Исследование экстракта черного риса антоцианин анти усталости

Black rice is a precious rice variety in China and was once considered a tribute product. It is not only rich in protein, essential amino acids, manganese, zinc, iron and other trace elements, but also contains black rice anthocyanins in the black rice bran. Studies have shown that black rice extract is a flavonoid pigment that is a type of anthocyanin, with a content of 6.4 g/100 g², and has strong free radical scavenging and antioxidant properties (13-5). It is a natural food coloring resource with health benefits. The health benefits of black rice extract have become one of the hotspots of nutritional and health research today. However, research on the application of black rice extract in the field of sports is currently lacking. With the in-depth research of sports scientists, the application of black rice anthocyanin (flavonoids) as a functional factor to delay fatigue and promote fatigue recovery in the development of sports nutrition supplements is of great theoretical and practical significance. This paper mainly analyzes and discusses the anti-fatigue biochemical mechanism of black rice extract on the basis of reviewing a large amount of relevant data, laying a foundation for the subsequent development of black rice extract sports nutrition supplements, and also providing a reference for the further development of black rice anthocyanin.

1 механизм свободного радикально-липидного пероксирования усталости, вызываемой действием

Усталость, вызванная упражнениями, относится к "кузову и#39; физиологические процессы, не способные поддерживать свои функции на определенном уровне, или органы, не способные поддерживать заданную интенсивность физических упражнений ". Вот описание усталости, вызванной физическими упражнениями, данное на пятом международном конгрессе спортивной биохимии в 1982 году. С тех пор исследование механизма усталости от физических упражнений стало темой, представляющей большой интерес для ученых со всего мира, но до сих пор нет окончательного вывода. Ясно, что основными причинами усталости во время длительной, высокоинтенсивной работы или физических упражнений являются большое потребление энергетических веществ в организме, большое накопление метаболического продукта молочной кислоты, которая вызывает падение pH, и увеличение свободных радикалов. В ходе учений увеличивается производство свободных радикалов. При соответствующей тренировке организм претерпевает адаптивные изменения, которые приводят в равновесие производство и удаление свободных радикалов и предотвращают повреждения организма. Однако это адаптивное изменение в организме является лишь относительным. Если интенсивность или продолжительность физических упражнений слишком высока, увеличение числа свободных радикалов по-прежнему приведет к повреждению тканей и усталости физических упражнений.

Возможные причины увеличения свободных радикалов во время упражнений включают: митохондриальная электронная транспортная цепь: во время упражнений, тело и#39;s метаболический уровень повышается, потребление энергии увеличивается, и асп синтез ускоряется для удовлетворения кузова и#39; потребности в метаболизме s. Усилена митохондриальная окислительная фосфориляция, которая производит мочевую кислоту под действием свободных ферментов в процессе переноса митохондриальных электронов, а также производит свободные радикалы, которые интенсифицируют липидное пероксирование; B. Относительное снижение активности антиоксидантных ферментов: во время интенсивных упражнений организм гипоксичен, гликолиз усиливается, а производство молочной кислоты увеличивается, что снижает концентрации пониженного цитозолического коэнзима I (NADH) и пониженного коэнзима II (NADPH), повреждает организм '. Антиоксидантные ферменты, способность антиоксидантной системы снижается. 6. Основными опасностями свободных радикалов являются: повреждения биологических мембран: полиненасыщенные жирные кислоты в фосфолипидах клеточных биологических мембран крайне подвержены липидным пероксидам под действием свободных радикалов, что приводит к снижению мобильности митохондриальной мембраны, повышению проницаемости, расширению митохондрии, высвобождению лизосомных ферментов и ферментации безактивации и другим повреждениям; B. повреждения белков и ферментов: свободные радикалы, образующиеся при перекислении липидов, могут нарушать протеины; C. Повреждение нуклеиновых кислот: окисление липидов может приводить к модификации основания и разрывам полинуклеотидов, что приводит к ошибкам в процессах репликации, транскрипции и перевода, а также к нарушению целостности и конформации нуклеиновых кислот, что приводит к смерти клеток. Можно видеть, что изменения в липидном пероксировании после физических упражнений зависят от комбинированного воздействия производства кислородных радикалов и антиоксидантной способности.

