Каковы преимущества и побочные эффекты астаксантина?

На сегодняшний день обнаружено более 600 природных каротеноидов [1]. Среди них антиоксидантный каротеноид астаксантин чрезвычайно полезен для здоровья. Химическое название 3,3 и#39;- дигидрокс -4,4'- дион-бета, и его химическая формула C40H52O4. Это ярко-красный цвет. Астаксантин, также известный как желтый белок креветок, широко встречается в природе, особенно в водных растениях.

Небольшие количества также синтезируются дрожжами и микроорганизмами [2-3]. Эффективность астаксантина подтверждена многочисленными экспериментами. Он обладает сильными антиоксидантными свойствами и признан единственным каротеноидом, который может проникать через гематоэнцефалический барьер. Он может эффективно уменьшить повреждения, причиняемые ультрафиолетовым светом сетчатке глаза и коже [4]. Таким образом, применение природного активного вещества астаксантин в пищевых добавках может эффективно улучшить проблемы здоровья человека. Статья посвящена научным знаниям о происхождении, структуре, функции, всасывании и метаболизме астаксантина, сочетает в себе необходимую информацию и литературу, чтобы помочь будущему развитию и использованию астаксантина.

1 структурные характеристики, источники и формы астаксантина

1.1 структурные характеристики астаксантина

Химическая структура астаксантина состоит из длинных конфузированных ненасыщенных двойных связей, с четырьмя изопреновыми соединениями, соединенными с центральной частью молекулы конфузированными двойными связями, и двух ступенчатых гидроксидных кето-гекса-циклических структур на обоих концах [5]. Есть два хиральных атома углерода в молекуле астакзантина, и каждый атом углерода производит два конформации, которые производят три соответствующих оптических изомера. Асимметрия гидроксиловой углеродной цепи в молекуле астаксантина и структура многочисленных конгированных длинных цепей делают ее подверженной транс-изомеризации по СНГ, образуя разнообразные оптические изомеры [6].

Структура СНГ имеет большое стерильное препятствие между атомами водорода вблизи двойной связи, что не способствует стабильному существованию астаксантина. Таким образом,Все-транс астаксантинШироко встречается в природе. Метиловая структура относительно стабильна, и ее существование не угрожает пространственному положению [7]. Однако все-транс астаксантин чувствителен к внешним факторам, таким как свет, тепло и кислород, и легко подвержен воздействию ультрафиолетового излучения, которое вызывает реакции изомеризации и формирование различных изомеров конфигурации СНГ, тем самым снижая биологическую активность (например, антиоксидантные свойства) астаксантина [8-9]. Все-транс астаксантин в настоящее время является наиболее устойчивой формой астаксантина, в то время как у цис-астаксантина биологическая активность лучше, чем у других структур астаксантина [10].

Структура СНГ в основном химически синтезирована astaxanthin, в то время как естественные свободные astaxanthin в природе в основном все-транс. Несмотря на схожесть структур, оптическая конфигурация астаксантина значительно варьируется в разных организмах. Комбинируя соответствующую литературу [11-12], резюмируется структура оптических изомеров астаксантина у различных видов, как показано на рис. 1. Astaxanthin в Haematococcus pluvialis и антарктического криля в основном существует в 3S,3'С. Sконфигурации, в то время как астаксантин в красной дрожжи fuchsia не имеет 3S,3'S и 3S,3' конфигурация R. Относительное содержание 3S,3'S и 3S,3' конфигурация B. Р.у плавающих крабов и японских креветок относительно высока [13 — 14]. Мы видим, что содержание варьируется в зависимости от вида.

1.2 источник астаксантина

Астаксантин не может быть синтезирован более высокими организмами и, как правило, потребляется через пищу. Природный астаксантин в основном синтезируется в микроводорослях и фитопланктоне и проходит через пищевую цепь, постепенно проникая в высшие организмы. Кроме того, некоторые дрожжи и бактерии также могут синтезировать astaxanthin автономно, но astaxanthin они синтезируют значительно отличается в структуре. В экспериментах, измеряющих содержание астаксинтина в различных видах, нетрудно найти, что Haematococcus pluvialis микроводоросли, которые содержат большое количествоПриродный астаксантин[15]. Считается концентрированным продуктом астаксантина, но процесс обогащения астаксантина чрезвычайно требователен к источнику воды. Общее содержание астаксантина в некоторых других распространенных водных продуктах показано на рис. 2. Данные показывают, что антарктический криль имеет самое высокое содержание астаксантина, около 120 мг · кг -1, а лосось имеет самое низкое содержание астаксантина среди нескольких водных продуктов, около 15-20 мг · кг -1 [16-17] (все рассчитано на основе сухого веса).

1.3 формы астаксантина

Естественно встречающийся астаксантин в основном существует в двух формах: свободной и эстерифицированной. Большое количество данных показывает, что состояние астаксантина также различается по различным видам. Научные исследования показали, что основной формой астаксантина в лососях и форели является свободная форма [18-19], а в креветках и крабах — эстерифицированная форма [20-22]. Свободная форма астаксантина нестабильна и легко окислена, поэтому свободная форма астаксантина редко встречается у животных и растений. Процент свободного и эстерифицированного астаксантина в нескольких общих водных ресурсах показан на рис. 3.

