抗氧化剂
抗氧化剂( Antioxidants)是阻止氧气不良影响的物质。 它是一类能帮助捕获并中和自由基,从而祛除自由基对人体损害的一类物质。人体的抗氧化剂有自身合成的,也有由食物供给的。较强的抗氧化剂如艾诗特ASTA(astaxanthin的简称)等,一般人类无法合成,必须从食物中等摄取
饮食中抗氧化剂长期以来倍受国内外学者关注,这是因为: ①食物中抗氧化剂能够保护食物免受氧化损伤而变质。
②在人体消化道内具有抗氧化作用,防止消化道发生氧化损伤。 ③吸收后可在机体其他组织器官内发挥作用。
④来源于食物的某些具有抗氧化作用的提取物可以作为治疗药品。抗氧化剂的作用机理包括鳌合金属离子、清除自由基、淬灭单线态氧、清除氧、抑制氧化酶活性等。
举例:如维生素A、C、E;类胡萝卜素(虾青素、角黄素、叶黄素,B-胡萝卜素等);微量元素:硒、锌、铜和锰等 分类:
1.自由基吸收剂:如酚类抗氧化剂,维生素 E,类胡萝卜素。 2.氧清除剂:如类胡萝卜素及其衍生物、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠等。
3.金属离子螯合剂:枸橼酸、EDTA和磷酸衍生物。
食品中抗氧化剂可以防止各种食品成分的氧化反应。食品氧化可以导致不良褐变和味道改变。抗氧化剂和氧气反应,因此抵消负面影响。例如:维生素 C (E300 )和维生素 E(E308).在人体内抗氧化剂通过中和“自由基”(细胞代谢的天然副产物)的不良作用来保护主要的细胞物质。氧气被代谢或被人体燃烧时形成自由基。它们通过细胞运输,破坏其他分子结构,导致细胞受损。这样的细胞损坏被认为是衰老和各种健康问题的原因。活跃于人体内的抗氧化剂是维生素 A 、 C 、 E和多酚(植物化学物质,存在于茶和水果中)。 维生素 C 、 E 和 β -胡萝卜素(维生素 A的前身)和矿物质硒都具备抗氧化的特性。也就是说它们可以保护细胞膜中的脆弱的蛋白质和脂质,在阻断高度反应性的氧原子(自由基)的过程中扮演重要角色。自由基是带有一个或多个不成对电子的分子,抗氧化剂可以清除这些自由基,与其他分子快速反应,起始的链反应被称为氧化。自由基是代谢过程的常规产物,人体会产生自身的抗氧化剂来保持平衡。然而,压力,年龄老化和环境条件,像空气污染和吸烟都会增加身体中自由基的数量,从而破坏平衡。极不稳定的自由基可以损害健康的 DNA ,并且
与伴随着老龄化的一些变化相关(比如老年斑的恶化,老年人失明的主要原因),还会导致一系列疾病,如癌症、心脏病和中风。研究表明水果和蔬菜中的天然抗氧化剂具有保护效果。例如:维生素 E 和 β -胡萝卜素可以保护细胞膜;维生素 C 可以排出细胞内的自由基。 动物营养学:抗氧化剂antioxidant
为防止饲料中某些活性成分被氧化变质而掺入饲料的添加剂。 编辑本段抗氧化剂活性的比较
抗氧化不仅仅是一个概念,对生物体抗氧化的效果是可以量化测定的,作为动物实验一般是服用抗氧化剂一定时间后,测定血液中的酯质过氧化产物丙二醛MDA变化、以及肝脏匀浆中超氧化物歧化酶SOD和谷胱甘肽过氧化物酶GSH-PX的活力变化。从上述两种酶和MDA的变化状况来判定抗氧化的强度及效果。作为人体不可能测肝脏匀浆,可以测定血液或者尿液中的MDA,以及血液中的SOD、GXH-PX来判定抗氧化的效果。
Miki以含亚铁离子的血红素蛋白作为自由基产生者,亚油酸为接受者,用硫代巴比妥酸法检测各受试类胡萝卜素及其衍生物和α-生育酚(VE)清除自由基的半数效应剂量ED50见表1
表1虾青素、部分类胡萝卜素和α生育酚清除自由基的值 清除剂 ED50(nmol/L)
虾青素--------------------------------------------------200 玉米黄质-----------------------------------------------400 角黄质---------------------------------------------------450 叶黄素---------------------------------------------------700 金枪鱼黄素--------------------------------------------780 β-胡萝卜素--------------------------------------------960 α-生育酚(VE)------------------------------------2940
刘子贻等在研究中比较了虾壳中提取的虾青素和α﹣生育酚对防止小鼠肝匀浆产生过氧化作用的结果表明,虾青素的抗氧化作用较α﹣生育酚强千倍以上。
虾青素(astaxanthin) 虾青素,是从河螯虾外壳,牡蛎和鲑鱼中发现的一种红色类胡萝卜素,化学名称是3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素,在体内可与蛋白质结合而呈青、蓝色。有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病作用。
概述
化学名称:3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素,色素Aj067-69 CAS No: 472-61-7,分子式C40H52O4,[分子量] 596.86 为什么虾青素可以使三文鱼、蛋黄、虾、蟹等呈现红色?