С кузовом и#39. Антиоксидантная система s состоит из антиоксидных ферментов (таких, как супероксид dismutase сод, каталазе кошка, glutathione peroxidase GSH-Px, и peroxiredoxin PRX), антиоксидантных витаминов и их прекурсоров (таких, какБета-каротин, глутатион (гш) и другие мелкие антиоксиданты молекул (селен, медь, марганец и т.д.). Антиоксиданты, составляющие антиоксидантную систему, являются как эндогенными, так и экзогенными. Каждый антиоксидантный компонент имеет как уникальную функцию в клетке, так и дополнительный эффект между компонентами. Нарушения гомеостаза антиоксидантной системы связаны со многими физиологическими нарушениями, которые происходят во время или после физических упражнений, такими как усталость, мышечная соренность и нарушение иммунной системы. Возможность кузова и#39; антиоксидантная система для сбора свободных радикалов может быть увеличена путем соответствующего увеличения экзогенных антиоксидантов.

2 механизм и прогресс производства черного риса#39; антиоксидантные и свободные радикальные свойства

2.1 механизм извлечения черного риса#39; антиоксидантные и свободные радикальные свойства

Чжан минвай's research shows that anthocyanin compounds (a type of flavonoid) in black rice are the most important substance basis for its antioxidant effect. The main active ingredients responsible for the antioxidant effect were isolated and identified as malvin, pelargonidin-3,5-diglucoside, cyanidin-3-glucoside and cyanidin-3,5-diglucoside (see Figure 1). The total antioxidant capacity was measured and found to be in descending order: c>d>a>b.

Черный рис Anthocyanin's 3- кольцо образует комбинированную систему, которая представляет собой поликомбинированную ароматическую систему с высокой биологической активностью Механизм антиоксидантной активности связан с фенол-квинноновым балансом и формированием стабильных свободных радикалов. С одной стороны, из-за эффекта сгибания атом водорода на фенолическую гидроксиловую группу становится более активным и легко удаляется, чтобы стать донором водорода, а реакция хинона достигает баланса фенола-хинона (см. рис. 2) [12].

С другой стороны, как донор водорода, он может реагировать с липидными соединениями радикалов, образуя фенолические радикалы. Непарные электроны на фенолических радикальных атомах кислорода рассеиваются по всей консольной системе, которая является стабильной, тем самым снижая скорость передачи цепной реакции аутоокисления и препятствуя дальнейшему окислению липидов. Механизм действий является следующим:

AH+RO0·→ROOH+A · AH+RO·→ROH+A · радикалы RO· и RO0· являются электрофилистическими радикалами, поэтому замена электронов на ароматическое кольцо увеличивает активность атома водорода на фенолической гидроксиловой группе. С другой стороны, электронно-извлекающие заменители снижают активность атома водорода на фенолической карбоксильной группе. Сила антиоксидантного эффекта зависит от двух факторов: активности атома водорода на фенолический карбоксильный радикал и стерильного сопротивления фенолического радикала. Большое стерильное препятствие замедляет скорость самоокисления фенольного радикала, что прерывает цепную реакцию и улучшает антиоксидантный эффект. Как видно из вышесказанного, структурной основой антиоксидантной активности пигмента черного риса является комбинированная система, сформированная тремя ароматическими кольцами.

2.2 прогресс в исследовании антиоксидантных и свободных радикальных свойств экстракта черного риса

Jiang Ping and others studied the antioxidant activity of black rice extract anthocyanin, антоцианин из черного боба и антоцианин из фиолетовой капусты, и обнаружили, что антоцианин из черного риса обладает сильнейшей антиоксидантной активностью, которая, по их мнению, в основном связана с цианидином -3- глюкозидом [14]. Сообщалось также, что корм для кроликов и аполипопротеина (Apo-E) генно-дефицитных мышей с высоким содержанием жира диета с добавлением 5% черного риса эффективно удаляет активные радикалы без кислорода у этих двух экспериментальных животных, ингибируя окисление липопротеина низкой плотности (LDL) 15-16J. Канеда проанализировала, что крышка -3-g (цианидин -3- глюкозид) является основным антиоксидантным компонентом в черный рисовый отбивной. Исследовательская группа под руководством цсуда последовательно продемонстрировала, что антоцианин -3- г может значительно сократить производство липидных пероксидов в сыворотке крыс, уменьшить свободные радикальные повреждения, вызываемые ишемией-реперфузией крысиной печени, и защитить витамин с в сыворотке от окисления [8-191]. В дополнение к мощному способу свободного радикального накопления антоцианинов черного риса, было также доказано, что они значительно повышают активность димутазы супероксида (сод) и каталазы (кошки) в печени мышей, что может быть еще одним механизмом, с помощью которого антоцианины оказывают антиоксидантный эффект в организме [20].

