингредиент пигментаЭто привлекло значительное внимание, технология переработки может оказать значительное воздействие на содержание и применение хлорофилла, тем самым влияя на его питательную и коммерческую ценность. Поэтому его эффективное извлечение является предпосылкой и основой для углубленных исследований и применения. Во многих литературных трудах кратко изложены методы извлечения хлорофилла из побочных продуктов сельского хозяйства и других материалов. Как видно из таблицы 1, на результаты экстракции будут влиять такие факторы, как метод экстракции, температура, тип растворителя и соотношение материалов и жидкости. Изменение любого из этих факторов может привести к увеличению или сокращению урожайности хлорофилла. Поэтому изучение оптимальных условий добычи для получения высокой урожайности имеет большое значение для извлечения хлорофилла из побочных продуктов сельского хозяйства или других сырьевых материалов.

Исследования показали, что хлорофилл чувствителен к высоким температурам. Надлежащая температура экстракции может повысить экстракцию хлорофилла, но если температура экстракции слишком высока, то это приведет к образованию соединений хлорофилла из демагния, что уменьшит общее количество хлорофилла в пробе и вызовет серьезные потери в цвете, текстуре и питательной ценности продукта [1].

На это может повлиять тип используемого растворителяЭкстракция хлорофилла- да. Органические растворители, такие как метанол, этанол, ацетон и диметилсульфоксид, обычно используются для извлечения хлорофилла. Традиционная экстракция растворителя в основном зависит от осмотического воздействия растворителя на клеточную мембрану для растворения липидов и липобелков в хлорпластовой мембране. Сообщалось, что ацетон широко используется при экстракции хлорофилла и является наилучшим растворителем для экстракции хлорофилла. Однако ацетон является легковоспламеняющимся и оказывает раздражающее воздействие на кожу человека, включая такие неблагоприятные реакции, как головные боли, тошнота, рвота и эритема. Известно, что этанол является более экологичным и безопасным, чем ацетон, с меньшей летучестью и воспламеняемостью, что делает его предпочтительным растворителем для извлечения хлорофилла.

Кроме того, существуют некоторые виды предварительной обработки, такие, как измельчение, шлифование, ультразвук, микроволновая печь и т.д., которые в большей степени способствуют растворению хлорофилла в растениях и повышению урожайности. Сообщается, что измельчение может увеличить количество извлекаемого хлорофилла [2]. Чэнь хуй и др. [3] пришли к выводу, что, прежде чем быстро замерзают широкие бобы, они покрываются микроволновыми волнами, что приводит к более высокому содержанию хлорофилла. Ли канлян [4] использовал смесь ацетона-этанола для извлечения хлорофилла из богатых нефтью клеток хлореллы вулгарис, которые были образованы с повышенным источником азота до экстракции. Он обнаружил, что скорость экстракции может достигать 53,69 мг/г. Технология "зеленой" экстракции предполагает использование таких безопасных растворителей, как ионные жидкости, этанол и глицерол, и играет важную роль в экстракции натуральных пигментов. У хао [5] использовал экологически чистую технологию экстракции с безгидрозным этанолом в качестве растворителя и вспомогательную сверхкритическую технологию экстракции CO2 для извлечения высоких уровней хлорофилла из листьев бамбука мосо.

2 фармакологическая активность хлорофилла

Хлорофилл является важным представителем натуральных пигментов- да. Его химическая структура является ключевым фактором, определяющим его биологическую активность. Понимание взаимосвязи между химической структурой и биологической активностью хлорофилла и его производных имеет важное значение для терапевтических свойств. Основной скелет химической структуры хлорофилла состоит главным образом из порфирингового кольца и толстой углеродной боковой цепи. Эта уникальная химическая структура позволяет хлорофилу собирать вредные свободные радикалы, уменьшать степень повреждения ДНК и осуществлять различные виды деятельности, такие как антиокисление, противовоспаление, борьба с ожирением и опухолью. Изменились также растворимость, стабильность и способность к взаимодействию производных хлорофилла, претерпевших структурные изменения, что привело к повышению биологической активности. Ниже приводится резюме и анализ соответствующих исследований.

