Что такое Lutein от Marigold Flower?

Лютейн, также известный как «фитопрогестерон», является натуральным каротеноидом, найденным в широком ассортименте овощей, фруктов, цветов и некоторых водорослей [1]. Человеческое тело не может синтезировать его самостоятельно и должно быть поглощено или дополнено через рацион питания. Лютейн является отличным антиоксидантом, и уже в 1995 году управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) одобрило его использование в качестве пищевой добавки в продуктах питания и напитках. Большое количество исследований показало, что лютейн играет важную роль в защите зрения, предотвращении катаракты и сердечно-сосудистых заболеваний, борьбе с раком, выступая в качестве антиоксиданта, и укреплении иммунной системы. В настоящее время она является одной из горячих точек в области международных функциональных пищевых ингредиентов [2,3].

1 структура и физико-химические свойства лютейна

Лютейн-это каротеноид. Каротеноиды можно разделить на две категории в зависимости от их химической структуры и растворимости [4]: каротеноиды и ксантофилы. К первым относятся комбинированные углеводороды с молекулярной формулой C40H56, растворимые в нефтяном эфире и плохо или нерастворимые в этаноле. Они включают в себя "α", "β" и "γ-carotene", которые выполняют функцию прекурсора VA, и "lycopene", который не выполняет функцию прекурсора VA. Последние представляют собой содержащие кислород производные смешанных полиэнов, которые существуют в виде спиртов, альдегидов, кетонов и кислот. Они растворимы в этаноле и нерастворимы в эфире. Они включают в себя zeaxanthin, cryptoxanthin, lutein и capsanthin.

Лютейн представляет собой производную грава-каротина с молекулярной формулой C40H56O2 и молекулярным весом 568,85. Молекула лютеина имеет три хиральных атома углерода, и в теории существует восемь изомеров, но в природе есть только Один изомер, а именно зеаксантин. Молекула лютейна имеет 10 конгированных двойных связей и гидроксильную группу на терминальной группе (рисунок 1). Именно эти конгированные двойные связи дают лютейну яркий цвет и способность собирать свободные радикалы. Лютейн присутствует в клеточной мембране таким образом, что длинная гидрофобная углеродная цепь захоронена в молекуле фосфолипидов, в то время как гидрофилическая гидроксиловая группа остается по обе стороны мембраны. Эта структура позволяет максимально комбинироваться с липидами клеточной мембраны, которые очень чувствительны к окислению, тем самым повышая прочность клеточной мембраны. Что касается стабильности, то исследования показали, что свободный лютеин крайне неустойчив к теплу, монолеат лютеина (мл) немного более стабилен, а диолеат (дл) чрезвычайно стабилен к теплу. Как мл, так и дл менее чувствительны к ультрафиолетовому свету, чем free lutein. Исследования показали, что эстерификация гидроксиловой группы лютеина жирными кислотами может повысить ее устойчивость к теплу и уф-излучению. Это одна из причин, почему продукция lutein поставляется в основном в форме lutein esters [3].

2 распространение lutein

Лютейн широко распространен в природе, но его форма существования различна. Встречается в свободной, неэстерифицированной форме в зеленых фруктах и овощах, таких как шпинат, капуста, капуста и медовый месяц. В отличие от этого, в желтых или оранжевых фруктах и овощах, таких как апельсины, папайи, персики и кабачки, он эстерифицирован жирными кислотами, такими как миристическая кислота, лористовая кислота и пальмитическая кислота. Тем не менее, после приема этих продуктов лютеин эстеры должны быть гидролизированы в бесплатный лютеин, прежде чем они могут быть поглощены животным телом [5].

Содержание лютеина в фруктах и овощах из различных источников не является одинаковым, и результаты измерений из различных источников и единиц измерения в различных местах также значительно различаются.

Приведенные выше данные свидетельствуют о Том, что содержание лютеина в фруктах и овощах, потребляемых на природе, является низким и сильно варьируется. Если лютейн добывается непосредственно из фруктов и овощей, цена будет очень высокой. Поэтому как внутри страны, так и за рубежом "мэриголд" (также известная как "мэриголд") с высоким содержанием лютеина используется в качестве сырья для добычи и переработки "лютеина" для промышленного производства. Исследования показали, что содержание каротеноидов в маригольдах может превышать 1 мг/г свежего веса, а содержание конкретных компонентов показано в таблице 4.