Также сообщается, что ферзиматический гидролизат черного глютинистого риса может значительно повысить активность димутазы супероксида в печени и глутатионовой пероксидазы в крови в целом, а также снизить содержание пероксидов липидов в печени. Это указывает на то, что экстракт черного риса может косвенно поглощать свободные от кислорода радикалы через эндогенную антиоксидантную ферментную систему in vivo [21]. Лонсенцзин использовал анализ хемилюмиценценции для изучения антиоксидантной активности пигментов черного риса. Результаты показали, что экстракт черного риса оказывает большее ингибиторное воздействие на цельную гемилюмиценцию крови, то есть он оказывает большее падальное воздействие на реактивные виды кислорода (OH, RO0), производимые клеточной системой, а также определенное падальное воздействие на реактивные виды кислорода, производимые неклеточной системой. Другое исследование показало, что эффект свободного радикального накопления экстракта черного риса согласуется с результатами экспериментов in vivo, которые в совокупности доказали, что активные ингредиенты черного риса bran обладают сильными антиоксидантными свойствами и могут удалять избыточные свободные от кислорода радикалы в организме.

The large production of free radicals and the significant increase in plasma lipid peroxidation (LPO) are important causes of exercise fatigue123]. Therefore, moderate supplementation of black rice extract can eliminate free radicals produced by peroxidation, protect tissues such as muscles from damage, delay fatigue and promote recovery from fatigue.

3 идеи по применению экстракта черного риса в развитии спортивных напитков

Based on a review of relevant technical data, it is analysed that the effective application of black rice extract to the development of sports drinks requires four stages of work.

3.1 сбор данных и разработка экспериментальных планов

Сбор теоретических и технических данных исследований как внутри страны, так и за рубежом по извлечениям антоцианинов черного риса, физико-химическим свойствам, таким как антиоксидантные свойства и свободные радикальные методы сбора, формул спортивных напитков и экспериментов по эффективности спортивных напитков. Провести углубленный анализ и обсуждение текущего состояния разработки и применения экстрактов черного риса в спортивном питании с уделением особого внимания существующим проблемам и экспериментальным методам, которые могут быть использованы в качестве справочных материалов. На этой основе разработать план развития спортивных напитков из черного риса.

3.2 подготовка экстракта черного риса

Семя черного риса (Black rice seed coat)

3.3 формула-дизайн для спортивных напитков из экстракта черного риса

На основе эталонной формулы спортивного напитка и функциональных данных исследования антоцианинов черного риса был предложен предварительный дизайн формулы спортивного напитка. На этой основе были проведены эксперименты по определению вкусовой адаптируемости; Проведение экспериментов для определения оптимального количества используемых функциональных факторов; Эксперименты по стабилизации напитков и предварительные эксперименты по оценке эффективности. Изначально была определена формула-дизайн спортивного напитка black rice pigment.

3.4 оценка эффективности спортивных напитков из экстракта черного риса у человека

Для сравнения изменений в физиологических и биохимических показателях, таких как лактат крови до и после эксперимента, были привлечены участники-добровольцы, которые проводили физические упражнения и эксперименты по улучшению усталости. Статистический анализ использовался для разработки и совершенствования метода оценки.

Ключом к вышеуказанным четырем этажам является разработка дизайна и оценка эффективности спортивного напитка из экстракта черного риса, а техническая трудность заключается в стабильности напитка, что является нашей последующей работой.

4. Выводы

Black rice extract is a natural pigment resource with health-promoting properties. Anthocyanins in black rice extract have a conjugated system with three aromatic rings and have strong antioxidant activity and the ability to scavenge free radicals. The large production of free radicals and the significant increase in plasma lipid peroxidation (LPO) are important causes of exercise fatigue. A moderate amount of black rice extract can eliminate the free radicals produced by peroxidation, delay fatigue and promote recovery from fatigue. Existing data show that it is feasible to develop a health-promoting sports drink by applying black rice extract to a sports drink. This process requires four interrelated stages: formulation, black rice pigment extraction, formulation design experiments, and efficacy evaluation. Sports drinks are currently the darlings of the beverage industry, and the development of sports drinks with health benefits is promising.

Ссылки на статьи

[1] Li JQ, Zhu BY, Chen MC. Анализ питания специального риса [J]. Journal of South China Normal University: Natural Science Edition, 2005(1):95-98.

