Что такое экстракт черного риса антоцианин?

Black rice is a special type of Рис (рис)that is rich В случае необходимостиnutrients иhas certaВ случае необходимостиhealth benefits- да. It is considered a delicacy that nourishes the body иhas the effect of “appetizing the stomach, invigorating the spleen, warming the liver, improving eyesight and blood circulation, and nourishing the essence by relieving dryness”. It has long been loved by people in East Asia. Studies have confirmed that the physiological health benefits of black rice are mainly due not to nutrients such as dietary fibre, vitamins and minerals in black rice, but to the anthocyanin pigment rich in black rice bran [1-4].

Anthocyanin is a plant polyphenol widely distributed in nature, and is present to varying degrees in the petals and seed coats of most plants. During the ripening process of black rice, a large amount of anthocyanin pigments accumulate in the seed coat, which gives the brown rice a brownish red, purplish red, purplish black or even black color. Recent studies have found that in addition to giving plants rich colors, anthocyanins also have physiological functions such as anti-oxidation, anti-inflammation, lowering blood lipids, and inhibiting tumor growth. At the same time, as a relatively safe natural pigment, anthocyanin also shows broad application prospects in the food industry [5]. Black rice is abundant in resources, and anthocyanin pigments are characteristic substances of black rice. Understanding the research status of black rice anthocyanins is of certain guiding significance for the development and comprehensive utilization of black rice. This paper provides a review of the latest research progress on black rice anthocyanin at home and abroad.

1 методы экстракции и обнаружения антоцианина черного риса

В настоящее время для экстракции веществ, подобных антоцианину, из растительных материалов в качестве экстракционного агента обычно выбирается спирт (в основном от 50% до 80% метанола или этанола). После экстракции, фильтрации и концентрации для исследования физико-химических свойств берется пигментная проба. Кроме того, некоторые исследователи пытались использовать разрушение стенок микробных клеток, ферзиматические методы, щелочные кислотные осадки и сверхкритическую экстракцию для извлечения антоцианинов [6]. В литературе также сообщается, что подкисленные водные растворы также обладают довольно хорошей способностью к экстракции антоцианов в черном рисе и что чистота пигмента может быть увеличена путем добавления шага рекристаллизации [7].

Zhang Mingwei optimized the best extraction conditions for black rice pigments through orthogonal experiments: 60% ethanol as the solvent, a black rice husk liquid ratio of 1:4, 60°C, and extraction for 4 hours [8]. Cacace believes that although increasing the extraction temperature has no significant effect on the antioxidant capacity of blackcurrant alcohol extracts,   Но когда температура поднимается выше 35 градусов, это приводит к увеличению разложения антоцианина и, таким образом, уменьшает содержание антоцианина в экстракте [9]. Наша лаборатория выбрала в качестве экстракционного агента 60% пищевого спирта (содержащего 0,1% HCl), что является более безопасным для организма человека. Соотношение жидкости и материала было 1:1, и смесь была извлечена при комнатной температуре для 3 × 12 h. концентрировалась под вакуумной температурой ≤42 °C, чтобы предотвратить уничтожение антоцианина при высоких температурах, а затем адсорбировалась на подкисленной амберлитной XAD-7HP макропористой смолы. Урожайность антоцианинового экстракта из черного риса может быть стабилизирована на уровне около 5,5% [4].

Anthocyanin is a glycoside compound formed by the combination of anthocyanidin and various monosaccharides in their natural state. Currently, 17 anthocyanidins have been discovered, of which the most common are six (Figure 1). Anthocyanins that occur in higher plants are mostly derivatives of these six anthocyanidins [5]. Due to the large variety of anthocyanins and the fact that they usually coexist, the total anthocyanin content is usually used to evaluate the amount of anthocyanins in a substance. However, the biological activity of individual anthocyanin monomers varies due to differences in the chemical structure of the B ring. This requires a clear understanding of the composition and content of anthocyanins in black rice.

