ルテインどうした?
ルテイン exists in nature together with zeaxanthin. Natural lutein esters are an important carotenoid fat ester, which is more stable than free lutein. The body also absorbs it better than free lutein. The bioavailability のlutein esters in のbody is 1.6 times that のlutein. The Ministry のHealth approved lutein ester as a new resource food in 2008. Therefore, both lutein とlutein ester can be used as functional factors in new health foods and food additives, and their application prospects are broad.
1物理的および化学的特性およびルテインの源
1.1ルテインの物理的および化学的性質
ルテイン(lutein)またはフィト・ルテイン(phyto-lutein)またはキサントフィル(xanthophyll)とも呼ばれ、動物や植物に広く見られるテトラテルペノイド化合物です[1]。分子式はc40h56o2で、分子量は568.87である。ルテイン(lutein)は、オレンジ-黄色の粉末、ペーストまたは黄褐色の液体で、弱い干し草のような臭いを持つ。水には不溶だが、プロパノール、メタノール、イソプロパノール、ジクロロエタンには可溶で、耐熱性に優れている。
1.2ルテインの源
ルテインは、トウモロコシ、卵黄、ホウレンソウ、キウイフルーツ、ニンジンに広く含まれている。研究によると、卵黄とトウモロコシは、全カロテノイドの85%に相当するルテインとゼアキサンチンを最も多く含んでおり、トウモロコシは、全カロテノイドの60%に相当するルテインを最も多く含んでいる。さらに、ズッキーニ、パパイヤ、オレンジ、カボチャなどの暗い色の野菜や果物にもルテインが含まれている。近年、マリーゴールドにはカロテノイド、特にルテインが豊富に含まれていることが発見されている。南米のhenkle社は、発酵後の資源豊富なカボチャとオレンジの残渣からルテインエステルを抽出し、人体で自動的にルテインに変換する。今日、マリーゴールド、トウモロコシタンパク質粉末、藻類がルテインの主要な抽出源となっている。
1.2.1 Marigolds
Marigold, also known as calendula, is an annual herb native to Mexico. Marigold flowers come in yellow, orange, and red petal colors. Marigolds were first introduced to China in the 1980s and are now grown in large quantities, making them the main source of lutein. The American company Kemin Foods was the first to invent a new process for producing lutein, making it a new type of health food additive. The company extracts the finished lutein crystals from large quantities of wild marigolds from all over the United States. Li et al. [3] studied the lutein コンテンツof 11different varieties of marigolds and found that the lutein content varied greatly, with the highest content reaching 611.0 mg/100g and the lowest 161.0 mg/100g. This indicates that the lutein content in marigolds varies greatly. Bhattacharyya et al. [4] studied the 抗酸化properties of lutein in three different colors of marigolds (orange, yellow, and red). They found that the antioxidant properties of lutein in orange marigolds were the highest, and the lutein content was also higher than that of the other colors.
1.2.2トウモロコシグルテン食事
コーングルテンパウダー(corn gluten powder)とも呼ばれるコーングルテン粉は、コーンスターチとアルコールの製造の副産物である。これは、トウモロコシの穀粒を湿式粉砕して製造した粗澱粉ミルクから分離したタンパク質スラリーを、澱粉分離器で乾燥させたものである。のトウモロコシ中心の蛋白质、はデンプンやセルロースの少量のは、さらに大事なことはルテイン豊かなzeaxanthin、β-carotene、などトウモロコシは世界の一つです'の3つの主要な食料作物。毎年、トウモロコシグルテンが飼料として大量に使用され、ルテインの重要な供給源となっている。そのため、トウモロコシを二次加工して廃棄物を宝に変える。医療用タンパク質粉末からルテインを抽出することは、現在のトウモロコシとなっている世界の一つです'の3つの主要な食料作物、そして毎年トウモロコシグルテンの大量のルテインの重要な供給源である飼料として使用されています。そのため、トウモロコシの二次加工を通じて廃棄物を宝に変える。現在、医療用タンパク質粉末からルテインを抽出することが研究課題となっています。
