天然ベータカロチンの源は何ですか?

1導入

-カロテンis widely found でgreen vegetables, fruits, algae とbacteria, とis formed によってcyclizatiにののbranched linear 経路からoctahydro-lycopene to lycopene [1]. Beta-carotene is a good source のvitamでのとplays an important role でantioxidant, anti-inflammatory, 免疫enhancement, anti-tumor とother aspects. It has been recognized by のJoint FAO/WHO Expert Committee にFood Additives (JECFA) as a non-toxic, safe とnutritious food additive. With the deepening のresearch, the marketdemとfor beta-carotene is increasing. This paper reviews the sources, structural characteristics, toxicological studies とbiological functions のbeta-carotene. JECFA) has been recognized as a non-toxic, safe, とnutritious food additive. With the deepening のresearch, the marketdemとfor β-caroteneis increasing day by day. This paper reviews the sources, structural characteristics, toxicological studies, とbiological functions βの-caroteneto provide a reference for the development and utilizatiにのβ-carotene.

2構造の疑いとβの出所などの-carotene

β-カロチンは、人体で合成することはできず、食物を通じてのみ得られる。分子式のベータカロチンはC40H56とreverse-symmetrical化学構造にした8ブチルゴムを構造主要チェーン2β-ionone果てまで指輪構造(図1)、分子量536.88融点°C 184をつける。自然界で  9-cis、13-cis、15-cisの4つの異性体が存在する[3]。β-Caroteneは紫赤暗い赤いピカピカの結晶のパウダーをしている。その希釈溶液はオレンジ色から黄色であり、濃度が上がるとオレンジ色になる。溶液の極性はわずかに赤みがかっていてもよい。β-Caroteneは酸化し易いため酸素を変性の前でています光暑堅固な酸が安定弱アルカリ水、プロピレングリコール、グリセリンには不溶で、メタノールやエタノールにはほとんど溶けません。テトラヒドロフラン、ジニトロスルホキシド、二硫化炭素、ベンゼン、クロロホルム、エタン、植物油などの有機溶媒に可溶です[4]。

ソースに応じて、β-caroteneに分かれているnatural β-carotene and chemically 合成β-carotene. Natural β-carotene can be obtained by extracting from plants, algae and microbial fermentation. Beta-carotene is extracted from vegetables, fruits, palm oil, flowers and other plants using organic solvent extraction, supercritical fluid extractiにor in-situ extraction. Algae, especially Dunaliella salina, can produce large amounts のbeta-carotene during cultivation and breeding, and are highly adaptable [5]. However, the preparation process is affected by 要因such as location and climate, resulting でhigh extraction costs and making it difficult to achieve large-scale production of β-carotene [6]. Microbial fermentation is a popular technology でrecent years. The bacteria and fungi used includeOwenella, Blastomyces triposporus, Cladosporium cladosporioides, and Rhodotorula glutinis[7]. The use of these wild strains to produce β-carotene has a short cycle, relatively safe, and more efficient than plants and algae. However, the wild strains have poor living performance, low final yield, and are difficult to industrialize [4].

自然の差構造β-caroteneと化学的に合成されたβ-caroteneはall-transの割合、cis異性体に映っていた。化学的に合成されたβの構成-caroteneはほぼall-trans、ナチュラルなのにβ-caroteneほかに一定割合以上のcis異性体も含まれてall-trans異性体できます。[8]

βのall-trans構造-caroteneはcis異性体より吸収されやすい。all-transがβ-caroteneが管轄し、に無理やり食べさせβの蓄積-caroteneありとあらゆる種類の血清や肝組織が実際9-cisと13-cisより高かった。all-transは明らかに優先的な取り込み、輸送、組織蓄積および生物学的利用能を有する[9]。後の混合物の経口投与all-trans 80% 9-cisβの健全化に-carotene存在した成人男子all-trans異性体のほうがずっと大きく増えより血清9-cis異性体[10]。ビタミンaの前駆体として、β-カロチンの全トランス異性体はシス異性体よりも生物学的に活性が高い。gerbilsに141、275および418 nmol/dの用量を投与したところ、gerbilsを投与した9-cisおよび13-cis異性体の相対ビタミンa値は全トランス値の38%および62%だった[11];ラット実験では、ラットの9-cisおよび13-cis群の肝臓ビタミンaの貯蔵量は、全トランス群の61%および74%であった[12]。

