アスタキサンチンの発生源は何ですか?
アスタキサンチンは、非ビタミンaで脂溶性のケト型カロテノイドで、海洋動植物、微細藻類、酵母などに広く分布しています[1]。そのユニークな化学構造は、活性酸素を効果的にクエンチする能力を与え、自然界で見られる最も強力な抗酸化物質となっています。アスタキサンチンは人体で合成することができず、食事によってのみ得られる。米国食品医薬品局(fda)は、化学合成を禁止しています栄養補助食品として食品生産に使用するためのアスタキサンチン,しかし、動物や水生飼料や日常の化学工業における着色剤としての使用を承認します。欧州委員会は、食品産業における食品着色剤としての天然アスタキサンチンの使用を承認している[2]。
自然界では、天然アスタキサンチンの主な食物源は、海洋性食品およびpluvialis haematococcusである[3]。現在、人間の健康に対するアスタキサンチンの有効性多くの研究によって確認されており、アスタキサンチンは、中枢神経系および脳機能に肯定的な効果をもたらすことができる血液-脳および血液-網膜障壁を貫通することができることが判明した唯一のカロテノイドです[4]。したがって、1つの食品の栄養補助食品健康製品や医薬品は、人間の健康を改善するための実用的な意義があります。本論文では、アスタキサンチンの発生源、分布、生理活性、吸収・代謝の概要を提供し、関連データを統合・分析し、アスタキサンチン資源の開発と利用のための有効な参考資料を提供する。
1構造特性,ソースおよびアスタキサンチンの形態
1.1アスタキサンチンの構造特性
アスタキサンチンとも呼ばれるエビまたはロブスター筐体顔料黄色い色素の化学的名前3から3「-dihydroxy-4 4」-dione -ββ分子式-carotene、は十分体C40H52O4。化学構造は共役二重結合でつながれた4つのイソプレン単位からなり、両端に2つのイソプレン単位が6員環構造を形成する[2]。一態様では、二つのキラル炭素原子がある3 c 3'C、各炭素原子キラルつとは2 conformations(すなわち、RまたはS)、それではには3つの光学異性体「一対のracemicアスタキサンチン((sauna)、3 ' S dextrorotatory 3 R、3'R)とmeso-astaxanthin一(3'R (sauna)、)。一方、アスタキサンチン分子の複数の炭素-炭素二重結合が共役長鎖構造を形成しているため、cis-trans異性化が起こりやすく、さまざまな幾何異性体が形成されます[5]。
cis配置では、通常、cis二重結合付近の水素原子間、または水素原子とメチル基との間に大きな立体障害が存在する。したがって、自然の中で、ほとんどのアスタキサンチン自由国は全transアスタキサンチンとして存在するこれは、この異性体の分岐基(メチル基)の空間位置と競合しないため、比較的良好な構造安定性を与えている[6]。しかし、アスタキサンチンは溶媒の性質、光、熱、酸素、金属イオンなどの影響を受けて幾何異性化反応を起こしやすく、様々なシス型異性体に変化する[7-8]。現在の文献では[7]、アスタキサンチンのシス異性体の主な形態は以下のとおりであると報告されている。9-cis-astaxanthin13-cis-astaxanthin、15-cisアスタキサンチン(15-シス-アスタキサンチン),13,15-ジ-シス-アスタキサンチン(13,15-ジ-シス-アスタキサンチン),それぞれの構造アスタキサンチン異性体図1に示します。
1.2アスタキサンチン源および形態
1.2.1アスタキサンチン筋
現在商用化アスタキサンチン製品主にhaematococcus pluvialis、赤酵母、合成アスタキサンチン、およびアスタキサンチンが豊富ないくつかのエビ油製品に由来しています。研究者は、haematococcus pluvialisが分析し、天然のアスタキサンチンの良い供給源であることを発見しましたアスタキサンチン含有量を測定する異なる生物学的資源で[9]。アスタキサンチンは藻類の粉の乾燥重量の約4 ~ 5%を占めます;赤fava酵母に含まれるアスタキサンチンは乾燥重量の約0.12%を占める[10];他のいくつかの一般的な水産資源のアスタキサンチン含有量の合計を図2に示します。その結果、アナキアミのアスタキサンチン含有量は約120 mg/kg、エビや甘エビは約30 mg/kg ~ 60 mg/kg、カニは約30 mg/kg、サケは約15 mg/kg ~ 20 mg/kgである[11-12](いずれも乾燥重量ベース)。
