ルテインと抗酸化物質の研究

ルテイン(lutein)は、非ビタミンa活性酸素含有カロテノイドである。この分子は2つの異なるクロモン環を持ち、それぞれ3番目の炭素原子にヒドロキシ基を持つ。c-3、c-3 '、c-6 'には3つの非対称中心があるため、理論上は8つの立体異性体が存在する。ルテインの調製過程は複雑であるため、単一の異性体のルテインの化学合成はまだ成功していない。現在、ルテインは天然植物からしか抽出できません。

ルテイン(lutein)は、野菜に広く含まれる天然カロテノイドである花、果実、特定の藻類などです天然の食品着色剤であり、食品の栄養素である。近年、ルテインには抗酸化作用、抗老化作用、抗変異作用があることが多くの疫学的証拠から示されており[1-2]、また、黄斑変性、心血管疾患の予防、腫瘍形成・発達の阻止、免疫の強化など、幅広い生物学的活性を有しています。米国fdaは2003年にルテインを一般的に安全な食品として承認し、2006年末には中国も使用を承認した食品中の着色剤としてのルテイン, 150mg/kgに50mg/kgの添加量。また、幼児や子供への栄養補助食品としてルテインの追加を承認しましたႆmg/kgに300mg/kgの添加量と39;s式食品、[3]。

1ルテインの抽出法

現在、雄町天然植物から抽出されるルテイン抗酸化生物活性を有する。近年、ルテインの需要が高まる中、国内外の研究者がより収率の高い抽出法の開発に取り組んでいます。ルテインの抽出法

1。1有機溶媒による抽出

有機溶媒抽出はルテインを抽出するために最も広く使用されている方法である。一般的に使用される有機溶剤には、ヘキサン、エタノール、酢酸エチル、6号溶剤油などがあります。周Yanfangら滅ぼすものだ。[4]の使うSoxhletデシメータ、および、逆流co-cooking方法を抽出色素は、マリーゴールド粒子から結果最高条件はアセトンの混合物と酢酸エチル(1:1)material-to-liquid比率1:4の抽出7。0 h时抽出の石高マリーゴールドxanthophyll 22.6%とみられる。liu shuoら[5]が研究したルテインの抽出と精製(1)抽出剤にヘキサンエタノール(体積比6.7:1.0)を使用し、ustb-01藻類粉末からルテインとエステルを抽出する。抽出時間1時間、固液比1:50;(2)ルテインエステルからルテインへの変換の最適制御条件は、除菌剤として直水20%、除菌温度50°c、時間6時間、除菌剤投与量1:40;(3)クロレラ細胞からルテインを抽出・精製する過程で、80.6%のルテインが得られ、クロレラ細胞からルテインを生産するための重要な研究基盤が確立された。

1.2マイクロ波と超音波抽出

天然植物の色素成分のほとんどは細胞内物質であり、抽出の際には細胞を破壊する必要があります。機械破砕法は効率が低く、化学破砕法は抽出物の構造や特性に変化をもたらしやすい。超音波は、高速で強力なキャビテーション効果を発生させて植物細胞を破壊し、溶媒を植物細胞に浸透させ、細胞内の物質の放出、拡散、溶解を加速させ、抽出時間を短縮し、抽出効率を向上させる弾性のある機械振動波です。マイクロ波は一種の瞬間的な貫通加熱法である。マイクロ波場の作用の下で、植物細胞は、それによって抽出速度を加速し、効果的に製品の収率を向上させる破壊されます。

yang maishengらは、ケールの真空凍結乾燥葉粉末を原料とし、テトラヒドロフランによるルテイン抽出条件は、超音波出力400 w、温度30°c、時間20分で、抽出量は317.25mg/kgに達した。戴国ギャングらた【7】ようマリーゴールドフケの粒子原料を抽出する使用されるルテインesters 80% hexane最適な条件に比率資料となってはタロットカード反超音波800 W器時間20分、30°Cの温度抽出率93.9%と突出していた。huang xingxinら[8]が研究したクロレラからルテインを超音波抽出するそして、最適なプロセスパラメータは、液対固体比40:1、超音波出力561 w、時間16.5分、照射モード4 s/5 s、抽出温度45°cであると結論付けた。最適なルテインの収量は1.511 mg/gであった.