Although the source activity of the cis isomers is lower than that of all-trans, studies have found other biological 効果of the cis isomers. でvitro and でvolume vivoexperiments have shown that 9-cis is more prominent than all-trans isomers でterms of 抗酸化capacity [13,14]. In the study by Harari etアル[15], mice fed a high-fat dietcontaining 50% and 25% 9-cis isomers of duscroside had a 40% to 63% reduction でplasma cholesterol concentrations and a 60% to 83% reduction でthe cholesterol concentration of atherosclerotic lesions でthe 50% 9-cis group. Using an でvitro digestion method combined with a Caco-2 セルmodel, the differences でthe digestion stability, micelle formation and absorption of β-carotene isomers were compared, and it was found that the micelle formation efficiency of the cis isomer was higher than that of the all-trans isomer [16]. Currently, the main β-carotene structure on the marketis all-trans. If the proportion of cis-isomers is increased, their synergistic 効果can be brought にplay, enhancing the health effects of β-carotene. The preparation of high cis-isomer β-carotene mainly uses isomerization techniques, such as thermo-induced isomerization, photo-induced isomerization [17], and nano-catalytic technology [18].

DNAの技術が運行可能であるbiosynthesizeβ-carotene。外因性遺伝子が米に伝え形态カロテノイド変換酵素制度は米胚乳积み重なってβ-carotene。2000年にyeらは、水仙由来のオクタヒドロ-トマト赤色色素合成酵素遺伝子をイネの種子に移植し、第1世代「ゴールデンライス」を栽培した[19]。しかし、β-carotene初代の「黄金ごはん」の内容はたった160μg /グラムほど。このような基礎の上に,Al-Babiliら[20]代わって。daffodil-derivedスパンコールoctahydro-tomato赤い色素シンターゼにmaize-derived octahydro-tomato赤い色素酵素を、開発に成功し第2世代「黄金ごはん」,β意識を高める-caroteneコンテンツを2 ~ 3回やった2012年 中国の研究者は2012年、第3世代の「金米」を開発した。に係る遺伝子カロテノイド生ブドウ流れをくむて、βを积み上げて-carotene米[21]37μg / gであった。

3カロテノイドの毒性学的研究

3.1天然カロテノイドの毒性学的研究

自然の安全β-caroteneは多くの研究結果で確認された。Mutagenicity評価エームズ実験などて、鼠が骨髄β臨床結果が得られる細胞でも話す検査で-caroteneはmutagenicではなくembryotoxicityの証拠は見つかりませんでした。口头で思いネズミでの研究によるとそのにβ1000 mg / kg / dノ管理-caroteneは生殖機能ネズミでしょ。[22]を妨害したりはしない。nabaeらの研究では[23] ネズミダイエット5.0%βを含む見かねた-carotene Trichophoraから照射用の輸入飼料用原料からもbrasiliensis、と体调不良効果を観测することはできなかった(3127mg / kg / dは主に男性ネズミや3362 mg / kg / d鼠女性を)。

3.2化学合成ベータカロチンの毒性学的研究

有害作用は、変異原性では観察されませんでした,化学合成ベータカロチン上の催奇形性および発がん性毒性学的研究。多世代および奇形学的研究では、生殖的または発生的毒性はそれぞれ観察されなかった。ラットおよびマウスを用いた亜急性および亜慢性摂食試験では、1000 mg/kg/日(食事レベルの2%に相当)の用量では、治療関連の有害作用は認められなかった。ラット、マウス、イヌを対象とした慢性摂食試験では、臓器毒性は認められなかった[24]。

3.3毒物研究遺伝子組み換えβ-carotene

の発展に伴いバイオテクノロジーに於ける遺伝子工学学の応用β-carotene増え注目を集めている。Grenfell-Leeらました[25]やがてその遺伝毒性subchronic自発的にを学びの毒性β醗酵によって生じる-carotene水晶の遺伝子組み換え作用酵母。エイムズ検査,染色体異常検査,小核検査の結果はいずれも陰性であった。 ラットに0、125、250、および500 mg/kgの用量を13週間連続投与したところ、臨床症状、眼科、血液学、解剖学、または病理組織学に毒性異常は認められなかった。 βのno-observed-adverse-effectレベル-carotene Rhodotorula酵母から」は500 mg / kgなんだよ。呉らました[21]βの安全を学び-carotene-rich遺伝子組み換えご飯と発見がβ-carotene-richに遺伝子組み換えコメこれと似たような融かした米に栄养価non-transgenic中華11なく遺伝子組み換えによる弊害たライスが発見された。