Black rice extract is mainly composed of anthocyanins. Xia Xiadong et al. used high-performance liquid chromatography (HPLC) to isolate anthocyanin extracts from black rice husks and determined that the dominant anthocyanins in black rice were cyanidin 3-glucoside (Cy-3-G) and peonidin 3-glucoside (Pn-3-G) based on retention time. Cy-3-G and peonidin 3-glucoside (Pn-3-G), and further liquid chromatography-mass spectrometry analysis showed that the contents of Cy-3-G and Pn-3-G were 38.0% and 5.2%, respectively [4, 10]. This is consistent сthe reports of Chiang and Kaneda [11-12]. However, Hyun also isolated the malvidin pigment from the Heugjinjubyeo black rice variety [13]. The above studies show that the anthocyanin composition may differ in different black rice varieties, but the dominant type is cyanidin, and the sugar base is glucose.

2. Физиологические функции антоцианинов черного риса

Антоцианины часто называют флавоноидами, потому что их 2- фенилбензопиранский скелет очень похож на 2- фенилхромоновую структуру флавоноидов. Однако, по сравнению с флавоноидами, антоцианины по-прежнему обладают некоторыми уникальными химическими свойствами, такими как антоцианиновое углеродное кольцо с положительным ионным кислородом, сильная полярность, редко в виде гликозида, изменения в химической структуре при различных условиях pH [14-15]. Эти характеристики позволяют предположить, что антоцианы могут иметь различные биологические эффекты и функции, чем флавоноиды. Флавоноиды и изофлавоноиды широко изучены и уже используются в клинической профилактике и лечении заболеваний. Некоторые исследования показали, что ежедневное потребление антоцианинов значительно выше, чем флавоноидов, однако физиологические функции антоцианинов углубленно не изучались [14]. Однако исследования последних лет постепенно доказали, что антоцианины имеют ряд физиологических преимуществ для здоровья, включая антиоксиданты, регулирование липидов крови, противовоспалительные и противоопухолевые эффекты, которые начали привлекать широкое внимание исследователей.

2.1 антиоксидант

Избыток, особенно потребление больших количеств простых сахара и насыщенных жиров, может привести к образованию в организме больших количеств свободных радикалов реактивного кислорода (рос) и реактивного азота (RNS). Розы и РНС могут окислять и повредить биологические макромолекулы, такие как ДНК, белки и липиды, и вызвать различные заболевания, включая диабет, опухоли и атеросклероз [16]. Поскольку у антоцианинов в молекулярной структуре есть несколько фенолических гидроксильных групп, они могут связывать себя с переменными свободными радикалами для формирования стабильных свободных радикалов, хелатов-ионов металлов, которые инициируют липидоксирование, участвуют в синергическом антиоксидантном эффекте и уменьшают или устраняют разрушительное воздействие свободных радикалов на ткани и органы организма путем прекращения цепных реакций свободных радикалов, хелатов-ионов металлов и накопления активного кислорода.  Тем самым уменьшая или устраняя вредное воздействие свободных радикалов на ткани и органы организма. Лингз и лингз#39; исследовательская группа s кормила кроликов и мышей, не имеющих генного недостатка, жирным рационом, содержащим 5% черного риса, и обнаружила, что черный рис может эффективно удалять активные радикалы, свободные от кислорода, у этих двух экспериментальных животных и ингибировать окисление липопротеина низкой плотности (LDL) [1, 3].

Adding 5 g of Экстракт сибирской язвы черного риса per kilogram of feed can significantly reduce the levels of oxidized glutathione (GSSG) and malondialdehyde (MDA) in the serum of fructose-fed - крысы.[17]. Kaneda' анализ s показал, что крышка -3- g является основным антиоксидантным компонентом в отбивных из черного риса,  , который демонстрирует более сильное высвобождение радикалов и защищает эпидермальные клетки хаката от ультрафиолетовых повреждений, чем цианидин (Cy)[12]. Исследовательская группа, возглавляемая цсуда, последовательно продемонстрировала, что антоцианин -3- г может значительно сократить производство липидных пероксидов в сыворотке крыс, уменьшить свободные радикальные повреждения, вызываемые исхией-реперфузией крысиной печени, и защитить витамин с в крови от окисления [18-19]. 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 антиоксидантное действие на организм [11].