2・3位を藻
マリーゴールドからルテインを抽出するのは複雑なプロジェクトです。マリーゴールドの栽培には多くの土地と人手が必要であるだけでなく、ルテインの含有量も大きく異なり、0.03%に達するものもある。高収量のルテインの選別方法は厄介な問題であり、経済的な観点からマリーゴールドはルテインの最も理想的な供給源ではありません。最近では、藻類に注目が集まっています。藻類にはルテインが含まれているだけでなく、成長が早く、繁殖しやすいため、ルテイン生産の効率が大幅に向上します。ルテインは、muriellopsis spやクロレラ・ゾフィンゲンシスなどの多くの藻類から抽出されており、藻類はまもなく工業的なルテイン生産の主要な供給源になると考えられている。
2 .ルテインの機能と作用機序
2.1彩色機能
ルテイン粉着色効果があります。鮮やかな黄色をしているため、水に不溶で、油やエタノールに可溶で、着色力が強く、光、熱、酸、アルカリに強い。ペストリー、キャンディー、調味料、ピクルス、および飼料を着色するために広く使用することができます。また、健康製品やシュガーコート錠、カラーカプセルを着色するために使用することができます。天然の黄色色素であるルテインは、強い着色性、良好な安定性、高い安全性などの利点を有しています。欧米では食品着色料として登録されています。食品に美しい黄金色を与えるために使用することができ、化学的に合成されたレモンイエロー、クチナシイエローなどを置き換えることができます。
ルテインを飼料に添加することで、動物の皮膚の色を明るくすることができる。ルテインは他の着色剤と比較して、安定性に優れ、持続性が強く、損傷が少なく、安全性が高いという利点があります。^ a b c d e f g h i j j。餌にルテインを加えると動物を作ることができます#39; skin color become brighter through continuous deposition. Compared with other colorants, lutein has the advantages of good stability, strong persistence, low damage and high safety. Zhou Liangjuan et al. [5] found through experiments that lutein can significantly improve the coloring of broiler shanks. Leng Xiangjun et al. [6] conducted a study on the effect of lutein on the body color of goldfish. By testing the changes in water, fat and protein in the muscles of goldfish, they found that lutein did not affect the composition of goldfish muscles, and that adding an appropriate amount of lutein could also improve the survival rate of goldfish.
2.2抗がん機能
ルテインは乳癌、食道癌、皮膚癌、前立腺癌などを抑制し、hepg2細胞の増殖を抑制するという研究結果が国内外で発表されている。この機構は酸化ストレスレベルの調節、atp産生の阻害、bax mrnaとp53 mrnaの発現亢進に関連していると考えられている。wang ruozhongらは、hepg2ヒト肝がん細胞株とl02正常ヒト肝細胞株を研究対象とし、異なる用量のルテインを添加して細胞生存率を観察した[7]。この実験では、一定量のルテインを添加すると、がん細胞の生存率が大幅に低下することが分かった。米ハーバード大学医学部のマーク・チャーク教授らが離乳食を調査した結果、一般食品に含まれるカロテノイドは7.83 mg/l00gだが、ルテインは4%に過ぎないことが分かった。カロテノイドは、dnaへの酸化的損傷を減らすことができ、ヒトの血液や組織の5つの重要なカロテノイドの一つとして、ルテインは、細胞融合を加速し、体を改善することができます' s免疫向上させる。fu leiらは[8]異なる濃度のルテイン(20、40、80、160 mg/ l)でht29細胞を処理し、ルテインがht29細胞の増殖を阻害することを発見した。ニューヨーク大学薬学部の研究結果によると、乳がんの発生率はルテインの摂取と密接に関連している。ルテインの摂取量が少ない実験群の乳がん発生率は、高摂取群の2.08 ~ 2.21倍であった。したがって、食事によるルテインの摂取は、腫瘍の発生を抑制し予防することができます。
2.3視力を守る
近年の研究では、ルテインとゼアキサンチンは、目の網膜の一部への光の損傷を防ぐことができることが示されています。2つのメカニズムが関わっています。
(1) ルテインは高エネルギーの可視光をフィルタリングすることができる。青色光を40%減らすと、網膜上のフリーラジカルの量が大幅に減少することが実験で示されている[9]。
(2)ルテインは、抗酸化物質として、光の目への酸化作用を低減し、活性酸素種やフリーラジカルの生成を制御することができます。leeら[10]は、ルテインが紫外線による身体への影響を軽減できるかどうかを研究した。今回の実験によっての腫れ発見され耳ルテインが入っていたマウスに食事を食べさせた制御グループに比べてチャネル・ゲインのために強度が著しく低下しよりもさらに結果の実験マウスで生产したフリーラジカルルテインから摂取しよいUV照射下で空白のグループの賃金水準と比べてかなり低い。これは、ルテインが光によって引き起こされる皮膚への光損傷や、耳の腫れなどのいくつかの病理学的反応を減らすことができることを示しています。
