天然ベータカロチンの源は何ですか?

1導入

β-カロチンは、緑野菜、果物、藻類、細菌に広く見られ、オクタヒドロ-リコピンから分岐した直線経路が環化して形成されるリコピン[1]。ベータカロチンはビタミンaの良い供給源であり、抗酸化、抗炎症、免疫増強、抗腫瘍などの面で重要な役割を果たしている。fao / who合同食品添加物専門家委員会(jecfa)により、無毒、安全、栄養価の高い食品添加物として認定されています。研究の深化に伴い、市場-カロテン需要が増えている。本稿では、β-カロチンの起源、構造的特徴、毒性学的研究および生物学的機能について概説する。jecfa)は、無毒・安全・栄養価の高い食品添加物として認められています。研究の深化、関連市場需要β-caroteneは日に日に増大しつつある。本論文では、同筋の毒物、生物学的機能性を科学研究構造な特徴がβ-carotene基準を提供の开発と利用すれば、企业の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。のβ-カロチンの分子式はc40h56であると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ぴかぴかの結晶赤紫暗赤色に粉…。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に分かれている自然β-caroteneと化学的に合成されたβ-carotene。自然β-caroteneを得ることができる植物から抽出することによって、海藻类、微生物発酵。ベータカロチンは、有機溶媒抽出、超臨界流体抽出、in-situ抽出を用いて、野菜、果物、パーム油、花、その他の植物から抽出される。藻類、特にdunaliella salinaは、栽培と繁殖の過程で大量のベータカロチンを生産することができ、高い適応性を持つ[5]。しかし準備過程は影响で位置や気候などによる高抽出には歯止めがかからを減らすのに限界があることを意味规模化生产のβ-carotene[6]。微生物発酵は近年一般的な技術です。使用された細菌および真菌は、次のとおりです。owenella、blastomyces triposporus、cladosporium cladosporioides、およびrhodotorula glutinis[7]。この野の菌株で新聞を製作しのβ-caroteneサイクルが短いよりも比較的安全、植物と藻。しかし、野生株は生活性が低く、最終収量が低く、工業化が困難である[4]。

の構造の違い自然β-caroteneと化学的に合成されたβ-carotene全trans型とcis型の比率に反映される。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]

のall-trans構成β-caroteneシス体よりも吸収されやすい。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]。すべてのトランスとの混合物の経口投与した後成人男女の健全化に80% 9-cisβ-caroteneその結果、全トランス異性体は9-シス異性体よりも血清中で増加した[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]。

シス型異性体の活性は全トランス型異性体よりも低いが、他の生物学的効果があることが研究で明らかになっている。でvitroおよびでvivoの実験では、抗酸化能の点で9-cisが全トランス異性体よりも優れていることが示されている[13,14]。Harari等の研究。(15)25% 50%のマウスに高脂肪食を食べさせた9-cis異性体duscrosideの40 ~ 63%減プラズマコレステロール濃度60% 83% atherosclerotic病変、コレステロールの濃度が低下し9-cisグループの50%に過ぎなかった。体外消化方式を用いたCaco-2のセルモデルに合わせて、消化安定の违いから、ミシェル形成吸収β-carotene異性体を见比べをするかと期待成ミシェルていたcis異性体の効率性よりも高くなったのは、すでにall-trans異性体の[16]。現在、の主力β-caroteneall-trans市場構成について説明する。cis-isomersの割合が多くなれば増加するレプチンは、彼らのシナジー効果を発揮できる、完成をβによる健康被害を-carotene。主に使って準備高cis-isomerβ-carotene isomerization技術などthermo-induced isomerization、photo-induced isomerization〔17〕、nano-catalytic技術[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

の安全自然β-carotene多くの研究で確認されている。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] ラットには5.0%の餌を与えたβ-carotene Trichophoraからbrasiliensis照射飼料では、有害な健康影響は認められなかった(雄では3127mg/kg/d、雌では3362 mg/kg/d)。

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。 の無観測副詞効果レベルβ-carotene Rhodotorula酵母からは500 mg / kgです。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]。 ので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液性免疫、細胞免疫および非特異的免疫応答、および体を改善' 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]。

βを加え-caroteneの饮食に対するHy-Lineブラウンひよこ体重の増减を増やして毎日、ダナンの臓器係数Fabricius(37)。馬セヨンら[38]マウスimmunosuppressionはシクロホスファミドを設置モデルたところ、β-caroteneの血清レベルを増進させることが出来るcytokines IL-2 IL-4、イギー伊賀のレベルなど、マウスで図ました張旅ら。[39]見せβと-caroteneに妊娠した雌豚の給基底前半1ヶ月前の予想生年月日比伊賀濃度血清や牛乳増加制御パケットにより伝送されるだろう。義隆らが终わる[40]見せβ-carotene妊娠と能面の途中のは、 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

抗腫瘍効果β-carotene腫瘍形成の抑制,腫瘍細胞増殖の抑制とアポトーシスの促進。[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]。

研究では、セレン中のラットの肝臓組織と示されていますβ-caroteneグループ腫瘍細胞のアポトーシスを制御する重要な遺伝子であるbcl-2タンパク質の発現は対照群よりも低く、腫瘍細胞のアポトーシスを促進する遺伝子であるbaxタンパク質の発現は高い[31]。但し、喫煙者の介入の調査は高い頻度でそして長い間吸うか、またはアスベストスにさらされる人々でそれを報告した摂取β-carotene肺がんおよび死亡のリスクを高める[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、喫煙者は肺癌の危険性が高くなることが分かったβを-caroteneサプリメント喫煙席どちらタールを与え依存しないの政府にニコチン、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-oxidatiに/ 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。最近の疫学研究はそれを示しているα-caroteneとβ-carotene摂取量は中高年女性の抑うつ症状と負の相関があり[47]、心血管疾患、心臓疾患、脳卒中、およびその他の死亡原因の低下と関連している[48]。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。しかし、いくつかの疾患の作用機序はまだ完全には解明されておらず、産業生産と臨床のための科学的基盤を提供するためには、今後より深い研究が必要ですβの応用-carotene.

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