2.2 регулирование липидов крови

Среди различных биологических видов деятельности антоцианинов наибольшее внимание привлекает их защитное воздействие на сердечно-сосудистые заболевания. Французы потребляют много насыщенных жирных кислот и холестерина в своем ежедневном рационе питания, однако их частота и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний очень низки. Эпидемиологические исследования показали, что это может быть связано с антоцианинами в красном вине, которое они регулярно пьют. Эксперимент по кормлению апоэ генами-дефицитными мышах показал, что черные антоцианины риса могут значительно снизить уровень триглицеридов сыворотки (TG) и общий уровень холестерина (TC) у мышей, а также уменьшить площадь нестабильных атеросклеротических бляшек. Эффект был аналогичен эффекту симвастатина, широко используемого липидного препарата в клинической практике [4]. Цуда использовала в качестве испытуемого пурпурный кукурузный пигмент крышка -3- g, который также является доминирующим антоцианином, и подтвердила, что антоцианины могут эффективно предотвращать ожирение мышей, вызванное высоким содержанием жира в рационе питания,  Путем сокращения тг и выражения ферментов, связанных с синтезом жирных кислот, и уменьшения осаждения липидов в печени мышей [20]. Xia et al. показали, что антоцианин крылатых -3- g может уменьшить осаждение холестерина в атеросклеротических штуках путем активации транспортера кассеты, связывающей аэндозин с трифосфатом, для повышения эффективности холестерина из пеноэлементов макрофаге [21].

2.3 противовоспалительные средства

Антоцианин продемонстрировал хорошие противовоспалительные свойства в ряде исследований in vitro и in vivo. Ван и др. пришли к выводу, что шестимесячное диетическое вмешательство с подмышками из чёрного риса значительно снизило уровень воспалительных факторов, таких как растворимый коэффициент адгезии сосудов, растворимый лиганд CD40 и высокочувствительный с-реактивный белок у пациентов с ишемической болезнью сердца [22]. Фиолетовый кукурузный пигмент, богатый на -3- г, может нормализовать высокую экспрессию ТНФ -α in ожирения мышей, вызванных высоким содержанием жира диеты [20].

Антоцианин может также уменьшить воспаление путем регулирования капиллярной проницаемости. Кормление крыс антоцианинами, извлечёнными из европейской черники (V. myrtillus L.), может эффективно сдерживать отек лап, эффект зависит от дозы. Антоцианин может выступать в качестве ингибиторов циклооксигенеза -2 (COX-2) и снижать уровни простагландина E2 и, в частности, pgе -2 при воспалении суставов и соединительной ткани. В отличие от обычных противовоспалительных средств, антоцианины способствуют синтезу коллагена II типа [23]. Антоцианин может подавлять активность индуцируемого синтазы оксида азота (нос) и тем самым подавлять уровень NO в клетках мышки macrophage RAW264.7 [2]. Недавние исследования в нашей лаборатории показали, что антоцианин -3- г может подавлять воспалительную реакцию эндотелиальных клеток cd40 путем регулирования внутриклеточного распределения холестерина [24].

2.4 другие функции

Nam et al. compared the various biological activities of black rice bran and white rice bran alcohol extracts and found that black rice bran extract can significantly inhibit the gene mutation of mammalian cells caused by 4-nitroquinoline 1-oxide (4NQO) and the tumorigenesis induced by TPA [25]. Hagiwara et al. confirmed that 4NQO) caused by mammalian cell gene mutation, as well as tumorigenesis induced by TPA [25]. Hagiwara et al. confirmed that purple corn pigment can effectively inhibit 1,2-dimethylhydrazine-induced rat rectal cancer [26]. Chen et al. found that purified black rice anthocyanin can inhibit the invasion of SKHep-1 tumor cells by reducing the expression of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and urokinase-type plasminogen activator (u-PA). MMP- 9) and urokinase- type plasminogen activator ( u-PA) expression to inhibit SKHep- 1 tumor cell invasion and metastasis [27]. In addition, black rice bran extract has been shown to have tyrosinase inhibitor activity, which can inhibit the biosynthesis of melanin and reduce the deposition of pigments in the skin [28].