4. βの効果-carotene

4.1抗酸化効果

特別構造のため、11共役ダブル債券2 violaxanthoneリングβ能力を備えているのは-caroteneがじゃん!フリーラジカル[26]、癒単線を形成する酸素を促進し、抗酸化酵素を表現することにもなる。この構造はまた、脂質過酸化反応を終了させることによって体を保護することができます[27]。孫Xiejun&コーナーで#39; s実験[28]、還元物質、ヒドロキシの過激なゴミ舍容量と脂質抵抗器の抵抗値peroxidation」をβ-carotene標準液とsaltweedを飲んの濃度が強ければ強いほど向上β-carotene。β-Caroteneは、育成発酵Trichophora株ででエッセンスを抽出。その結果、同じ温度で1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル(dpph)の遊離基を除去する能力が徐々に上昇し、一定の範囲内で用量反応関係が認められた[29]。 のIn vivo抗酸化zebrafishを使って実験することで3実験団体を設置する25と50 mL 100μg /→そして対応する抗酸化能力は30.43%や53.6%の、及び73.91%[29]。

1.2人、1.8 gに0.6ときβ-caroteneが加味された国会乳牛の飼育総抗酸化容量(T-AOC)、抗酸化酵素システムやグルタチオンの(GSH)コンテンツ(490万円)な乳牛では120や1.8 gが睡眠の前半で増え、とmalondialdehyde局(MDA)は濃度[30]減った。柳禹相虎([31]セレンがβ-carotene合算実験グループネズミの肝組織の超酸化物イオンdismutase(総超酸化物イオンdismutase、T-SOD)、グルタチオンのperoxidase(グルタチオンのperoxidase、GSH-Px)活動グループが市中価格より高い水いました予防治療を示唆监督し、政権セレンぴったりの金額でネズミのβ-caroteneでbody&改善できる#抗酸化力39;s。

4.2消炎効果

酸化ストレスは炎症シグナル経路を活性化する。β-カロチンは、炎症性シグナル伝達や組織の損傷を抑制し、炎症性疾患のリスクを低下させる。β-カロチンは、細胞分裂活性化プロテインキナーゼやレドックス感受性転写因子などの活性酸素種を介した炎症性シグナル伝達を阻害し、インターロイキン-8 (il-8)などの炎症性メディエーターの発現を低下させる。 感染組織における誘導可能な一酸化窒素合成酵素およびシクロオキシゲナーゼ-2。ベータカロチンなどの抗酸化物質を食事に添加すると、ピロリ菌による胃炎の予防に役立つ[32]。

ベータカロチンは、フリーラジカルを除去し、損傷につながる反応の順序を混乱させることによって、アテローム性動脈硬化症や関節リウマチなどの炎症性疾患を予防することができます[33]。張旅ら。[34]誘導により炎症モデルを確固たるRAW264.7マクロファージ放出した大量のリポ多糖類(のLPS)した結果βの宣伝ティッシュ-caroteneは細胞活動LPS-stimulatedマクロファージが 炎症要因の分泌を抑えられるinterleukin-1β(IL-1β)とインターロイキン- 6 (IL-6)と腫瘍壊死要因α(TNF -α)の表情を抑えることでNF -κB p65タンパク質がNF -κBです巌Changmengらました[35]βの効果を学び表現に関する-carotene NF-KBのトランスフォーミング成長因子βl(トランスフォーミング成長因子-β1、出発-βl)ラットにIL-6させ急性膵炎よ乱れる病理スコア、血清であるアミラーゼ、IL-6 NF-KBでmRNA表情でネズミがβ-carotene治療グループと比べれば格下であるの急性膵炎モードグループ TGF -β1,表情が高いとなった初期段階での死因が急性膵炎β-carotene役割を発揮出来るかもしれ炎症や補修再生中であった。