1.3超臨界co2抽出

超臨界流体抽出技術は、超臨界流体の特殊な性質を利用しています。分離する固体または液体の混合物を高圧条件下で接触させ、システムの動作圧力と温度を調整して目的の物質を抽出します。その後、減圧または加熱によって超臨界流体の密度を下げて抽出物を分離する。超臨界co2抽出法は、毒性がなく無害であること、溶解性が高く、溶剤残渣が少ないこと、製品の純度が高いことなどの利点があります。そのため、ますます注目を集めており、天然物の抽出に広く使用されています。

li gaofeng[9]らが抽出したマリーゴールドの乾燥した花の粒子からルテイン超臨界co2抽出法により、抽出圧力45 mpa、温度50°cが最適であると結論付けた。分離i圧力8 mpa、温度55°cで、主抽出物は分離iタンクに集められる。分離iiで回収した不純物を用いて、圧力4 mpa、温度20°cの分離iiを実現しました。このような条件下では、ルテイン抽出物は高い抽出速度を有する。梁林[10]洋上CO2超臨界抽出からルテインを抽出する技術が使用するいるpomace、最適な過程の環境はなる決意する48°Cの温度、圧力35 MPa分離15 MPaの力でないentraining用量9 mL諜報部員と比較超臨界CO2抽出有機的な溶剤抽出】超臨界CO2抽出の目标値有機溶剤抽出の短所を補完するため、込み入った操作など加工時間が長く、歩留まりが低い。

1.4酵素媒介有機溶媒抽出

酵素法は、抽出中に細胞内のより多くの物質を公開し、油の透過性を高める、細胞構造の完全性を破壊します。植物の細胞壁は主に多糖類から構成されているため、セルラーゼとヘミセルラーゼは多糖類の分解活性が最も高く、最も効果が高い。マリーゴールドの花の酵素分解は、ルテインの異性化を引き起こさず、酵素処理されたマリーゴールド粉末には、ルテインの異性化があります全トランスルテインの最高のコンテンツ,到達25.1 g/kg乾燥重量(dw)[11]。しかし、酵素処理法は反応時間が長いため、溶媒抽出前に酵素処理中の大量の水分を除去する必要があり、実用化には限界があった。

barzana eらは[12]、一連の加水分解酵素を用いて、主に有機溶媒で低含水率の培地中の細胞壁成分を分解する、酵素反応と有機溶媒抽出を同時に行う方法を提案した。ヒドロラーゼの選択に関しては、navarrete-bolanos jlら[13-14]がマリーゴールドの花からのルテインの抽出に対する非市販の酵素製剤の効果を調べた。本酵素はエンシリング過程で産生される内生微生物により合成され、高いセルラーゼ活性と良好な抽出結果を示した。li xiuxiaらは[15]の超音波-酵素補助抽出プロセスを研究したトウモロコシタンパク質粉末のルテイン最適な過程とパラメータ酵素抽出ルテインの粉末状のトウモロコシタンパク質の酵素を濃度7682 U / gた基板上818%の濃度が、および金型工としてタンパクプロダクトオブザ酵素て212 h .このプロセス65の生産量μg / g、予測した結果に合っているのはどれさせる。

1.5使用中の現在の新しいメソッド

中国では、ルテインを調製するための新しい方法の使用に関する研究は比較的少ない。cisneros mら[16]は、クロレラvulgarisの重量30%エタノールを用いてクロレラvulgaris algaemudderを抽出し、この粗抽出物を材料として、ペグ-リン酸二重膜系におけるルテインの分布挙動を研究した。その結果、ph 7.0で22.9% (m/m) peg 8000と10.3% (m/m)リン酸からなる二相系では、ルテインは上段に、残基は下段に分布していた。ルテイン収率は81.0%であった。

範建峰ら[17]はマリーゴールドの花を原料としているルテインを抽出するマイクロ波界面活性剤の相乗抽出。最適な過程が见つかっacetate-Tween-20エチルの使用を最优秀extractant(による0.03%)基準の抽出solid-liquid比率1:60 (g / mL)、マイクロ波出力が400 W a温度60°C、及び2値min抽出されルテインの。金额は3.209 mg /グラムほど。同じ条件でマイクロ波放射単独と比較して収率が65%、従来の溶媒抽出法と比較して収率が37.14%増加し、大幅に時間を短縮した。

2ルテインの機能と応用

2.1ルテインの抗酸化作用

のルテインの多くの効果は、その抗酸化効果と切り離せません。人体は、さまざまな活性酸素種を作り出すことができます。これらはすべて、dnaの破壊、脂質の過酸化、酵素活性の変化、多糖類の分解、細胞の破壊など、人体に多大なダメージを与えます。ルテインは、その構造に複数の共役二重結合を有しており、高いエネルギーを移動させて活性酸素種を安定な酸素分子に変換することができ、一重項酸素が脂質二重結合や共役二重結合を攻撃することを防ぎます。ペルオキシルラジカルの有効なスカベンジャーであり、特に生きた細胞組織の低酸素圧で有効である。