2.1 противовоспалительные и антиоксидантные эффекты

Воспаление и окислительный стресс связаны с патологическими механизмами хронических заболеваний и недугов. Окислительный стресс, который возникает при наличии дисбаланса между вредными свободными радикалами и телом и#39; антиоксидантная защита, связана с возникновением нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и диабета заболеваний. Исследования показали, что хлорофилл обладает антиоксидантными свойствами, может нейтрализовать свободные радикалы, уменьшить окислительные повреждения клеток головного мозга и тем самым замедлить наступление нейродегенеративных заболеваний. Другие исследования показали, что хлорофилл может помочь защитить эндокринные органы, такие как яичники и щитовидная железа, от повреждений, вызванных эндокринными разрушителями.

Ланфер и др. [12] изучали антиоксидантную активностьПриродный хлорофилл и медь хлорофиллИ обнаружили, что антиоксидантный механизм природного хлорофилла основан на защите линолеиновой кислоты от окисления или ингибирования разложения пероксида водорода, в то время как медь хлорофиллин обладает более высокой антиоксидантной активностью, чем природный хлорофиллин. Rehni et al. [13] продемонстрировали, что хлорофилл и его производные оказывают нейрозащитное воздействие на мышей с ишемией головного мозга. Они могут уменьшить площадь инфаркта головного мозга. Регулируя воспалительный путь, хлорофилл может помочь подавить чрезмерное воспаление мозга, тем самым защищая нейроны от воспалительных повреждений. Кроме того, доказано, что хлорофилл оказывает детоксикационное воздействие на организм. Прием хлорофилла может способствовать сокращению накопления токсинов и загрязняющих веществ и их потенциального вредного воздействия на мозг и эндокринную систему [14]. Включение в рацион питания продуктов, богатых хлорофилом, может помочь предотвратить или задержать нейродегенеративные заболевания и уменьшить негативное воздействие эндокринных разрушителей на гормональный баланс и здоровье организма.

2.2 антиожирение

В последние годы распространенность ожирения значительно возросла. Дисбаланс между потреблением энергии и расходами в сочетании с уменьшением физической активности является одним из основных источников развития ожирения. Исследования показали, что хлорофилл снижает содержание свободных жирных кислот, изменяет состав жирных кислот и уменьшает поглощение жирных кислот эпителиальными клетками кишечника.

Добавление хлорофилла в рацион питания может помочь уменьшить увеличение веса, улучшить толерантность к глюкозе, уменьшить воспаление и оказать положительное влияние на контроль ожирения.В дополнение к экстракту шпината с высоким содержанием хлорофиллаМожет значительно снизить уровни связанного с ожирением воспаления у мышей, питающихся высококалорийным рационом питания [15]. Кроме того, экстракт шпината эффективно смягчает дисбаланс кишечной флоры, вызванный мышей, питающихся высоким содержанием жира, а применение хлорофилла может регулировать разнообразие кишечной флоры мышей [16]. Seo et al. [17] изучали антиожирение и антибраунингЭкстракт спирулины с высоким содержанием хлорофиллинаИ обнаружили, что он препятствует накоплению липидов путем сокращения производства жиров in vitro, и снижение прироста веса, массы жира и уровня холестерина. Также изучалось влияние хлорофилла на диабетических крыс, и было подтверждено, что хлорофилл а может снизить риск диабета [18].

2.3 противораковый эффект

Исследования показали, что потребление хлорофилла и его производных через рацион питания может оказывать антираковое воздействие на различные виды рака. Афлатоксин, пищевой загрязнитель, производимый грибами, является индуктором раковых клеток печени. Применение производных хлорофилла к клеткам рака печени мышей может повысить активность трансферазы глутатиона и снизить степень повреждения ДНК, вызванного афлатоксином в клетках печени [19].

Фотодинамическая терапия включает в себя фотосенсибилизирующее средство и фотосенсибилизирующее действие, которое производит активный кислород для уничтожения или восстановления пораженных клеток или тканей [20]. Фототоксичность возникает, когда пораженная ткань подвергается воздействию солнечного света. Хлорофилл действует в качестве фотосенсибилизатора из-за его способности поглощать свет. Фотодинамическая терапия с использованием производных хлорофилла может значительно замедлить рост опухоли [21]. Huang Xixiang et al. [22] изучали фотодинамический эффект феофербида A in vitro на опухолевые клетки и обнаружили, что он оказывает значительное фотодинамическое ингибиторное воздействие на опухолевые клетки. У мышей с холангиокарциномой инъекция производной хлорофилла и облучение значительно сдерживали рост опухоли [23].

