マリーゴールドの花のルテインとは何ですか?

ルテイン, 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ルテインの構造と物理的・化学的性質

ルテインはカロテノイドである。カロテノイドは、その化学構造と溶解度[4]によって、カロテノイドとキサントフィルの2つのカテゴリーに分けることができます。前者は共役炭化水素で、c40h56という分子式を持ち、石油エーテルに可溶、エタノールには不溶である。含まα、β、γ-carotene、これまでの機能ハイジャクのVAする機能は持たないとトマトの红素先駆VA。後者は、アルコール、アルデヒド、ケトン、酸として存在する共役ポリエンの酸素含有誘導体である。エタノールに可溶で、エーテルには不溶である。ゼアキサンチン、クリプトキサンチン、ルテイン、カプサンチンなどである。

ルテインはから派生しα-carotene 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].

ルテインの2分布

ルテインは自然界に広く存在しますが、その存在形態は異なります。ホウレンソウ、ケール、キャベツ、ハニー露などの緑色の果物や野菜に遊離した非エステル化の形で含まれている。対照的に、オレンジ、パパイヤ、モモ、ズッキーニなどの黄色またはオレンジ色の果物や野菜では、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸でエステル化される。しかし、これらの食品を摂取した後、動物体に吸収される前に、ルテインエステルを遊離ルテインに加水分解する必要がある[5]。

果物や野菜のルテイン含有量は産地によって異なり、産地や単位によって測定結果も大きく異なります。

上記のデータは、自然界で食べられる果物や野菜のルテイン含有量が少なく、大きく変化することを示しています。ルテインを果物や野菜から直接抽出すると、コストが非常に高くなります。そのため、ルテイン含有量の高いマリーゴールド(マリーゴールドとも呼ばれる)は、工業生産のためのルテインの抽出・精製の原料として国内外で使用されています。マリーゴールドのカロテノイド含有量は、新鮮重量1 mg/gを超えることがあり、その具体的な成分は表4に示されています。

3ルテインの生物学的利用能

のバイオアベイラビリティルテイン粉 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また、家禽類は消化管機能が成熟する前に市販の体重基準に達しているため、ルテインエステルを十分に利用できない。実際の養鶏では、遊離ルテインは吸収と利用のために添加する必要がある。研究によると、家禽のルテインエステルの吸収率はわずか35%から38%であり、遊離ルテインの吸収率は90%に達することができます[7]。

ルテインの生物学的利用能は、食品加工法や細胞構造とも密接に関連しています。食品原料中のルテインは細胞内に埋め込まれているため、細胞構造を破壊する加工方法は、ルテインの生物学的利用能を大幅に向上させることができます。

ルテインエステルの生物学的利用能は、食事中の脂肪量にも有意に関係している。適切な量の食事脂肪は、膵臓のエステラーゼまたはリパーゼの分泌を誘導し、その活性を促進することができ、ルテインエステルの加水分解は、これらの酵素の関与を必要とする。したがって、適切な量の食物脂肪は動物体によるルテインエステルの吸収と利用を改善することができるが、遊離ルテインの生物学的利用能とは必ずしも関係しない。

4ルテインの生理機能

4.1保護ビジョン

ルテインは、ヒトの眼の網膜に見られる唯一のカロテノイドであり、黄斑および網膜全体に選択的に沈着する。ルテインの眼における主な生理学的機能は、抗酸化物質および光保護物質である[8]。多くの研究により、ルテインは老眼、白内障、糖尿病性網膜症、加齢黄斑変性(amd)、浮腫、緑内障などの一般的な眼疾患の予防と制御に重要な役割を果たしていることが示されています。ルテインは、眼の動脈硬化を予防し、老眼の症状を遅らせ、緩和し、白内障やamdの発生を減少させます[9、10]。加齢黄斑変性は、後天性失明の主な原因であり、世界で2500万人から3000万人が罹患している。ルテインは、乳児の視覚や知的発達にも重要です。

4.2抗酸化作用

ルテインは、フリーラジカルによる生体膜の損傷を防ぎ、一重項酸素を消し、酸素ラジカルを捕捉するユニークな機能を持っています[7]。一重項酸素および過酸化水素ラジカルは、主に2つのソースから来ています#新陳代謝39;s師範です第二は、このような喫煙、大気汚染、放射線や環境毒素などの要因によって大量に生産されます。研究では、活性酸素種がdna、タンパク質、脂質と反応して、その生理機能を阻害し、がん、アテローム性動脈硬化症、amdなどの慢性疾患を引き起こすことがわかっています。ルテインは、物理的または化学的なクエンチングによって一重項酸素を不活性化し、身体を害から保護する。ルテインはまた、脂質過酸化を防ぎ、卵胞や子宮のステロイド産生細胞を酸化から保護することができる。したがって、食品にルテインの一定量を追加すると、人間の臓器の老化によって引き起こされる一連の疾患を予防し、体を強化することができます' s免疫システムです。

4.3抗がん効果

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 β-carotene 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アテローム性動脈硬化の初期段階を遅らせる

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らせる効果があることが示されています。dwyerらは[14]、ルテインは主頸動脈の血管壁の肥厚を防ぐことができると考えている。動物実験では、ルテイン含有飼料を与えたマウスは、与えないマウスに比べて動脈血栓症が低く、また、動物の壁細胞中のルテインはldlコレステロールの酸化を著しく減少させることがわかった。