Как видно на рисунке, тип морепродуктов может привести к различиям в форме астаксантина, а содержание и процент астаксантинских моноэфиров, астаксантинских диеторов и свободных астаксантинских также различны. Лосось и красные дрожжи содержат свободный астаксантин.

2 исследования биологической функции астаксантина и его абсорбции и метаболизма

2.1 биологическая функция астаксантина

Специальной сессии генеральной ассамблеиСтруктура астаксантинаПозволяет эффективно разлагать химически активные виды кислорода и обладает высокой способностью погашать молекулярный кислород. Связанные с этим доклады показали, что астаксантин является мощным природным антиоксидантом. Его механизм действия заключается главным образом в противодействии свободным радикалам и ускорении устранения свободных радикалов [23]. Исследования показали, что астаксантин может противостоять опухолям [24], воспалению [25], лечить диабет [26], улучшать организм и#39;s иммунная функция [27], и предотвратить возникновение сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний [28].

2.2 текущие исследования по всасыванию и метаболизму астаксантина

Возможность использования или хранения астаксантина в организме после приема зависит в основном от его молекулярной структуры и содержания жира в рационе. Относительно мало исследований по всасыванию и метаболизму астаксантина в организме, и процесс всасывания астаксантина в различных структурах организма требует дальнейшего изучения. В соответствии с большим количеством существующих экспериментов, добавление небольшого количества жира во время еды может улучшить биодоступность астаксантина.

Позже ØSTERLIE and CORAL et al. [29-30] обнаружили, что после перорального введения астаксантина свободный астаксантин связывается с липобелками в сыворотке человека и непосредственно всасывается и используется телом. Позже ØSTERLIE продолжил исследовать и сравнить поглощение свободных astaxanthin и astaxanthin эфиров в организме человека. Большой объем данных показал, что свободный астаксантин нестабилен, а эстерифицированный астаксантин имеет более высокую стабильность и растворимость в жирах. Этот вывод заложил основу для доказательства того, что астаксантин эфиры имеют такую же биологическую эффективность, как и свободный астаксантин в организме.

3. Выводы

Изучение механизма действия астаксантина с различными структурами важно не только для выявления факторов, влияющих на эффективность и биодоступность астаксантина, но и дает ориентиры для изучения существования астаксантина с высокой прочностью и биодоступностью. Несмотря на высокую стоимость природного производства астаксантина, а предложение в последние годы отстает от спроса, что приводит к доминированию синтетического астаксантина на рынке, поскольку рыночный спрос на природный астаксантин постепенно растет и имеет широкие перспективы исследований и разработок в пищевой, косметической, солнцезащитной и биомедицинской промышленности, считается, что природные ресурсы астаксантина позволят достичь высокой стоимости использования и крупномасштабного производства.

Ссылка:

[1]VISIOL I F,ARTARIA C.Astax a thin in сердечно-сосудистые заболевания и здоровье: механизмы действия, терапевтические достоинства и пробелы в знаниях [J]. Пищевая функция,2016,8(1):39-63.

[2]HIGUERA-CIAPARA I,FELIX-VALENZUELA L,GOYCOOLEA FM. Astaxanthin: обзор его химии и применения [J]. Критические обзоры в Food Science and Nutrition,2006,46(2):185-196.

[3] герин - м, хантли С. О. E,OLA I ZOLA M.Haematococcus astaxan thin:applications for human health and nutrition[J]. Тенденции в области биотехнологии,2003 год,21(5):210-216.

[4] дж ё но учи H, Солнце, С,II джима K, и др. антиопухолевая активность астаксантина и его способ действия [J]. Питание и Рак,2000, 36(1):59-65.

[5]AM BATI R  Р, фан г S  М, рав I S, и др. astax тонкий: источники, извлечение, стабильность, Биологическая деятельность и ее коммерческое применение-обзор [J]. Морские лекарства,2014,12(1):128-152.

[6] ху цзиньцзинь, цзинь юаньсян, фу чжэньвэй. Прогресс в исследованиях по структурной модификации астаксантина [J]. Наука о еде, 2007, 28 (12): 531 — 534.

[7] лэй фэнгай. Отделение и очистка астакзантина от гематококковой плувиалиса и анализ изомеров [D]. Hohhot: технологический университет внутренней монголии, 2009.

[8]QIU D,WU Y C,ZHU W L,et al.Identification of Geometrical Isomers and Comparison of Different Isomeric Samples of Astaxanthin[J]. Журнал Food Science,2012,77(9):934-940.

[9]HOLT IN K,KUEHNLE M,REHBE IN J,et al.Determination of astaxanthin and astaxanthin esters IN the microalgae Haematococcus plu- vialis by LC-(APCI)- ms и характеризация преобладающих изомеров каротеноидов NMR spectroscopy[J]. Аналитическая и биоаналитическая химия,2009,395(6):1613 — 1622.