2.4 антимутагенный эффект

Мутагенные агенты широко распространены в нашей среде и рационе питания, а некоторые из них даже используются в качестве химиотерапевтических препаратов, таких как цисплатин. В исследовании сюй сяойи [24] содержание хлорофилла в овощах было коррелировано с их антимутагенной деятельностью. Исследователи использовали циклопохоспид для тестирования обращения хромосомных отклонений у мышей и обнаружили, что хлорофиллин может эффективно ингибировать хромосомные отклонения [25]. Другие исследования, посвященные поглощающим свойствам хлорфиллинового до нейтронного излучения, подтвердили, что хлорфиллин оказывает эффективное защитное воздействие на быстрые нейтроны, что может уменьшить ущерб, который исследователи могут нести от прямых или рассеянных нейтронов.

2.5 другие виды воздействия

Чи Cuicui и др. [26] исследовали механизмХлорофиллин натрияПри лечении железодефицитной анемии у крыс. Результаты показали, что хлорофиллин натрия усиливает эффект пополнения крови путем повышения уровня гемоглобина, количества красных кровяных клеток и гематокрита, тем самым достигая цели лечения железодефицитной анемии. Водорастворимые хлорофильные производные могут ускорить заживление экспериментальных ран и ожогов у животных [27]. Кроме того, печень играет важную роль в метаболизме и удалении эндокринных веществ в организме, а хлорофилл может усилить ливерпуля#39; детоксикация этих химических веществ. Цю вейян и др. [28] наблюдали защитное и терапевтическое воздействие хлорфиллинового натрия, получаемого из навозного шелкочервя, на острые повреждения печени, вызываемые D-GalN и CCl4 у мышей. Предварительные экспериментальные результаты показали, что железохлорофиллиновый натрий оказывает хорошее терапевтическое воздействие при введении его в профилактических целях и сразу же после острого повреждения печени и острого отравления печени, способствуя и ускоряя восстановление функции печени.

3 хлорофилл в продуктах питания и фармацевтических препаратах

Растительные пигменты являются уникальными химическими веществами, которые могут заменить синтетические пищевые красители- да. Зеленые побочные продукты являются основным источником хлорофилла, и, поскольку их производные имеют важные биоактивные свойства, такие как противовоспалительные, антиканцерологические и противомутагенные действия, хлорофилл также является богатым источником витаминов а, с, е и к, а также минералов, таких как железо, кальций и магний. Таким образом, он используется в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности для обеспечения окраски и укрепления здоровья свойств. В настоящее время интерес потребителей к здравоохранению привел к увеличению рыночного спроса на безопасные и здоровые продукты питания, а добавление биоактивных соединений в производство функциональных продуктов питания может повысить выгоды для здоровья. Использование хлорофилла для изменения традиционных продуктов питания может помочь потребителям принять более здоровый рацион питания и противостоять болезням, связанным с питанием. Хон чжун [29] добавил хлорофилл в макаронные изделия для повышения антиоксидантных свойств и сенсорной оценки. Liu et al. [30] извлекает хлорофилл из листьев грейпфрута для подготовки наноэмульсии, и используемый метод позволяет получать высокостабильный хлорофилл.

Имеется мало сообщений о здоровой пище и медикаментах, основным ингредиентом которых является хлорофилл. Поиск национальной специальной продовольственной информационной платформы показал, что были утверждены два хлорофилла для здоровья, охватывающие такие функции здоровья, как оказание помощи в защите от химических повреждений печени, ослабление физической усталости и противодействие мутациям. Кроме того, в результате проверки системы запросов по лекарственным и косметическим средствам национальной администрации по медицинским товарам было установлено, что хлорофилл и его производные используются в качестве сырья при подготовке некоторых традиционных китайских лекарственных средств и косметики.

