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 is a non-vitamでA, fat-soluble, keto-type carotenoid that is widely distributed in marine animals とplants, microalgae とyeast [1]. Its unique chemical structure gives it the ability to effectively quench active oxygen, making it によってfar the strongest 抗酸化found in nature. Astaxanthin cannot be synthesized in the human body とcan only be obtained through dietary intake. のUS Food とDrug Administratiに(FDA) prohib◆the chemical synthesis のアスタキサンチンfor use in food production as a dietary supplement, but approves its use as a coloring agent in animal とaquatic feeds とthe daily chemical industry. The European Commission approves the use のnatural アスタキサンチンas a food coloring agent in the food industry[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、人体の健康に対するアスタキサンチンの有効性は多くの研究で確認されており、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り、中枢神経系および脳機能に肯定的な効果をもたらす可能性がある[4]。したがって、食品、健康製品または医薬品の栄養補助食品として天然アスタキサンチンを使用することは、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

Astaxanthin, also known as shrimp yellow pigment or lobster shell pigment, has the chemical name 3,3′-dihydroxy-4,4′ -dione-β , β′-carotene, with the molecular formula C40H52O4. Its chemical structure is composed のfour isoprene units connected by conjugated double bonds, with two isoprene units at each end forming a six-membered ring structure [2]. On the one hand, there are two chiral carbon atoms, 3C と3′C, and each chiral carbon atom can have two conformations (i.e., R or S), so there are three optical isomers: a pair of racemic astaxanthin (3S, 3′ S and dextrorotatory 3R, 3′R) and one meso-astaxanthin (3S, 3′R). On the other hand, the conjugated long-chain structure formed by multiple carbon-carbon double bonds in the astaxanthin molecule makes it prone to cis-trans isomerization, forming a variety of geometric isomers [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、自然界では自由状態のほとんどのアスタキサンチンは全トランス型のアスタキサンチンとして存在し、この異性体の分岐基(メチル基)の空間的位置を競合しないため、比較的良好な構造安定性が得られる[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]。9-cis-astaxanthin, 13-cis-astaxanthin, 15-cis astaxanthin (15-cis-astaxanthin), 13,15-di-cis-astaxanthin (13,15-di-cis-astaxanthin),各アスタキサンチン異性体の構造を図1に示す。

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

Currently commercialized astaxanthin products are mainly derived からHaematococcus pluvialis, red yeast, synthetic astaxanthin, and some shrimp oil 製品rich in astaxanthin. Researchers have found that Haematococcus pluvialisis a good ソースof natural astaxanthin by analyzing and measuring the astaxanthin content in different biological resources [9]. Astaxanthin accounts for about 4% to 5% of the dry weight of algal powder; astaxanthin in red fava yeast accounts for about 0.12% of the dry weight [10]; the total astaxanthin content in several other common aquatic resources is shown in Figure 2. The data show that the total astaxanthin content in Antarctic krill is about 120 mg/kg, in shrimp and sweet shrimp about 30 mg/kg to 60 mg/kg, in crab about 30 mg/kg, and in salmon about 15 mg/kg to 20 mg/kg [11-12] (all calculated on a dry weight basis).

1.2.2アスタキサンチンの形態

自然界におけるアスタキサンチンの主な形態は遊離型とエステル化型(図3に示すようにモノエステルとジエステル)であり、大き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、カロテノイド全体のうち、遊離アスタキサンチンが約10%、アスタキサンチン一エステルが約12%、アスタキサンチン二エステルが約70%を占めていた。いくつかの一般的な水産資源における遊離アスタキサンチンとエステル化アスタキサンチンの相対的な割合を図4に示す。

また、アスタキサンチンに結合する脂肪酸は長鎖脂肪酸が多い。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。

On the other hand, free astaxanthin in nature mostly exists in the geometric configurations of all-trans-astaxanthin and 13-cis-astaxanthin, but the optical configurations of astaxanthin in different organisms vary significantly. The authors searched for relevant domestic and foreign research [10, 17, 19] and summarized the optical isomer composition of astaxanthin in different species (as shown in Figure 5). The data show that the 学名はhaematococcus pluvialis, salmon and Antarctic krill mainly exists in the 3 S, 3 &#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' sのアスタキサンチンは、3 r、3&よりも優れた生物学的機能と強い抗酸化活性を有しています#39;R and 3S,3 R have better biological functions and stronger antioxidant 活動[9]; Liu et al. [30]proved through various in vitro simulation tests that compared with all-transアスタキサンチン, 9-cis- and 13-cis-astaxanthin exhibit higher antioxidant capacity in multiple simulated systems.

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、アスタキサンチンが摂取後に生物学的活性を発揮できるかどうかの鍵となるのは、体内で吸収・利用・蓄積される割合です。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]。

At present, there is relatively little research on the metabolic processes of astaxanthin absorption in the body, and there is little reporting on the digestion and absorption of astaxanthin compounds with different molecular structures in the body. Ranga et al. [20, 32] and Olson et al. [50]reported that the バイオアベイラビリティof astaxanthin can be effectively improved by adding lipids to the diet, suggesting that the type and content of lipids in the food matrix are important factors affecting the bioavailability of astaxanthin in the body.

Østerlieら[51]サンゴらであった。[52]後で人間アスタキサンチンの存在に血清勉強口頭アスタキサンチンとアスタキサンチンesters。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が、エステル化されたアスタキサンチンは消化管内で遊離アスタキサンチンに加水分解され、その後遊離アスタキサンチンとして人体に吸収される必要があると推測されている。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]は、化学的手法を用いてアスタキサンチンとエステルを合成し、ラットモデルを用いてそれらの薬物動態を調べた。その結果、推定された中鎖アスタキサンチンエステルのバイオアベイラビリティは長鎖アスタキサンチンエステルよりも良好であった。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モノエステル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ダイエステルの生物学的利用能よりも高く、また市販されているpluviale haematococcus由来のアスタキサンチン抽出物(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)よりも高かった。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esters and their bioavailability. However, the structure-bioavailability relationship between astaxanthin esters is currently unclear and requires further research.

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、食品に添加されるアスタキサンチンは、生物学的効力が高い比較的安定な分子状態で存在している必要がある。

さらに、アスタキサンチンの安定性と生物学的利用能は、分子構造だけでなく、食物システムなどの外部要因にも影響されます。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。

 だけでなくには重要な理论を意味の変数があります法律や安定に影響を及ぼすメカニズムバイオアベイラビリティーアスタキサンチンのが発生する根拠にふるい分けアスタキサンチン分子」とし、「景気安定と高い形バイオアベイラビリティーものデザインとしてバイオアベイラビリティーアスタキサンチンesters。率の高い食品品目最後に、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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