3 биодоступность лютейна

Биодоступность продуктов питанияПорошок лютейнаТесно связано с его формой, состоянием пищевой промышленности, клеточной структурой, состоянием питания, генетическим происхождением и т.д. [6]. Лютейн в растениях в основном существует в виде жирных кислотных эфиров.

После того, как лютеин едят животные, лютеин эфиры должны быть гидролизированы пищеварительными соками в свободный лютеин, чтобы быть эффективно поглощен и используется кишечником. В настоящее время мариголд лютейн используется главным образом в качестве кормовой добавки для птицы, и птицы достигают товарных стандартов веса до того, как их функции пищеварительного тракта созревают, поэтому они не могут эффективно использовать лютейн эфиры. В реальном птицеводстве необходимо добавить бесплатный лютеин для абсорбции и использования. Исследования показали, что коэффициент поглощения лютейновых эфиров птицами составляет всего от 35% до 38%, в то время как коэффициент поглощения свободных лютейнов может достигать 90% [7].

Биодоступность лютейна также тесно связана с методами обработки пищевых продуктов и клеточной структурой. Лютейн в пищевом сырье встроено в клетки, поэтому методы переработки, которые разрушают структуру клеток, могут значительно улучшить биодоступность лютейна.

Биодоступность лютеинных эфиров также в значительной степени связана с количеством жира в рационе. Соответствующее количество диетического жира может вызывать секрецию эстеразы поджелудочной железы или липазы и способствовать ее активности, а гидролиз лютеинных эфиров требует участия этих ферментов. Таким образом, соответствующее количество диетического жира может улучшить абсорбцию и использование лютеинных эфиров животным телом, но это не обязательно связано с биодоступностью свободного лютеина.

4 физиологические функции лютейна

4.1 защитное зрение

Лютейн является единственным каротеноидом, найденным в сетчатке человеческого глаза, выборочно осаждаемым в макуле и по всей сетчатке. Основная физиологическая функция лютеина в глазах — антиоксидант и фотопротекторант [8]. Многочисленные исследования показали, что лютеин играет ключевую роль в профилактике и контроле распространенных заболеваний глаз, таких как пресбиопия, катаракта, диабетическая ретинопатия, возрастная дегенерация макулярной ткани (AMD), поплавники и глаукома. Лютеин помогает предотвратить артериосклероз глаза, замедляет и смягчает симптомы пресбиопии, а также снижает частоту катаракты и драмов [9,10]. Возрастная дегенерация макулярных тканей является главной причиной приобретенной слепоты, от которой страдают 25-30 миллионов человек во всем мире. Лютейн также важен для визуального и даже интеллектуального развития младенцев.

4.2 антиоксидантный эффект

Лютейн уникален в своей способности предотвращать повреждения биологических мембран, вызванные свободными радикалами, подавлять единый кислород и захватывать кислородные радикалы [7]. Однократные радикалы кислорода и пероксида в основном происходят из двух источников: первый производится кузовом и#39; нормальный метаболизм; Второй образуется в больших количествах под воздействием таких факторов, как курение, загрязнение воздуха, радиация и токсины окружающей среды. Исследования показали, что реактивные виды кислорода могут реагировать с ДНК, белками и липидами, ингибируя их физиологические функции и тем самым вызывая хронические заболевания, такие как Рак, атеросклероз и драм. Лютейн может деактивировать одиночный кислород через физическое или химическое подавление, защищая организм от вреда. Лютейн также может предотвратить перекисление липидов и защитить производящие стероиды клетки фолликулов и матки от окисления. Таким образом, добавление определенного количества лютеина в пищу может помочь предотвратить ряд заболеваний, вызванных старением человеческих органов и повысить тело и#39. Иммунная система.

4.3 противораковый эффект

Лютейн обладает уникальными биологическими эффектами в подавлении роста опухоли, включая антиоксидантную активность, подавление ангиогенеза опухоли и клеточного распространения. Исследования показали, что лютеин более эффективен, чем гравитационное каротин, в ингибировании липидного пероксирования клеточных мембран и окислительных повреждений, вызванных окислением [11]. В качестве кормовой добавки лютейн может эффективно сдерживать рост трансплантируемых опухолей молочной железы у мышей и способствовать росту лимфоцитов [12]. По данным американского института раковых исследований (AICR), ежедневное потребление от 400 до 600 г фруктов и овощей на душу населения может снизить относительный риск рака на 50%. Слэттери и др. [13] показали, что потребление лютеина значительно негативно коррируется с риском рака толстой кишки.