1.2.2アスタキサンチンの形態
主な形態自然の中でアスタキサンチン遊離型とエステル化型(モノエステルとダイエステル、図3に示すように)であり、有意な種の違いがあります。研究によると、アスタキサンチンは主にサケマスと赤酵母の遊離状態に存在し[13-14]、藻類、エビ、カニのエステル化状態に存在し、遊離状態のアスタキサンチンは比較的低い[15-17]。miao fengping[17]は、haematococcus pluvialis中の遊離アスタキサンチン、アスタキサンチンモノエステルおよびジエステルがそれぞれ約5%、70%および25%であったと報告した。gladisとbjerkeng[16]が研究した その結果、カニの色素成分は、カロテノイド全体のうち、遊離アスタキサンチンが約10%を占めていました。アスタキサンチンmonoesters約12%でアスタキサンチン二エステルは約70%でした自由アスタキサンチンとの相対的な割合エステル化されたアスタキサンチンは、いくつかの一般的な水産資源に含まれています図4に示します。
また、脂肪酸鎖にリンクされていますアスタキサンチンは主に長鎖脂肪酸である。その中で、haematococcus pluvialisのアスタキサンチンエステル構造の脂肪酸は、主にオクタデカン酸とヘキサデカン酸である。白エビ、ナンヨウオキアミ、ワタリガニの場合、アスタキサンチンエステルの脂肪酸鎖はほとんどc 20:5およびc 22:6の形で存在する。なお、動物はアスタキサンチンとアスタキサンチンエステルを合成することができず[18]、食物からしか得ることができない。アスタキサンチンは主にエビのような水生生物でエステル化した形で見られるが、魚では見られる ほとんどが遊離状態であり、動物におけるアスタキサンチンの吸収、変換、蓄積は非常に選択的であることを示している。生体模倣の観点からは、人体におけるアスタキサンチンの利用を研究し改善するための新しいアイデアを提供する。
その一方で自然界の自由なアスタキサンチンは、主に幾何学的構成に存在するのall-trans-astaxanthinと13-cis-astaxanthinしかし、生物によってアスタキサンチンの光学的構成は大きく異なります。国内外の関連研究を検索し[10,17,19]、アスタキサンチンの光学異性体の種類別組成をまとめた(図5)haematococcus pluvialisのアスタキサンチン,サケと南極オキアミ主に3 s、3 &に存在します#rhodopseudomonas palustris中のアスタキサンチンは、3 r、3&のすべてである一方、39 sの構成#39; R構成。エビやカニでは、3 s、3 &の相対的な内容#39; sと3 s、3 r型は比較的高く、合成アスタキサンチンは3つのアスタキサンチン型(3 s, 3 &)の混合物である#39; s 25%、3 r、3 '、R 25%、(sauna)、3 ' r 50%)[9、10、16、20-21]。
2 .アスタキサンチンの生体機能と吸収・代謝に関する研究。
2. アスタキサンチンの生物学的機能
特別β-iononeが鳴るとlong-chain共役 アスタキサンチンの分子構造のアルケン構造 活性酸素を効果的にクエンチする機能を付与します。それは、自然界で最も強力な天然の抗酸化物質であり、そのフリーラジカルを除去する能力は、ビタミンeや他のカロテノイド(ルテイン、リコピン、ベータカロチン)の500倍である[22]。現在、アスタキサンチンは、血液脳および血液網膜障壁を通過することができる唯一のカロテノイドである[4]。その構造と特性の多くは、優れた生物学的機能を示す。
多くの動物実験で、アスタキサンチンには抗腫瘍作用[23]、抗炎症作用[24]、抗糖尿病作用[25]があり、酸化的損傷を減少させ[26]、免疫力を高め[27]、運動機能を改善し[28]、心血管および脳血管疾患を予防する[29]などの作用があることが示されている。アスタキサンチンの生物活性に関する最近の研究報告を表1にまとめた。また、異なるアスタキサンチン異性体が示す生物学的機能が異なることが国内外の研究で明らかになっています。(sauna)、3'ですアスタキサンチンは、より優れた生物学的機能と強い抗酸化活性を持っています3 rより3' rと3 s、3 rは、より良い生物学的機能と強い抗酸化活性を持っています[9];liuら[30]は、全トランスアスタキサンチンと比較した様々なでvitroシミュレーション試験を通じて証明した。9-cis・13-cis-astaxanthin複数のシミュレーションシステムで高い抗酸化能力を示します。