bosch-morell fら[18]は、フリーラジカル掃討剤と抗酸化物質が炎症反応を緩和できると考えている。li dajingら[19]は、マリーゴールド・フラワー超臨界抽出物(semf)を研究に用いた。semfのin vitro抗酸化活性を,脂質過酸化に対する抵抗性,省エネルギー性,ヒドロキシルラジカルおよびスーパーオキシドアニオンラジカルの除去性の観点から総合的に検討した。その結果、semfはこれらの系において強い抗酸化能力を示し、優れた天然抗酸化物質であり、フリーラジカルのスカベンジャーであることが示されました。lanfangら[20]は、このことを実験で示したルテインはsodの活性を増加させることができる組織におけるgpx、それによって抗酸化能力指数を増加させ、脂質過酸化を阻害し、ぶどう膜炎の予防と改善におけるルテインの適用のためのいくつかの実験的基礎を提供します。

2.2 Lutein&#目を保護し、amdを防ぐことにおける39の役割

ルテインとゼアキサンチンはともに脂溶性ビタミンであるそれは選択的に網膜とレンズの黄斑領域に蓄積し、光フィルターと強力な抗酸化物質として機能します。彼らは目のための重要な抗酸化物質です。彼らは黄斑を構成する黄色の顔料です。高等動物はカロテノイドを合成できないため、黄斑色素の主な供給源は食物摂取である。多くの研究で、黄斑色素の機能低下が加齢黄斑変性(amd)の発症に関連していることが示されています。ルテインとゼアキサンチンの濃度の低下はamdと核白内障を引き起こす。適切な補充を行うと、血清および黄斑領域の黄斑色素濃度が有意に増加し、amdなどの加齢関連眼疾患の発生および発症を遅らせることができる[21]。richer sら[22-23]は、ルテイン補充がarmd患者の黄斑色素光学密度(mpod)および視覚機能を改善することを示している。

olmedilla bら[24]は、抗酸化物質(ルテインおよびビタミンe)を長期的に補充すると、老年白内障患者の血清レベルおよび視覚機能が改善することを示した。ルテインの高用量、いずれかを介してルテインが豊富な果物や野菜やサプリメント,高齢の白内障患者の視覚機能のために有益である可能性があります。ルテイン補給は、視覚機能を改善し、視覚疲労を効果的に緩和することができます。maらによる研究[25]の結果は、ルテイン介入が、長時間のスクリーン光照射を受けた人の涙液膜剝離時間、視力、および単純な反応時間を有意に改善したことを示した。ルテインが目を保護する効果があるため、ここ数年、ルテインを主成分とした目の健康用品が開発されている。山東freda販売医薬集団が2008年1月に発売したロムルテイン錠は、国家食品薬品監督管理局(郭市健梓j20070004)の輸入品アクセス証明書を取得している。グローバルな英語商標はocuviterです。

2.3ルテインの抗がん効果

ルテイン粉ヒトの血液中の主要なカロテノイドの一つであり、腫瘍の成長を阻害する特別な生物学的機能を持っています。最近の研究で、様々ながん(乳がん、前立腺がん、胃がん、皮膚がんなど)に対して抑制効果があることが示されています。米ニューヨーク大学薬学部の最近の研究によると、乳がんの発生率とルテインの摂取量は密接な関係があることが分かった。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。fu leiなどの研究結果[26]は、ルテインがヒト胃がん細胞株(sgc-7901)の増殖を抑制し、アポトーシスを誘導することを示している。pei yingxinらは[27]、ルテインは、baxおよびbcl-2タンパク質の発現を調節することによって、ヒト食道扁平上皮がん細胞のアポトーシスを誘導することを示した。前立腺ガン細胞の増殖に関する研究によると、ルテインだけでガン細胞の増殖を25%減少させることができ、それが作用すれば相乗効果とトマトの红素成長率を32%下げることができる[28-29]。

2.4 Lutein&#心血管および脳血管疾患を防止する上で39の役割

最近の研究では、ルテインはアテローム性動脈硬化の初期段階に遅延効果があることが示されています。ルテインは動脈壁の肥厚を防ぐことができます。血液中のルテイン含有量が低いと、動脈壁が厚くなりやすい。ルテインの含有量が徐々に増加すると、動脈壁が厚くなる傾向が減少し、動脈塞栓症も顕著に減少します。一方、動脈壁細胞のルテインは、低密度リポタンパク質(ldl)の酸化を減少させることもできます。医学実験では、天然のルテインとゼキサンチンがペルオキシナイト酸を除去し、大動脈内皮細胞の表面の接着分子を減少させ、アテローム性動脈硬化の予防に重要な役割を果たすことが示されている。消費量の多い人はルテインは発生率が低い傾向がある冠状動脈性心疾患または脳卒中の場合、ルテインは心疾患に対する治療効果を有する可能性があります。厚変化に関係の研究のintimaの主要な頚動脈と血中ルテイン浓度がの18ヶ月後が実験グループ内の頚動脈と壁厚さ、血中ルテイン浓度がほとんど変わらないが高い血管壁の厚さ中グループ中のルテインである血糖値の低いが大幅に増えた。