4.4 задержка ранних стадий атеросклероза

Недавние исследования показали этоЛютейн оказывает сдерживающее воздействие на ранние стадии атеросклероза- да. Dwyer et al. [14] полагают, что лютейн может предотвратить утолщение стенок кровеносных сосудов главной сонной артерии. Эксперименты на животных показали, что мыши скармливают лютеинсодержащие корма имеют более низкий артериальный тромбоз, чем те, которые не скармливались. Кроме того, лютеин в клетках животных стенок может значительно уменьшить окисление LDL холестерина.

4.5 цветовое воздействие

Так как лютейн ярко-желтый, имеет сильную силу окраски, и устойчив к свету, теплу, кислотам, щелочкам и т.д., он широко используется в переработке выпечки, конфет, табака, приправ и кормов.

5 метод экстракции лютеина

Лютейн был впервые извлечен из морковных корней генрихом в 1831 году, а затем из осенних желтых листьев берздлием в 1837 году, а затем другими исследователями, которые последовательно извлекли его из морских водорослей и яичных желтков [15]. В настоящее время лютейн производится путем извлечения его из маригольдов [16].

Лютейн не может быть получен путем химического синтеза и может быть извлечен только из естественных растений. Ниже приведены основные методы извлечения лютеина.

5.1 метод отделения мембраны

Для извлечения натуральных пигментов используются такие традиционные процессы, как мацерация, испарение и концентрация, а также очистка растворителей. Однако эти процессы имеют такие недостатки, как высокое потребление энергии, чрезмерно сложные процессы и низкая чистота продукции. Внедрение мембранной сепарации [17] не только снижает затраты, но и повышает качество продукции. Экстракционный раствор сначала очищается микрофильтрацией (MF) с использованием керамической мембраны, а затем фильтрация концентрируется с использованием обратного осмоса (RO) мембраны. По сравнению с концентрацией этанола в экстракции и испарении этот процесс, который в основном использует технологию разделения мембран, является более простым, а пигментное решение в основном находится при комнатной температуре, что эффективно обеспечивает качество пигментного продукта.

5.2 метод микроволнового отопления

Ян спасай и др. [2] использовали чай в качестве сырья, 6#Растворитель как срединный и микроволновый способ нагрева для экстракции лютеина, а также оптимальные условия экстракции лютеина путем регулирования таких параметров, как концентрация растворителя, микроволновая мощность и время экстракции. Экспериментальные результаты показывают, что когда соотношение материала (вт/в) 1:25, время 30 с, и материал извлекается дважды с помощью микроволновой печи, скорость извлечения lutein может достичь 65,45%. Основное преимущество данного метода заключается в Том, что он обеспечивает экономию растворителей и повышает эффективность извлечения.

5.3 метод сушки

Лютейн может быть извлечен из лепестков календулы путем сушки и тампинга в новом типе поворотной сушилки барабана [18]. При изменении коэффициента тампинга эффективность тампинга колеблется от 70% до 90%. Количество лютеина тесно связано со временем сушки и температурой. В то же время высыхание при 60 градусах больше, чем при 70 градусах.

5.4 метод экстракции

Циндао высокотехнологичный индустриальный парк циндао институт природных продуктов смог извлечь lutein из морских гольдов в больших масштабах. Технологический поток: лепестков marigold → fermentation → → granulation → hexane → negative pressure испарительная сепарация → lutein resin.

5.5 метод экстракции органических растворителей

Этот метод использует этанол в качестве растворителя для извлечения лютеина из морских гольдов в щелочных условиях. Экстракт коричнево-желтого цвета, после вакуумной дистилляции, концентрации, выпадения осадков и сушки получается коричневое твердое вещество [19]. Сонг хао и др. [16] изучали растворимость лютейна в цветах из маризолота в четырех органических растворителях (тетрагидрофуран, нефтяной эфир, гексан и ацетон) и бинарных смешанных растворителях этих растворителей и этанола. Они пришли к выводу, что эффект экстракции лютеина в бинарных смешанных растворителях лучше, чем в чистых растворителях. Кроме того, эффективность растворения лютеина также тесно связана с ультразвуковыми волнами, температурой и размером зерна сырья.

Существуют также сверхкритические методы извлечения жидкости диоксида углерода и высокоэффективные методы жидкостного хроматографического анализа.