[10] лю х, чэнь XF, лю XJ и др. Антиоксидантное действие астаксантина In vitro с различными геометрическими конфигурациями и его защитное воздействие на окислительный стресс в каенорхабдитах элеганс [J]. Пищевая наука, 2019, 40(3): 178 — 185.

[11] группа NDA компании TETENS I.EFSA (группа EFSA по диетическим продуктам, питанию и аллергии),

2014 научное заключение о безопасности богатых астаксантином ингредиентов (AstaREAL A1010 и AstaREAL L10) как новых пищевых ингредиентов [р]. Лондон :Europen Food Safety Authority,2014.

[12]BREITHAUPT D E. идентификация и количественная оценка астаксантинестеров креветок (Pandalus borealis) и микроводорослей (Haemato-coccus pl u vialis)by Жидкий хрома тограф-масс-спектром etry u sin g отрицательное ионное атмосферное давление химическая ионизация [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2004,52(12):3870-3875.

[13]RANGA RA,RAGHUNATH REDDY R L,BASKARAN V, и др. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2010,58(15):8553-8559.

[14] ян шу, чжан тин, сюй цзе и др. Анализ астакзантиновых оптических изомеров в организмах с высокой производительностью жидкостной хроматографии с чиральным разрешением [J]. Пищевая наука, 2015, 36 (8): 139 — 144.

[15]LORENZ R T,CYSEWSKI G R.Commercial potential for Haemato-coccus microalgae as a natural source of astaxan thin[J]. Тренды биотехнол,2000,18(4):160-167.

[16] ян шу. Исследование изменения соединений астакзантина при хранении и переработке креветок с белыми ногами [D]. Циндао: китайский университет океана, 2015.

[17] CORREA N C F,DA SILVA MACEDO C,DE FC MORAES J, и др. характеристики экстракта креветок Litopenaeus vannamei, полученного из цефалоторакса под давлением CO2[J]. Журнал сверхкритических жидкостей,2012,66:176-180.

[18]ANDREWES A G,STARR M P.(3R,3’R)- астаксантин из Y east Pha ffia rhodo zy ma[J]. Фитохимия,1976,15(6):1009-1011.

[19]SHEEHAN E M,OCONNOR T P,SHEEHY P J A,et al.Stability of astax A thin and canthaxanthin in raw and smoked Atlantic salmon

(Salmo salar) во время замороженного хранения [J]. Пищевая химия,1998,63(3):313-317.

[20]SHAHIDI F,SYNOWIECKI J.Isolation and description of nutrients and value -added products from snow crab(Chionoecetes opilio) and shrimp(Pandalus borealis)processing discards[J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,1991,39(8):1527-1532.

[21]CORAL-HINOSTROZA G N,BJERKENG B.Astaxanthin от красного краба langostilla(Pleuroncodes planipes): оптические изомеры R/S и жирные кислотные влаги astaxanthi N esters[J]. Часть в: биохимия и молекулярная биология,2002, 133(3):437-444.

[22] миао фенгпин. Выявление астакзантиновых эфиров и жирных кислот в гематококковой плювиалисе и анализ генов, выражающихся в различных формах [D]. Ухань: аспирант китайской академии наук (ботанический сад ухань), 2007 год.

[23] нагиб и м. антиоксидантная деятельность астаксантина и связанных с ним каротеноидов [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2000,48(4): 1150-1154.

[24] пеи лингпенг. Экспериментальное исследование антиопухолевых и иммунологических эффектов астаксантина in vivo [J]. Шанхайский журнал традиционной китайской медицины, 2009, 43 (6): 68-69.

[25] жевать W, mthison B D,KIMBLE L L, et al.Astax тонкие уменьшает воспалительные биомаркеры, связанные с сердечно-сосудистыми заболеваниями эндотелиальных клеток человеческих пумб [J]. American Journal of achievements in Food Science and Technology,2013,1(7):1-17.

[26] учияма к, найто и хасегава г и др. астакс тонко защищает Гравитационные клетки против токсичности глюкозы у мышей-диабетиков db/db [J]. Отчет Redox,2002,7(5):290-293.

[27]PARK J S,CHYUN J H,KIM Y K,et al.Astaxanthin уменьшили окислительный стресс и воспаление, а также усилили иммунную реакцию у людей [J]. Питание и обмен веществ,2010,7(1):18.

[28]PASHKOW F J, watl D G,CAMPBELL C L.Astaxanthin: новый потенциал лечения окислительного стресса и воспаления при сердечно-сосудистых заболеваниях [J]. The American Journal of Cardiology,2008,101(10):58-68.

[29]ØSTERLIE M,BJERKENG B,LIAAEN-JENSEN S.Plasma внешний вид и распределение астаксантина E/ Z и R/S изомеров в липобелках плазмы у мужчин после введения однократной дозы астаксана Тина [J]. Журнал пищевой биохимии,2000,11(10):482-490.

[30]CORAL-HINOSTROZA G N,YTRESTØYL T,RUYTER B, и др. Сравнительная биохимия и физиология часть с: токсикология и Фармакология, 2004,139(1):99 — 110.