Что такое Lutein от Marigold Flower?

1. Лутейн, also known as “phyto-progesterone,” is a natural carotenoid found in a wide range of vegetables, fruits, flowers, and certain algae [1]. The human body cannot synthesize it on its own and must be ingested or supplemented through the diet. Lutein is an excellent antioxidant, and as early as 1995, the U.S. Food and Drug Administration (FDA) approved its use as a food supplement in food and beverages. A large number of studies have shown that lutein plays an important role in protecting vision, preventing cataracts and cardiovascular disease, fighting cancer, acting as an antioxidant, and boosting the immune system. It is currently one of the research hotspots in the field of international functional food ingredients [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-производное каротена with the molecular formula C40H56O2 and a molecular weight of 568.85. The lutein molecule has three chiral carbon atoms, and in theory there are eight isomers, but in nature there is only one isomer, namely zeaxanthin. The lutein molecule has 10 conjugated double bonds and a hydroxyl group on the terminal group (Figure 1). It is these conjugated double bonds that give lutein its bright color and ability to scavenge free radicals. Lutein is present in the cell membrane in a way that the hydrophobic long carbon chain is buried in the phospholipid molecule layer, while the hydrophilic hydroxyl group remains on both sides of the membrane. This structure allows lutein to be maximally combined with the cell membrane lipids that are highly susceptible to oxidation, thereby enhancing the strength of the cell membrane. In terms of stability, studies have shown that free lutein is extremely unstable to heat, lutein monooleate (ML) is slightly more stable, and dioleate (DL) is extremely stable to heat. Both ML and DL are less sensitive to UV light than free lutein. Studies have shown that esterification of the hydroxyl group of lutein with fatty acids can enhance its stability to heat and UV light. This is one reason why lutein products are mostly supplied in the form of 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 лютейна is closely related to its form, food processing status, cell structure, nutritional status, genetic background, etc. [6]. Lutein in plants mainly exists in the form of fatty acid esters.

After being eaten by animals, lutein esters need to be hydrolyzed by digestive juices into free lutein in order to be effectively absorbed and utilized by the intestines. Currently, marigold lutein is mainly used as a feed additive for poultry, и птицы достигают товарного веса стандартов, прежде чем их функции пищеварительного тракта созревают, так что они не могут эффективно использовать лютеин 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

Lutein has unique biological effects in inhibiting tumor growth, including antioxidant activity, inhibiting tumor angiogenesis and cell proliferation. Studies have shown that lutein is more effective than - о, каротин in inhibiting lipid peroxidation of cell membranes and oxidative damage induced by oxidation [11]. As a feed additive, lutein can effectively inhibit the growth of transplantable mammary tumors in mice and promote lymphocyte growth [12]. According to the American Institute for Cancer Research (AICR), a daily intake of 400 to 600 g of fruits and vegetables per capita can reduce the relative risk of cancer by 50%. Slattery et al. [13] showed that lutein intake was significantly negatively correlated with the risk of colon cancer.

4.4 задержка ранних стадий атеросклероза

Недавние исследования показали, что лютеин оказывает отсрочивающее воздействие на ранние стадии атеросклероза. 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

China has abundant marigold resources and has already extensively carried out the extraction and processing of lutein, but the products are still crude and are mainly used as animal feed additives or for export. At present, China Agricultural University, Shanghai Jiao Tong University, Peking University, etc., have all carried out research on high-purity lutein, with purities exceeding 95% [20], but this has not yet attracted the attention of 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.