加齢黄斑変性(amd)は、老年性黄斑変性とも呼ばれ、中高年の視力を脅かす主な眼疾患の一つです。疫学研究はamdの発生がボディと負の相関があることを示している' sルテインコンテンツ。多くの実験では、ルテインがamdの発生率を減少させることが示されています。boneら[11]は、amd患者とamdを持たない患者を比較し、amd患者の目に含まれるルテイン量がamdを持たない人よりも低く、amdに対するルテインの予防および抑制効果を確認した。ニューハンプシャー大学の研究者は、278人のボランティアのさまざまな要因の間の関係を調査し、食事中のルテインと血液中のルテインは、目の黄斑色素密度と正の相関があることを発見しました。彼らはまた、食事にルテインを追加すると、目の黄斑色素密度を増加させ、amdのリスクを減らすことができることを証明しました。加齢黄斑変性患者に関するamerican optometric association journalのnorth chicago medical center ophthalmology clinicのdr.schuart richardが実施した臨床研究によると、毎日ルテインを6 mg摂取すると、黄斑変性のリスクが低下することが示された[12]。
2.4抗酸化机能
bht、bha、tbhqなどの現在一般的に使用される合成抗酸化物質は、動物の肝臓の拡大を引き起こす可能性があります。bhtはまた、ミクロソーム酵素の活性を増加させることもできる。また、bhaには発癌性があることも発見されています。このため国内外で合成抗酸化剤の使用が制限され、天然抗酸化剤が重視され始めている。ルテインはカロチンの一種であり、複数の不飽和二重結合を含み、強い遊離ラジカル除去効果を有する。それは抗酸化作用を果たし、老化の影響を遅らせることができます。li jinshengら[13]は、異なる量のルテインを与えられたマウスを研究した。空白のグループはルテインを追加されませんでした。その結果、モデルマウスでは、ルテインが血清mda値を有意に低下させ、sod活性を増加させることが示された。zhangらは[14]、ショウジョウバエにルテインを塗布し、ルテインがショウジョウバエに与える影響を観察し、そのメカニズムを解析した。その結果、0.1 mg/ mlのルテインはキイロショウジョウバエの寿命を49.0 dから54.6 dに延ばすことができ、対照群と比較して、キイロショウジョウバエのmdaが減少する一方で、抗酸化酵素の活性が増加することが観察されました。ルテインは、ショウジョウバエの抗酸化酵素の活性を高めることによって、ショウジョウバエの寿命を延ばすことが推測されている。
3ルテインの抽出・調製法
Most of the lutein in marigolds is bound to lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid to form lutein esters. In corn protein powder, most of the lutein is present in the form of a complex with the protein. Denaturing the protein with a solvent such as ethanol can quickly extract the lutein. The traditional method of extracting lutein is generally to extract it by organic solvent extraction. After extraction with organic solvents such as ethyl acetate and n-butane, lutein monomers can be separated from the salts to obtain purer lutein monomers. To improve extraction efficiency, organic solvent extraction methods are often assisted by ultrasound, microwaves or enzymes. In addition, supercritical carbon dioxide extraction has also been applied to the extraction of lutein as a new method.
3.1有機溶媒抽出
Organic solvent extraction is the most commonly used extraction method and is widely used in the extraction of lutein. Marigold flowers can be made into marigold particles through fermentation, pressing, drying and other processes, and then the pigment essential oil can be prepared by solvent extraction. Sheng Aiwu et al. [15] studied the effect of different extraction solutions on the extraction rate of lutein from dried marigold flower powder and found that the highest extraction rate of lutein, up to 6.21 mg/L, was achieved by extracting the pollen with a complex reagent of ethane, acetone and methanol. However, there are two disadvantages to the organic solvent extraction method. First, due to the toxicity of some organic solvents, there is a safety issue as the prepared lutein monomers may contain residues of the organic solvent. Second, the extraction rate is low.