6 перспективы на будущее

Китай обладает богатыми запасами мариголда и уже активно занимается добычей и переработкой лютеина, однако эта продукция все еще является сырой и используется главным образом в качестве кормовых добавок для животных или на экспорт. В настоящее время, китайский сельскохозяйственный университет, шанхайский университет цзяо тонг, пекинский университет и т.д., все провели исследования на высокой чистоты lutein, с примесями, превышающими 95% [20], но это еще не привлекли внимания China'. Пищевая промышленность. Отечественные научно-исследовательские институты, в Том числе чжэцзянский университет, разрабатывают инновационную высоколутеинскую рисовую зародышевую плазму и соответствующие продукты и уже достигли первоначальных результатов. Лютейн имеет хорошее защитное зрение, предотвращает атеросклероз, антиокисление, противораковые и другие эффекты, так как функциональный ингредиент в продуктах питания, медицине, продуктах здравоохранения и других областях будет иметь хорошие перспективы развития.

Ссылки на статьи

[1] сунь чжен, яо хуйюань. Антиканцеровый эффект лютейна и текущее состояние исследований [J]. Биотехнологический бюллетень, 2005, 16 (1): 84-86.

[2] ян спасай, Дэн ю. Предварительное исследование процесса извлечения лутейна [J]. Наука и технологии пищевой промышленности гуанчжоу, 2004, 20 (1): 45-47.

[3] Мэн сянь хэ, мао чжунгуй, Пан цююэ. Функция лютейна по укреплению здоровья [J]. Пищевые добавки китая, 2003 (1): 17-20.

[4] ты синь. Лютейн и его функция защиты глаз [J]. Пищевые добавки китая, 2003 (5): 1-3, 10.

[5] чжу хайся, чжэн цзяньсян. Структура, распределение, физико-химические свойства и физиологические функции лютеина [J]. Пищевые добавки китая, 2005 (5): 48-55.

[6] джин венбо, дай я. Химия табака [м]. — Пекин: издательство университета цинхуа, 1999: 43 — 44.

[7] ли хоминг. Обзор исследований по мэриголд лютейн и его физиологическим функциям [J]. Пищевые добавки китая, 2001 (4): 31-33.

[8] лю чжен, шэнь сяося, шу сяоли и др. Прогресс в отношении структуры и функций лютейна и его применения [J]. China Science and Technology Expo, 2009 (28): 225-226.

[9] барнс H T. разработка напитков для здоровых глаз и кожи [J]. Soft Drinks Management International, 2004, 25 (6): 27.

[10] ма чжун чжин. Продукты, содержащие лютейн хороши для зрения [J]. Китайская еда, 2000 (19): 15.

[11] Granado F, Olmedilla B, Blanco I. питательная и клиническая ценность лютеина для здоровья человека [J]. Британский журнал питания, 2003, 90 (3): 487-502.

[12] Li Yongxiang, Cao Duanlin. Прогресс в добыче и применении лютеина [J]. Шаньси химическая промышленность, 2004, 24 (1): 16-18.

[13] слэттери м L, бенсон дж., кёртин к и др. Каротеноиды и Рак толстой кишки [J]. М. : клин нутр, 2000, 71 (2): 575.

[14] двайер дж., наваб м., двайер к., и др. Оксигенизированный каротеноид лютейн и прогрессирование раннего атеросклероза: исследование атеросклероза в лос-анджелесе [J]. Тираж, 2001, 103(24): 2922-2927.

[15] сюй сюлан, чжао гохуа, кан цзяньцюань и др. Прогресс в исследовании lutein [J]. Злаки, масла и жиры, 2004, (10): 3-7.

[16] сон хао, хе зечао, чжан цзе и др. Экстракция лютеина из цветов marigold [J]. Химическая инженерия, 2003, 13 (4): 10-12.

[17] лю мо' а. Справочник по технологии мембранной сепарации [м]. Пекин: химическая промышленность пресс, 2001: 12-15.

[18] Armstrong P R, Brusewitz G H, Stone M L, et al. Вращающиеся сухие - Жажду молотильных лепестков от цветов из мэриголда. Сделка ASAE, 2000,43(2):379-384.

[19] дин джиаксин. Экстракция съедобного натурального пигмента lutein [J]. Наука и техника гансу, 2003, 19 (7): 96-98.

[20] ты син. Натуральные экстракты и функциональные пищевые добавки [J]. Наука о еде, 2004, 25 (3): 216 — 218.