4.5彩色効果

ルテインは明るい黄色で強い着色力があり、光、熱、酸、アルカリなどに強いため、菓子、菓子、タバコ、調味料、飼料の加工に広く使用されています。

5ルテインの抽出法

ルテインは1831年にハインリッヒによって最初にニンジンの根から抽出され、その後1837年にベルツリウスによって秋の黄葉から抽出された。現在、ルテインはマリーゴールドから抽出して製造されています[16]。

ルテインは化学合成では得られず、天然植物からしか抽出できません。ルテイン抽出の主な方法は以下の通りです。

5.1膜分離法

マセレーション、蒸発、濃度、溶剤精製などの伝統的なプロセスは、天然顔料を抽出するために使用されます。しかし、これらのプロセスには、エネルギー消費が大きい、プロセスが複雑すぎる、製品純度が低いなどの欠点があります。膜分離[17]の導入は、コスト削減だけでなく、製品品質の向上にもつながります。抽出液はまずセラミック膜を用いたmf(微ろ過)で精製し、次に逆浸透膜を用いて濾液を濃縮します。エタノール抽出や蒸発濃縮に比べて、膜分離技術を主に使用するこのプロセスは簡単で、顔料溶液はほとんど室温で、効果的に顔料製品の品質を保証します。

5.2マイクロ波加熱法

楊lifeiら[2]原料として茶を使用、6#媒体としての溶媒、およびルテインを抽出するマイクロ波加熱法を用い、溶媒濃度、マイクロ波出力、抽出時間などのパラメータを制御して最適なルテイン抽出条件を得た。実験結果によると、材料比(w/v)が1:25、時間が30秒で、マイクロ波で材料を2回抽出した場合、ルテイン抽出率は65.45%に達する。この方法の主な利点は、溶媒を節約し、抽出効率を向上させることです。

5.3乾燥法

ルテインは、新しいタイプのロータリードラムドライヤーで乾燥してタンピングすることでカレンデュラの花びらから抽出することができる[18]。タンピング率を変化させると、タンピング効率は70%から90%の間で変動する。ルテインの量は乾燥時間と温度と密接に関係しています。同じ乾燥時間で60°cで抽出される量は70°cで抽出される量よりも多い。

5.4抽出方法

青島高新工業園区青島天然物研究所は、マリーゴールドからルテインを大規模に抽出することができました。マリーゴルト花びら→発酵→乾燥→造粒→ヘキサン抽出→負圧蒸発分離→ルテイン樹脂。

5.5有機溶媒抽出法

この方法は、アルカリ条件下でマリーゴールドからルテインを抽出するための溶媒としてエタノールを使用する。抽出物は黄褐色であり、真空蒸留、濃縮、沈殿、乾燥を経て茶色の固体が得られる[19]。song haoら[16]は、4つの有機溶媒(テトラヒドロフラン、石油エーテル、ヘキサン、アセトン)およびこれらの溶媒とエタノールの二元混合溶媒におけるマリゴル花中のルテインの溶解度を調べた。その結果、純溶媒よりも二元混合溶媒中のルテインの抽出効果が高いことがわかりました。また、ルテインの溶解効率は、超音波、温度、原料粒の大きさと密接に関係しています。

また、超臨界二酸化炭素抽出法や高性能液体クロマトグラフィー分析法もあります。

6展望

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' s外食产业だろ浙江大学を含む国内の研究機関は、革新的な高ルテインイネの生殖質と対応製品を開発し、初期成果を上げている。ルテインは視力の保護、動脈硬化の予防、抗酸化、抗がんなどの効果があり、食品、医薬品、健康制品などの機能性成分として期待されています。

参照

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【2】楊lifei、鄧禹。ルテインの抽出過程に関する予備的検討[j]。広州食品工業科学技術,2004,20(1):45-47。

【3】孟祥和、毛仲貴、潘秋月ルテインの健康増進機能[j]。中国食品添加物、2003(1):17-20。

[4]辛てるでしょ。ルテインとその眼保護機能[j]。中国食品添加物、2003(5):1-3,10。

【5】朱海夏、鄭剣賢。ルテインの構造・分布・物性・生理機能[j]。中国食品添加物,2005(5):48-55。

【6】金文波、大雅。タバコ化学间学[M] .北京:清華大学出版局、1999年:43-44。

[7]李浩明です。マリーゴールド・ルテインとその生理機能に関する研究の概要[j]。中国食品添加物、2001(4):31-33。

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[11] granado f、olmedilla b、blanco i .ヒトの健康におけるルテインの栄養学的および臨床的関連[j]。^『日本の歴史』日本評論社、2003年、90(3):487-502。

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[15] xu xiulan, zhao guohua, kan jianquan, et al。luteinの研究成果[j]。穀物、油脂、2004年(10):3-7。

[16] song hao, he zechao, zhang jie, et al。マリーゴールドの花からのルテインの抽出[j]。化学工学設計、2003、13(4):10-12。

〔17〕柳Mo' e。膜分離技術ハンドブック[m]。北京:化学工業出版社、2001年:12-15。

[18] armstrong p r, brusewitz g h, stone m l, et al。回転乾燥- マリーゴールドの花から花弁を脱穀するためのing [j]。^ a b c d e f g h i『人事興信録』、2000年、379-384頁。

[19]丁,嘉兴。食用天然色素ルテインの抽出[j]。^岩波書店、2003年(平成15年)、96- 97頁。

【20]あなた辛。天然エキスと機能性食品添加物[j]。食品科学25 (3):216-218 04