4. Выводы

Рекуперация хлорофилла из побочных продуктов сельского хозяйства и использование его биологической активности в продуктах питания и медицине имеют важнейшее значение для экономической рециркуляции. Исходя из нынешнего состояния исследований, сохраняются некоторые проблемы в области фундаментальных исследований и разработок и применения хлорофилла в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.

Во-первых, хлорофилл, как природный краситель, не является стабильным при различных факторах, таких как температура, свет и условия хранения. Он также нерастворим в воде, и большинство органических реагентов, используемых в процессе экстракции, раздражают. Поэтому необходимо изучить стабильность хлорофилла с точки зрения методов переработки и технологических инноваций, сосредоточив внимание на разработке методов переработки с использованием экологически чистых реагентов для повышения растворимости хлорофилла.

Во-вторых, уже имеются некоторые свидетельства того, что хлорофилл и его производные имеют биологическую деятельность, такую как антиожирение, противовоспалительное и противоокисление. Тем не менее, было проведено относительно мало исследований по их фармакокинетике, поэтому необходимо больше экспериментов, чтобы доказать их эффективность.

И наконец, изучение новых методов извлечения хлорофилла из побочных продуктов сельского хозяйства и их разработкаПродукты для здоровья или специальные продукты медицинского назначенияА косметика с ней в качестве основного ингредиента, основанного на ее функциональных преимуществах, имеет определенную научную основу и осуществимость, что может способствовать экономическому обороту, сокращению загрязнения окружающей среды и отходов ресурсов.

Ссылки на статьи

[1] ху ювей, сун хоннань, му тайхуа. Прогресс в исследованиях методов повышения стабильности хлорофилла [J]. Наука и техника о продовольствии, 2023, 48 (2): 49-55.

[2] ян пиньпин, ван сюлан. Сравнение трех методов экстракции для определения содержания хлорофилла а в поверхностных водах [J]. Химическая техника и оборудование, 2023 (1): 223-225.

[3] Chen Hui, Tang Mingxia, Yuan Chunxin et al. Оптимизация процесса микроволнового бланширования быстрозамороженной широкой фасоли с помощью методики определения поверхности реакции. Журнал Zhejiang Agricultural Sciences, 2013, 25(6): 1373-1377.

[4] Li Canliang, Zhong Min, Hu Xueqiong et al. Исследование по извлечению хлорофилла из богатых нефтью новых зеленых водорослей [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2015, 36(4): 199-203.

[5] у хао, цзинь юнсу, чжан зетинг и др. Сверхкритическая экстракция CO2 хлорофилла из бамбуковых листьев мосо [J]. Журнал пекинского университета химической технологии (издание естественных наук), 2007 (1): 92-94.

[6] вэнг ся, диао кванпинг. Оптимизация извлечения хлорофилла из дикого шпината и изучение его дисперсионной системы [J]. Китайские пищевые добавки, 2023, 34(6): 130-137.

[7] Li Xiang, Zhong Yali, Cao Jiangrong et al. Исследование по извлечению хлорофилла из навозного шелковика с помощью ультразвука с помощью микроволн [J]. Ежедневная химическая промышленность, 2013, 43 (4): 285-289.

[8] шэнь шэнь, дуан юнлу, ли юй и др. Процесс извлечения хлорофилла из бамбуковых листьев и его функциональное применение [J]. Новые химические материалы, 2018, 46(1) : 117 — 120.

[9]Wang Q, Cui S, Yang Z. исследование по извлечению хлорофилла из салтланд. Современное животноводство, 2017 (36) : 57 — 59.

[10] чжан х, чжан н, ма л и др. Оптимизация процесса извлечения хлорофилла из ячменных ростков с использованием метода поверхностной реакции [J]. Наука о еде, 2014, 35 (2) : 75 — 80.

[11] ши юэ, ван юбин, ли у и др. Исследование процесса экстракции хлорофилла из арбузных швов [J]. Журнал пищевой науки и техники, 2018, 36(6) : 82 — 87.

[12]Lanfer-Marquez U M, Barros R M C, Sinnecker P. антиоксидантная активность хлорофилов и их производных [J]. Международная организация по исследованию проблем продовольствия, 2005 год, 38 (8-9) : 885-891.