2.1アスタキサンチンの吸収と代謝に関する現在の研究
カロテノイドとして、かどうかの重要な要因アスタキサンチンは生物活性を発揮することができる摂取後吸収され、利用または体内に格納されているそれの割合です。その利用率は、主に分子構造、食品の物理的結合、食事中の脂肪含有量、消化管中の膵臓酵素および胆汁塩の含有量などの要因によって影響される[49]。
現在、体内でのアスタキサンチン吸収の代謝過程に関する研究は比較的少なく、体内で分子構造が異なるアスタキサンチン化合物の消化吸収に関する報告も少ない。蘭画ら[20 32]オルソンらであった。[50]のバイオアベイラビリティーアスタキサンチン向上を効果的に図ることができる脂質、国会を追加することによって示唆タイプとコンテンツ食品中の脂質マトリクスのが影响を与える重要な要因のバイオアベイラビリティーアスタキサンチン人体内に寄生する。
Østerlieら[51]サンゴらであった。[52]口頭後で人間アスタキサンチンの存在に血清勉強アスタキサンチンとアスタキサンチンエステルの摂取。その結果、遊離アスタキサンチンを摂取した後、血液中のリポタンパク質と結合することが明らかになった。アスタキサンチンエステルを摂取したところ、血中から遊離アスタキサンチンのみが検出され、エステル化アスタキサンチンは検出されなかった。血液中の反応値は、同量の遊離アスタキサンチンを摂取した場合の4 ~ 5倍であった。遊離アスタキサンチンは人体に直接吸収され利用されると推測されているエステル化されたアスタキサンチンは加水分解されて遊離アスタキサンチンになる必要がある消化管で遊離アスタキサンチンの形で人体に吸収されます今回の研究は、アスタキサンチンエステルが体内で遊離アスタキサンチンと同等の生物学的効力を発揮することを示すいくつかの証拠を提供しているが、この推測の正確性を証明する直感的かつ体系的な研究データはない。
深見ら[53]合成モノラルとダイエステル化学的手法を用い、ラットモデルを用いてそれらの薬物動態を研究した。その結果、推定された中鎖アスタキサンチンエステルの生物学的利用能は、推定された中鎖アスタキサンチンエステルの生物学的利用能よりも良好であったlong-chainアスタキサンチンエステル。ラットにおけるオクタノイン酸を含むアスタキサンチンの生物学的利用能は、オクタノイン酸を含むアスタキサンチンの生物学的利用能よりも高く、また市販されているhaematococcus pluviale由来のアスタキサンチン抽出物よりも高かった。アスタキサンチンとアスタキサンチンエステルの混合物)。また、肝臓の最大代謝濃度は血清の約3倍だった。fukaによると- mi's推論、中鎖脂肪酸鎖を有するアスタキサンチンエステルは、より高い生物学的利用能を有する。この研究の結果は、脂肪酸鎖組成の間に相関があることを示していますアスタキサンチンエステルとその生物学的利用能。しかし、現在のところ、アスタキサンチンエステル間の構造と生物学的利用能の関係は不明であり、さらなる研究が必要である。
3結論
天然のアスタキサンチンは、人間の健康を改善するために非常に実用的な意義がありますが、非常に不安定で、光、熱、酸素などの外部要因によって容易に酸化され、分解され、食品の外観と栄養価を低下させます。したがって、アスタキサンチンは食品に添加される高い生物学的効力を持つ比較的安定した分子状態に存在しなければならない。
また、安定性とバイオアベイラビリティーのアスタキサンチン分子構造だけでなく、食品システムなどの外部要因によっても影響を受けます。しかし、様々な分子形態のアスタキサンチンの安定性や吸収・代謝に対する食品システムの影響やメカニズムについては、現在のところ解明されていません。したがって、このような研究活動の今後の発展が特に重要です。
それは、影響を与える要因、法則、メカニズムを明らかにするための重要な理論的意義を持つだけではありませんアスタキサンチンの安定性と生物学的利用能また、高い安定性と生物学的利用能を有するアスタキサンチン分子形態のスクリーニング、ならびにアスタキサンチンエステルの高い生物学的利用能を有する食品の設計のための基礎を提供する。最後に、アスタキサンチン資源と科学的栄養食の価値の高い利用のための新しい戦略とソリューションを探求します。
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