3. Выводы

Black rice anthocyanin is a natural food coloring agent that is safe, non-toxic, colorful and abundant. It also has a wide range of disease prevention and health promotion effects, and has great application potential in the fields of food and medicine. At present, research on black rice anthocyanin is still in its infancy. There are certain differences in the content and composition of anthocyanin between different varieties, and its health effects and mechanisms are not yet fully understood. Therefore, future research should focus on screening and selecting black rice varieties with high anthocyanin content, improving the extraction process to obtain anthocyanin pigments with high purity and good stability, the dose-effect relationship of anthocyanin intervention in animal and human diseases, and the regulation of gene expression.

Ссылка:

[1]   Линг вх, ван л л, ма дж И повышает статус антиоксиданта [J]. JNutr, 2002, 132: 20 — 26

[2]   Ху СИ, завистовский дж., линг у и др. Черный рис (рис) (Oryza sativa L. indi- ca) пигментированная фракция подавляет как химически активные виды кислорода, так и оксид азота в системах химических и биологических моделей [J]. JAgric Food Chem, 2003, 51:5271 — 5277

[3]   Xia M, Ling WH, Ma J, et al. Добавки в рацион с долей пигмента черного риса смягчают атеросклеротическое образование пластыря В apolipoпротеин e entmice [J]. JNutr, 2003, 133: 744 — 751

[4]   Xia XD, Ling W H, Ma J, И др. Антоцианин-богатый Выдержка из черного золота   rice    Улучшает качество   - атеросклеротик   Табличка с надписью   B. стабилизация положения    В apolipoпротеин E- entmice [J]. JNutr, 2006, 136: 2220 — 2225

[5]   Конг ДЖМ, чиа лс, го нк и др. Анализ и биологическая деятельность антоцианинов [J]. Фитохимия, 2003, 64: 923 — 933

[6] сюй юаньцзинь, дю цзень. Методы изоляции и идентификации антоцианинов и их биологической деятельности [J]. Пищевая промышленность и ферментация, 2006, 32(3): 67 — 72

[7] чжан цин. Исследование процесса экстракции и очистки пигмента черного риса [J]. Журнал циндао университета, 2000, 15 (2): 24-26

[8] чжан минвей. Активные ингредиенты и механизм действия черного риса при антиоксидантных и гиполипиэпидемических эффектах [D]. Гуанчжоу, гуандун: нормальный университет южного китая, 2003: 57

[9]Cacace JE, Mazza G. оптимизация экстракции антоцианов из черных смородин с водным этанолом [J]. J Food Sci,2003,68: 240- 248

[10] ся сяодун, лин вэньхуа, чжэн лин и др. Определение состава и содержания антоцианина в экстракте из черного рисового отрубника с помощью HPLC [J]. Наука о еде, 2006, 27 (2): 206 — 208

[11] чан ан, у х л, йе х и др. Антиоксидантные эффекты экстракта черного риса через Индукция супероксида Dismutase and catalase activities[J]. Липидс, 2006, 41:797 — 803

[12] Канеда I, кубо F, сакурай х. антиоксидативный Соединения в ex- tracts of black rice brans[J]. J Health Sci, 2006, 52: 495- 511

[13] Хён-джей-ви, чун-ь с. цианидин и мальвидин из "ориза сатива". Heugjinjubyeo медитирует цитотоксичность против клеток моноцитической лейкемии человека путем ареста G (2) фаза м и индукция апоптоза [J]. JAgric Food Chem, 2004, 52: 2213 — 2217