[2] ли джей, чжан ик. Биологический механизм подрубки черного риса в спорте [J]. Наука и техника о спорте гуйчжоу, 2006, 9(3):84 — 86.

[3] Seok HN, Sun PC, MiYK, и др. Антиоксидативная деятельность bran экстрактов из двадцати одного пигментированного сорта риса [J]. Пищевая химия, 2006, 9(4): 613 — 620.

[4] Li CY, Xu SY, Wang Z. определение способности семян винограда proanthocyanidins собирать свободные радикалы методом DPPH [J]. Journal of Food and Biotechnology, 2006, 25(2): 108-112.

[5] ли чуньян, сюй шиин, ван чжан. Инфракрасный спектроскопический анализ структурных единиц виноградных семян проантоцианидин [J]. Journal of Food and Biotechnology, 2005, 24(4): 47-51.

[6] Yao J W, Yang Y L. о влиянии экзогенных антиоксидантов на метаболизм свободных радикалов, вызванных действием [J]. Спортивные науки сычуана, 2004 (4): 21-23.

[7] ченг L C, He Y X. антиоксидантная система и восстановление от усталости, вызванной упражнениями [J]. Ляонинг спорт наука и техника, 2006, 28 (1): 17-26.

[8] шанс B, Sies CH, Boveris A. гидропероксидный метаболизм в органах млекопитающих [J]. Physiol Rev, 1979(5):527-605.

[9] ю. к. Х. фармакологическое исследование антираздражительного воздействия альпийской родиолы [J]. Фармакология и клиническая практика традиционной китайской медицины, 1995,7(7):11-13.

[10] чжан минвей, го баоцзян, чжан руйфен и др. Отделение, очистка и структурная идентификация антиоксидантных активных ингредиентов в черном рисе [J]. Китайская сельскохозяйственная наука, 2006, 39(1): 153 — 160.

[11] ченг шаоксин. Взаимосвязь между молекулярной структурой и биологической активностью гумической кислоты [J]. Гумическая кислота, 2002(3):38-43.

[12] чжан минвей. Активные ингредиенты и механизмы их действия в черном рисе для антиоксидантных и липидных эффектов [D]. Гуанчжоу: южно-китайский обычный университет, 2003:57-68

[13] чжан ганлян, ван чжао, ян хунде. Взаимосвязь между структурой и биологической активностью биофлавоноидов [J]. Журнал биологии, 2005, 22(1): 4-7.

[14] цзян пиньпин. Исследование антиоксидантной физиологической активности антоцианиновых веществ [D]. Тяньцзинь: тяньцзинский научно-технический университет, 2003: 32-35.

[15] добавки наружного слоя черного риса кроликам уменьшают атеросклеротическое образование пластыря и повышают антиоксидантный статус [J]. J Nutr, 2002, 132: 20 — 26.

[16] Xia M, Ling WH, Ma J, et al. Добавки в рацион с фракцией пигмента черного риса смягчают атеросклеротическое образование пластыря у мышей с дефицитом аполипобелка [J]. J Nutr, 2003, 13(3): 744-751.

[17] Kaneda I, Kubo F, Sakurai H. антиоксидативные соединения в экстрактах черных рисовых банок [J]. J Health Sci, 2006, 5(2): 495-511.

[18] цуда т, хорио ф, кито дж., и др. Защитное воздействие диетического цианидина 3-0- бета-д-глюкозида на повреждение печени в результате искемии-реперфузии у крыс [J]. Arch Biochem Biophys, 1999, 3(6):361-366.

[19] Tsuda T, Horio F, Osawa T. диета цианидин 3-0- бета-д-глюкозид повышает ex vivo стойкость сыворотки к окислению у крыс [J]. Липидс, 1998, 3(3): 583-588.

[20] чианг ан, у хл, йе хи и др. Антиоксидантное действие экстракта черного риса через индукцию дисмутазы и каталазы [J]. Липидс, 2006, 4(1): 797-803.

[21] ши хунфей, ван лей, тан фенфан и др. Влияние черного риса на HyP и GSH-Px у мышей [J]. Журнал наньцзинского университета традиционной китайской медицины, 1997, 13(6): 346-347.

[22] лонг шенцзин. Определение антиоксидантного эффекта пигмента черного риса путем анализа хемилюмиценценции [J]. Аналитическая лаборатория, 1999, 18(4): 76 — 79.

[23] Дэн шусюнь, хон тайтянь, цао чжифа. Физиология упражнений [м]. — Пекин: издательство «высшее образование», 1999: 349 — 350.