3.2 Ultrasonic-assisted抽出
超音波アシスト抽出は、抽出過程で超音波の原理を利用して細胞を分解するため、抽出物が迅速かつ効率的に抽出溶媒に入ることができ、抽出時間を短縮し、抽出効率を向上させる。李テギョンらました[16]ultrasonic-enhancedの過程を学び有機溶剤ホンダ:稲マリーゴールド花からルテイン粉、ルテインだった結論を下し抽出率が「先端技術条件下の93.65%安阳市に超音波の300 Wの力、超音波動作を約30分、liquid-to-solid比。li xiuxiaら[17]は、トウモロコシタンパク質粉末からルテインを超音波抽出する方法を検討したが、最適なプロセスパラメータは、超音波時間11分、初期温度25.4°c、液対固体比6.4 ml /gであった。このような状況のなかで、ルテイン抽出率は67.90人に達するかもしれμg / gli manら[18]は、有機溶媒中で超音波を用いてルテインエステルを抽出するための最適なプロセス条件を検討した。超音波出力150 w、抽出温度40°c、抽出時間90分で抽出率18.57%を達成した。
3.3 Enzyme-assisted抽出
酵素が細胞壁を分解することで、細胞内で抽出された物質が外部の溶液と迅速に結合・交換され、抽出効率が大幅に向上する。李大静ら[19]は、マリーゴールドの花粉を原料に、液体セルラーゼ処理と有機溶媒抽出を組み合わせた方法でルテインを抽出した。抽出率は92.37%に達し、酵素法は溶媒法のみより抽出効率が大幅に向上した(抽出率77.53%)。
3.4 Microwave-assisted抽出
マイクロ波を利用した有機溶媒抽出は、溶媒抽出に比べて高速で抽出速度が速く、必要な溶媒量が少なく、操作が簡単という利点がある。li jianyingら[20]は、マイクロ波加熱による柑橘類の皮からのルテイン抽出を研究し、マイクロ波出力800 wで抽出率71.60%を得た。
酵素、超音波またはマイクロ波支援のいずれであるかにかかわらず、目的は、細胞の内容物を迅速に解放することです。そのため、異なる機器を用いた細胞破壊がルテイン抽出速度に与える影響についても研究が行われている。chanら[21]は、微細藻類細胞を破壊する3つの異なる方法(オートクレーブ、超音波細胞破壊装置、ビードミル均質化装置)を比較した。試料をsaponifiedし、hplcを用いてルテイン含有量を分析した。その結果、ビードミルホモゲナイザーを使用したルテイン抽出速度(抽出速度2.8 mg/g)は、他の方法と比較して有意に高いことがわかりました。
3.5超臨界二酸化炭素抽出
一般的に使用されている有機溶媒抽出法は、溶媒残渣の問題があるため、一般的には飼料添加物としてのみ使用できます。超臨界二酸化炭素抽出法はこの問題を解決することができる。超臨界二酸化炭素抽出法は、特定の物質に特殊な可溶化作用を持つ超臨界二酸化炭素を用い、成分の極性、沸点、分子量の異なる成分を別々に抽出することができる。超臨界二酸化炭素抽出は、他の伝統的な方法に比べて、無溶剤、無汚染、高温で抽出物質の熱分解を回避することができ、抽出物質の自然活性を維持することができる利点があります。溶剤残渣が少なく活性の高いルテインを調製するために使用できます。
tong wanbingらは、トウモロコシのタンパク質粉末を原料とし、超臨界二酸化炭素抽出技術を用いてルテインを抽出した[22]。最適な過程されに条件を抽出期間、2.3 h実在42℃の温度、圧力を抽出30 MPaの90%の捜査官entrainingエタノール(加える率5 mg / 100 g)の。このような状況のなかで、予測応答トウモロコシルテイン品位たら表面分析46.5%に到着できるようになる。現在、多くの人がルテインを超臨界抽出法で抽出しており、常に条件の最適化が進んでいます。しかし、超臨界抽出法は比較的コストが高いため、ルテインの大量生産には適用されていない。関連する文献はあまりありませんが、環境に優しい効率的な抽出技術として、超臨界二酸化炭素抽出技術はルテインの抽出において大きな可能性を秘めています。
4. 食品加工におけるルテインの応用
ルテインは、食品や医薬品の分野で、グリーンで健康的な食品添加物として使用されています。スロベニアのリュブリャナ大学の研究者によると、ヒマワリ油にルテインを加えて加熱すると、高温で油によって生成されるトランス脂肪酸を減らすことができます。この効果は、オイルにローズマリー抽出物を追加するよりも大幅に優れています。研究者らは、ヒマワリ油にローズマリー抽出物とルテインを加え、コントロールオイルと一緒に180°cに加熱した。その後、加熱後のトランス脂肪酸含有量を測定した。加熱前と比較して、コントロールオイル、ローズマリーエキス入りサンプルオイル、ルテイン入りサンプルオイルを添加したところ、1つ以上のトランス二重結合を持つトランス脂肪酸の含有量がそれぞれ0.91%から1.71%、1.55%、1.43%に増加した。