[14] Клиффорд м. н. антоцианины природа, возникновение и Пищевая нагрузка [J]. J Sci Food Agric, 2000, 80:1063 — 1072

[15] лапидотт, харель, акири б и др. Ph-зависимые формы красного вина и тоцианины как антиоксиданты [J]. JAgric Food Chem, 1999, 47: 67 — 70

[16] Ceriello A, Motz E. это окислительный стресс патогенный механизм un- derlying - инсулин. - сопротивление, - диабет, and  Сердечно-сосудистые заболевания - от болезни? Была вновь рассмотрена гипотеза об общей почве  [J]. Артериослер тромб васк биол, 2004, 24: 816 — 823

[17] Го х х, линг у х, ван к и др. Эффект антоцианина — богатого экстракта черного риса (Oryza sativa L. indica) на гиперлипидемию и резистентность к сулину у крыс, питающихся фруктозой [J]. Растительные продукты Hum Nutr, 2007, 62:1 — 6

[18] цуда т, хорио ф, кито дж., и др. Защитное воздействие диетического цианидина 3- о-бета-д-глюкозида на ишемию печени — реперфузионные повреждения у крыс [J]. Arch Biochem Biophys, 1999, 368: 361 — 366

[19] Tsuda T, Horio F, Osawa T. диета цианидин 3 - o- бета-d-глюко-сторона повышает ex vivo стойкость сыворотки к окислению у крыс [J]. - липидс, 1998 год, 33: 583- 588

[20] Цуда т, хорио ф, учида к и др. Диетический цианидин 3- o-бета-d - Glucoside-богатая фиолетовая кукуруза Цвет предотвращает ожирение и улучшает гипергликемию мышей [J]. JNutr, 2003, 133: 2125 — 2130

[21] Xia M, Hou M, Zhu H и др. Антоцианины вызывают холестерин эфлюкса из брюшных макрофагов мышей: роль пероксисома pro- liferator- activated рецептор {gamma}- печень X рецептор {альфа}- ab-ca1 путь [J]. J Biol Chem, 2005, 280: 36792 — 36801

[22] ван к, хан п, чжан м и др. Обогащение фракции черной рисовой свиньи улучшает антиоксидантный и противовоспалительный статус в Пациенты с ишемической болезнью сердца [J]. Asia Pac J Clin Nutr,2007, 16 Дополнение 1:295- 301

[23] Ван х, наир м г, страсбург г м, И др. Антиоксидант и Антиин-фламатурная деятельность антоцианинов and  Их агликон, Цианидин из вишни и черешни. JNat Prod, 1999, 62: 802

[24] Xia M, Ling WH, Zhu H L и др. Антоцианин предотвращает CD40-acti- очарование провоспалительных сигналов in  Эндотелиальные клетки путем регулирования распределения холестерина [J]. Артериослер тромб васк биол, 2007, 27 :519 — 524

[25] Нам с х, чхве с п, кан ми и др. Антиоксидативная, противомутагенная и антикарциногенная деятельность экстрактов из рисового отростка в химических и клеточных анализах [J]. JAgric Food Chem, 2005, 53: 816 — 822

[26] Хагивара а, мияшита к, наканиши т и др. Произносится на английском языке 1. Ингибирование По натуральному антоцианину фиолетового цвета кукурузы, of2- амино - 1- метил - 6- фенилимазо [4,5- б] пиридин (фип)- ассоциированный колоректальный автомобиль-циногенез in  Мужчина (1) Категория F344 rats  Предварительная обработка with   1,2 — диметилхи — дразин [дж]. Рак летт, 2001, 171:17 — 25

[27] Чэнь п н, куо вх, чан с л и др. Чёрный рис антоцианин в Раковые клетки hibit Вторжение через репрессии СВП и у-па ex- pression [J]. Chem Biol interactive, 2006, 163: 218 — 229

[28] Миядзава м., Осима т, кошио к и др. 1. Тирозиназа Ингибитор из черного рисового отрубника [J]. JAgric Food Chem, 2003, 51:6953 — 6956