4.3免疫系に対する調節効果

ベータカロチンは、ボディを高めることができます's humoral immunity, cellular immunity and non-specific immune response, and improve the body' s免疫向上させる。乳牛に0 g/d/頭、0.6 g/d/頭、1.2 g/d/頭、および1.8 g/d/頭のβ-カロチン添加剤を投与したところ、牛の血清免疫グロブリンiga、igg、igmの含有量に有意な影響はなかった。 しかし、1.2 g群は免疫t細胞サブセットcd4(分化4のクラスター)/ cd8(分化8のクラスター)の割合を増加させ、免疫サイトカインであるインターフェロンy(インターフェロンy、ifn-y)、tnf-a、il-1、il-2、il-4の含有量を減少させることができた[36]。

Adding β-carotene to the dietof Hy-Line ブラウンchicks increased their daily weight gain and the organ coefficient of the bursa of Fabricius [37]. Ma Shihui etアル[38] established a cyclophosphamide mouse immunosuppression model and found that β-carotene can increase the serum levels of the cytokines IL-2 and IL-4, as well as the levels of IgA, IgG and IgM in mice. 張Xiaoyin etアル[39] showed that adding β-carotene to the basal feed of pregnant sows in the first half and one month before the expected date of birth increased the serum and 牛乳伊賀concentrations compared to the control group. Yoshitaka etアル[40]showed that after β-carotene のduring pregnancy and lactation,  ラットの乳腺と回腸のiga抗体分泌細胞の数が増加した。βにある男女から生まれたパップ-carotene-supplementedネズミ見せ著しく高いことレベル胃伊賀の内容物7日と14日、出产后を示すβを摂取することが-carotene妊娠・授乳期の伊賀母から樺戸に移しを進めることができる母乳に合わせて赤ちゃんしています。

4.4 Antitumor効果

βのanti-tumor効果は-carotene応飲めば、抑制tumorigenesisの、肿疡の抑制细胞の増殖を行いながらアポトーシスをの。[41]が趙らかβ-carotene拡散rosiglitazone抑えられるを合わせを通じて人間の白血病K562細胞peroxisome proliferators-activated受容体-γ(燃やす働き-γ)シグナリング経路-dependent。ほうれん草から単離されたベータカロチンは、乳がん細胞mcf-7の生存率を低下させることが示されており、両者は用量依存関係にある[42]。

研究肝臓の症状は細胞組織のセレンでネズミがβ-caroteneグループBcl-2蛋白質である表現重要な遺伝子对濑乃宫小姐アポトーシスを腫瘍細胞は比較グループに比べ、低いいました表現バックス蛋白質であるの遺伝子アポトーシスを腫瘍細胞を推進は[31]高い。しかし、介入报道喫煙者研究では、タバコを吸っている人に高い周波数および長い間または石綿,が摘発され、塩分摂取量β-carotene肺癌発病の危険性が高まり死[43]。いくつかの研究では、岩蔵成分タバコの煙に含まれる発がん性物質のインタ-ラクションがβで-caroteneは潜在的機構に対して肺癌発病の危険増えた。その結果、リスクが高くなり、肺癌による死亡率の変動も喫煙者をβ-caroteneサプリメントを与え依存しないの政府にタール烟、若しくはニコチン、推薦本となっ喫煙者は全員を避け続けβ-caroteneも利用[44]でしょうレジーナ[45]は変化ものと信じているretinoidと新陈代谢やシグナリングパス、交流と同様シトクロームP450(たんぱく质」シトクロームP450してCYP、)pro-oxidation / DNA酸化でしたし、にはメカニズムの素質が喫煙は影響をそろえろβ-carotene摂りましょう。责任感ら[46]結果、非吃烟者にとって、β-carotene摂取相関が否定的がんの 喫煙者にとってβ-caroteneは相関しました

4.5他の病気への影響

β-Carotene前触れだという生物活動のあるビタミンa、ビタミンaビタミン視力保護なども視界が狭く行為の防止枯れる目,などβを摂取することが落ちぶれて-Caroteneがモラル相対主義を過度に蓄積したビタミンa人体内に寄生する。最近の疫学調査、α-caroteneとβ-carotene摂取量との相関が否定的機能鬱の症状に中高年女性(47)の心血管疾患全体の低い関係して心臓病、脳卒中など[47]窒息死の原因として知られている。このメカニズムは、今後さらに検討されるべきである。

5概要

βの安全生物効果-carotene、抗酸化作用がある面で消炎immunomodulatory効果が多くの研究結果で確認された。ただ、いくつかの作用機構疾患はまだよくわかっていないが、深さを研究、さらには必要とされる科学的根拠を提供するのに今後の産業生産や临床応用β-carotene。

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