[13] Rehni A K, Pantlya H S, Shri R, et al. Воздействие хлорофилла и водных экстрактов Bacopa monniera и валерианы валличи на ишемию и реперфузию повреждения головного мозга у мышей [J]. В 2007 году.

[14] овощи могут уменьшить повреждения, причиняемые афлатоксином [J]. Пищевая промышленность и ферментация, 2010, 36(2): 131.

[15] Wang X, Ou Y, Li Y et al. Воздействие хлорофилла на воспалительные маркеры у ос/ос мышей. Китайский журнал пищевой науки, 2021, 21(1): 90-95.

[16] Li Y, Cui Y, Lu F, et al. Благотворное влияние богатого хлорофилом экстракта шпината на профилактику ожирения и модуляции микробиоты кишечника у мышей, питающихся высоким содержанием жира [J]. Журнал функциональных пищевых продуктов, 2019, 60: 103436.

[17] со и джей, ким к джей, чой джей и др. Экстракт спирулины максима восстанавливает ожирение путем подавления адипогенеза и активации брауннинга в клетках 3T3-L1 и ожиренных мышах, вызванных высоким содержанием жира [J]. Питательные вещества, 2018, 10(6): 712.

[18]Alsuhaibani A M A, Alkehayez N M, Alshawi A H, et al. Воздействие хлорофилла на функционирование организма и уровни глюкозы в крови [J]. Азиатский журнал клинического питания, 2017, 9(2): 64 — 70.

[19] Hsu C Y, Chen Y H, Chao PY и др. Производные хлорофилла естественного происхождения ингибируют афлатоксин B1-DNA образование гепатомных клеток [J]. Исследования мутаций/генетическая токсикология и экологический мутагенез, 2008, 657 (2): 98-104.

[20] хуан сян, Lv yingian, Qi Yi. Прогресс исследований хлорофильных фотосенсибилизаторов в фотодинамической антиопухолевой терапии [J]. Онкологическая аптека, 2022, 12(5): 569-576.

[21] ши х, чжан л джей, чжан к Y и др. Фотодинамическая антиопухолевая активность производной хлорофилла. Мир биотехнологии, 2014(12): 152-153.

[22] хуанг X X, цай X X, ван т джей и др. Фототоксичность демагнетированного хлорофиллина а из экстракта локтуки на шести линиях раковых клеток. Исследования в области профилактики и лечения опухолей, 2022, 49 (8): 780-785.

[23] Wu Z M, Wang L, Zhu W, et al. Подготовка производного хлорофилла и исследование его фотодинамической деятельности против холангиокарциномы. Биомедицина и Фармакотерапия, 2017, 92: 285 — 292.

[24] сюй сяойи. Взаимосвязь между антимутагенной деятельностью овощей и их содержанием хлорофилла [J]. Журнал пекинского медицинского колледжа, 1981 год (2): 112.

[25] у сяонань, ван цзяли. Экспериментальное исследование антимутагенного воздействия хлорофилла [J]. Наука о еде, 1997 (12): 43 — 44.

[26] чи цуйцуй, жай эрлин, ли чунян и др. Сравнительное исследование эффективности хлорофиллина феррика натрия из сельдерея и других тоников крови [J]. Наука о еде, 2013, 34(7): 289-292.

[27] ли юэ, фан цзюньвэнь, чэнь чжилон. Прогресс в исследованиях биологической активности производных хлорофилла [J]. Журнал фармацевтической практики, 2001 (5): 266-269.

[28] цю вэйян, чжоу чжэньхэ, ин сюхуа. Экспериментальное исследование защитного и терапевтического воздействия хлорфиллата натрия шелкочервей экстракт-черная натрия на острые повреждения печени животных [J]. Наука и техника в области китайской медицины, 1998 год (2) : 93-94.

[29] хон цзюнь, чжан кайфан, ли цянь и др. Исследование по вопросам экстракции, стабильности и подготовки микрокапсул хлорофилла из Лука-порей [J]. Китайские пищевые добавки, 2021, 32(9) : 66 — 72.[30]Liu,M.H.; Ли, ю.ф.; Чен, би-эйч. Подготовка наноэмульсии хлорофилла из листьев помоло и ее ингибирующее воздействие на меланому целса375. Заводы 2021,10,1664.