2.5 Lutein&#糖尿病とその合併症を予防する上で39の役割

多くの研究は、糖尿病が増加した酸化ストレスと体の減少した抗酸化能力と関連していることを示しています。遊離ラジカルによる生化学反応は、糖尿病の発症に重要な役割を果たしています。酸化ストレスは糖尿病の状態でも発生し、心臓、脳、腎臓などの様々な組織への損傷や、糖尿病合併症を引き起こす可能性があります[30]。張清ら。[31]見せ血清注射で気分が抗酸化酵素レベル血清ルテインやリコピンとβ2-caroteneコンテンツより大幅に低くうち2型DM人は通常のグループの、コンテンツ及びMDA能够性が高い反映hyperoxidationストレスや体のな抗酸化力まで減少する糖尿病だ。

coyne tら[32]は、血清カロテノイド値が2型糖尿病に反比例することを示し、これはzhang qらの所見と一致している。zhang q etal.[33]以前に発見されたルテインが腎障害を軽減することを研究しています糖尿病よメカニズムはlutein&に関連している可能性があります#抗酸化酵素の活性を増加させ、プロ炎症性サイトカインの発現を減少させる39の能力。hu bojieら[34]は臨床観察から、単純糖尿病性網膜症(dr)患者の血清ルテインおよびゼキサンチン濃度は正常人よりも有意に低く、補充によってこれを改善できると結論付けた。

2.6食品および飼料添加物へのルテインの適用

合成顔料は人体に有害であるため、生物由来のルテインは天然の着色剤となっている。欧米では食品着色剤や栄養素として登録されており、目に良い飲料や離乳食に使用されている[35]。飼料添加物へのルテインの広範な応用は、主に次のような側面に反映されている。(1)着色:ルテインの研究は、例えば、ルテイン濃縮鶏飼料で、卵黄と白の色と品質を改善するなどの文献で報告されている[36-38]。ルテインはまた、黄色、オレンジ、赤色の魚の卵を与えることができます。

leng xiangjunらは、餌にルテインを添加すると、金魚の体の色が大幅に改善され、鱗、皮膚、筋肉、尾びれのルテイン含有量が増加し、金魚の体の色がより鮮やかになることを発見した[39]。日本北海道のある農場では、マリゴの花びらから抽出した黄金色のカロチノイドをニジマスのエサとして使っている。ニジマスの鱗が黄色く変色しているのが特徴だ。この方法はニジマスの肉の質を向上させるだけでなく、栄養価も向上させる。(2)卵の受精率と可孵化性を向上させる:研究では、胚の循環系と血管帯を発見しましたルテイン含有量の高い卵開発です

卵黄に含まれるルテインは、ビタミンaの大量蓄積を促進する胎児のグリコーゲン'の肝臓は、胎児における脂質の吸収を促進'の肝臓、および卵の受精率と孵化可能性を向上させる[40]。arenら[41]は、ルテインを飼料に添加すると、ウズラの卵の受精率と孵化率が有意に向上し、死んだ胚の割合が減少し、その結果、ウズラの生殖能力が向上することを示した。(3)免疫力の向上:ルテインは家畜、魚、エビの生殖、生存、免疫能力を高め、酸化から脂質を保護することができます。bedecarrats g yら[42-43]は、ルテインが産卵鶏の抗体応答を刺激し、気管支炎ウイルスに対する免疫を行うことを発見した。tian heshanら[41]は、ルテインを添加するとヒナの肝臓における抗酸化酵素の活性が増加し、過酸化脂質mdaの含有量が減少することを示した。

3概要

ルテイン研究は10年以上の歴史があり、ルテインの開発・応用研究は海外の大手企業が中心となって進めています。近年、国内の大学や天然物の研究機関でもルテインの研究が行われている。しかし、海外での研究の進展に比べれば、国内の研究と生産の水準には依然として差がある。今後、高純度ルテインを開発・生産し、その応用分野を広げ、産業化することは、中国の研究者にとって重要な課題である。現時点では、ルテインの生理学的効果に関する研究は、十分な分子生物学的証拠を欠いている。また、それを裏付ける明確な統計的証拠もありません。しかし、関連メカニズムへの理解が深まり、技術的手段の急速な進歩に伴い、ルテインの作用メカニズムが徐々に明らかになり、そのための基礎を築くことになりますルテインのより良い適用.

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