Lutein is also used as a nutritional supplement and coloring agent in beverages and jellies. Adding lutein to orange juice drinks, dairy drinks, and carbonated drinks can maintain more than 90% of lutein after 6 months of storage. Li et al. [23] used xylitol and lutein as raw materials, and prepared a xylitol-lutein solid beverage through processes such as crushing, mixing, granulating, and whole grain processing. By combining low-energy xylitol with fatigue-fighting lutein, the health benefits of the beverage were enhanced. By preparing lutein into lingonberry lutein ester soft capsules, it was found through experiments that after 45 days of use, the test group had significant improvement in symptoms such as eye pain, eye swelling, photophobia, blurred vision, and dry eyes. Now this capsule has been successfully applied in the field of health food. [24]
5結論
ルテインは天然の着色剤であるだけでなく、視力の保護、抗酸化・老化抑制、免疫力の向上、抗腫瘍など、さまざまな健康機能を持っています。自然食品、グリーン食品、健康食品に対する消費者の需要の高まりに伴い、天然ルテインの潜在的な市場価値は巨大です。現在、さまざまなルテインある食品が開発され、国内外おすすめクリーム、ビジョンや改善を守るなど(カロチンを含むが、ビタミンa、ビタミンルテイン)、米国のNutriliteによって造られている2代ルテインブルーベリーカプセルドイツ産ルテインエステル秀征製薬によって作り出さgummies华北(トンア)製薬によって作り出さルテインのタブレット菓子また、米国ケミンフーズ社の「スーパービジョンドリンクフローラ」と呼ばれる人体機能性食品「ルテイン」と、玄城バイオバイオ社の「エンビルトルテインブルーベリーチュアブル錠」が発売された。「gloルテイン」を配合した水溶性飲料です。ルテイン健康食品の研究・開発・生産には、米国のハッツ社、スイスのロシュ社、ドイツのマルコス社などが参加しており、市場の見通しは広い。しかし、現在、中国はルテインの機能メカニズム、用量効果関係、応用に関する研究を強化する必要がある。
(1) はルテインとルテインエステル豊富であるため、中国'の大規模な人口と限られた土地資源は、植物資源からのルテインの抽出が限られています。トウモロコシイエローパウダーなどの農業副産物、pomace、皮、野菜スクラップなどの果物や野菜加工副産物からのルテインの抽出に焦点を当てる必要があります。ルテインは、藻類培養や微生物発酵などの効率的な生産方法により、大規模かつ工業化された生産が可能です。
(2)ルテインには、優れた着色機能の他に、視力を保護し、抗酸化、腫瘍を予防し、腫瘍の成長を抑制し、人体の動脈硬化を遅らせる機能があります。また、植物油の処理中にトランス脂肪酸の発生を減らすことができます。しかし、具体的な作用機序と定量的効果については、さらなる研究が必要である。
(3)研究ルテインのシナジー効果をルテインestersなどのその他の抗酸化物質β-carotene、違ってビタミンEとビタミンCリコピンとポリフェノールなど、きわめて有効食品抗酸化防止物質と抗酸化を作るアンチエイジング健康食品;研究ルテインのシナジー効果など他の機能の味付け用野菜類アントシアニン、ビタミンA、β-carotene、bioactive多糖类、積極ペプチドなど、視力の遺産を守る健康食品開発にも腫瘍と免疫力を高め、アトピーを防ぐことにした。
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