虾青素(英文astaxanthin简称ASTA,在港台地区又称为虾红素)是一种色素,可以赋予观赏鱼、三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。其化学结构类似于 β - 胡萝卜素 。虾青素是类胡萝卜素的一种。也是类胡萝卜素合成的最高级别产物, β - 胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等都不过是类胡萝卜素合成的中间产物,因此在自然界,虾青素具有最强的抗氧
化性。 自然界虾青素是由藻类、细菌和浮游植物物产生的。一些水生物种,包括虾、蟹在内的甲壳类动物都食用这些藻类和浮游生物,然后把这种色素储存在壳中,于是它们的外表呈现红色。这些贝壳类动物又被鱼(三文鱼、鳟鱼、加利鱼)和鸟(火烈鸟,朱鹭)鸡、鸭捕食,然后把色素储存在皮肤和脂肪组织中。这就是三文鱼和其他一些动物呈现红色的原因。华中农业大学教授也研究证实:天然红芯鸭蛋的红色成分也是天然虾青素。 编辑本段天然虾青素
是迄今为止人类发现自然界最强的抗氧化剂,其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。
其清除自由基的能力是: 天然VE的1000倍,
天然 β - 胡萝卜素的10倍, 葡萄籽的17倍, 黄体素的200倍, OPC的150倍, Q10的60倍,
茶多酚的200倍 硫辛酸的75倍 番茄红素的7倍[1]
只有藻类和酵母菌和细菌等可以产生虾青素,更高等的动物不能转化出这种化学物质。
天然虾青素还有一个明确的特点是唯一能通过血脑屏障的一种类胡萝卜素
虾青素可以用化学方法从胡萝卜素制得。这是鱼饲料中虾青素的最主要来源,全球有能力合成生产的是BASF、DSM、新和成公司。其他方法有:添加虾废料或产虾青素酵母。天然的虾青素主要来自雨生红球藻。 天然虾青素的生物来源
目前,天然虾青素的生物来源一般有3种:水产品加工工业的废弃物、红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)和微藻(雨生红球藻).其中,废弃物中虾青素含量较低,且提取费用较高,不适于进行大规模生产.天然的红发夫酵母中虾青素平均含量也仅为0.40%.相比之下,雨生红球藻中虾青素含量为1.5%~3.0%,被看作是天然虾青素的“浓缩品”.
大量研究表明雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高,而且雨生红球藻所含虾青素及其酯类的配比(约70%的单酯,25%的双酯及5%的单体)与水产养殖动物自身配比极为相似,这是通过化学合成和利用红发夫酵母等提取的虾青素所不具备的优势.此外,雨生红球藻中虾青素的结构以3S一3 ’S型为主,与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致;而红发夫酵母中虾青素结构则为3R一3 R型.
当前,雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物,因此,利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景,已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点.
保健食品领域的应用
全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在日本这个寿命最长的国家最为受到欢迎,近3年来虾青素成为日本最火爆的健康食品。东南亚包括台湾、新加坡深受其影响。我国也有一些企业相继跟进。 【虾青素保健功效】:
A:眼和中枢神经系统的保护作用
人类视网膜和中枢神经系统(脑)富含不饱和脂肪酸,因此,氧化产生的自由基
很容易使其发生过氧化损伤。有研究表明,虾青素很容易通过血脑屏障和细胞膜,能有效地防止视网膜的氧化和感光细胞的损伤,以及对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用,从而有效治疗缺血-再灌注损伤、脊髓损伤、帕金森综合征、Alzheimer综合征等中枢神经系统损伤。尤其是视网膜黄斑变性效果较叶黄素更加显著。美国CADAX公司已经把虾青素作为一种脑梗塞后防止再次梗塞的药物,据报道2010年已经进入临床试验阶段。最大的好处是不会象抗血小板药导致凝血功能障碍。 B:防紫外线辐射
众所周知,紫外线辐射是导致表皮光老化和皮肤癌的重要原因。研究表明,虾青素对谷氨酰胺转胺酶(transglutaminase)具有特殊作用,能够在皮肤受光照时消耗腐胺,口服虾青素对腐胺积累的抑制作用比口服维生素A更强。因此,虾青素的强抗氧化性可能使它成为潜在的光保护剂,有效清除引起皮肤老化的自由基,保护细胞膜和线粒体膜免受氧化损伤,用于阻止皮肤光老化。 C:预防心血管疾病
动脉硬化及相关心血管疾病的临床研究表明,低密度脂蛋白(LDL)的氧化是导致动脉硬化的重要原因。人体中LDL浓度越高,加之血小板沉积使血管变细阻碍血流速度,人体患动脉硬化的风险就越大。而血液中高密度脂蛋白(HDL)则有相反的作用,它可以阻止动脉硬化的发生。在人体血液中,虾青素由极低密度脂蛋白(VLDL)、LDL和HDL携带。体外和临床试验证明每人口服3.6mg/d虾青素,连续2周,能预防LDL的氧化。另外,有动物研究表明,虾青素在体内具有显著升高HDL和降LDL的功效,其中HDL可由原来的49.7±3.6mg/dL增加至66.5±5.1mg/dL,因此推测虾青素能减轻载脂蛋白的氧化,可用来预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤。不同于一般降低LDL的药物,每天服用1.8、3.6、14.4和21.6mg虾青素连续2周后,LDL氧化的时间分别被延长了5.0%、26.2% 、42.3%和30.7% ;从而可预防动脉粥样硬化的发生。
虾青素主要通过:
1.增加高密度脂蛋白HDL-C;
2.减少低密度脂蛋白LDL被氧化为Ox-LDL; 3.减轻巨噬细胞的炎症反应; 4.减少粥样硬化斑块的形成; 5.增加粥样硬化斑块的稳定性; 6.减少斑块破裂,改善血流。 等上述方式来防治心血管疾病。 D:增强免疫力