Étude sur l’extrait de riz noir anthocyanine Anti Fatigue

Black rice is a precious rice variety in China and was once considered a tribute product. It is not only rich in protein, essential amino acids, manganese, zinc, iron and other trace elements, but also contains black rice anthocyanins in the black rice bran. Studies have shown that black rice extract is a flavonoid pigment that is a type of anthocyanin, with a content of 6.4 g/100 g², and has strong free radical scavenging and antioxidant properties (13-5). It is a natural food coloring resource with health benefits. The health benefits of black rice extract have become one of the hotspots of nutritional and health research today. However, research on the application of black rice extract in the field of sports is currently lacking. With the in-depth research of sports scientists, the application of black rice anthocyanin (flavonoids) as a functional factor to delay fatigue and promote fatigue recovery in the development of sports nutrition supplements is of great theoretical and practical significance. This paper mainly analyzes and discusses the anti-fatigue biochemical mechanism of black rice extract on the basis of reviewing a large amount of relevant data, laying a foundation for the subsequent development of black rice extract sports nutrition supplements, and also providing a reference for the further development of black rice anthocyanin.

1 le mécanisme de peroxydation radicale-lipidique libre de la fatigue induite par l’exercice

La fatigue induite par l’exercice se réfère à «le corps et#39; S les processus physiologiques étant incapables de maintenir ses fonctions à un certain niveau ou les organes étant incapables de maintenir une intensité d’exercice prédéterminée ". C’est la description de la fatigue due à l’exercice donnée au cinquième congrès International de biochimie sportive en 1982. Depuis lors, la recherche sur le mécanisme de la fatigue induite par l’exercice a été un sujet de grand intérêt pour les chercheurs du monde entier, mais il n’y a toujours pas de conclusion définitive. Ce qui est clair, c’est que les principales causes de la fatigue pendant le travail ou l’exercice prolongé et de haute intensité sont la grande consommation de substances énergétiques dans le corps, la grande accumulation du produit métabolique acide lactique, qui provoque une baisse du pH, et l’augmentation des radicaux libres. Pendant l’exercice, la production de radicaux libres augmente. Avec un entraînement approprié, le corps subit des changements adaptatifs, qui apportent la production et l’élimination des radicaux libres dans l’équilibre et prévenir les dommages au corps. Cependant, ce changement d’adaptation dans le corps n’est que relatif. Si l’intensité ou la durée de l’exercice est trop élevée, l’augmentation des radicaux libres causera toujours des dommages aux tissus et conduira à la fatigue de l’exercice.

Les causes possibles de l’augmentation des radicaux libres pendant l’exercice incluent: a. Chaîne de transport d’électrons mitochondriaux: pendant l’exercice, le corps et#39; S le niveau métabolique augmente, la consommation d’énergie augmente, et la resynthèse d’atp est accélérée pour rencontrer le corps et#39; S besoins métaboliques. La phosphorylation oxydative mitochondriale est renforcée, ce qui produit de l’acide urique sous l’action d’enzymes libres pendant le processus de transport d’électron Mitochondrial, et produit également des radicaux libres, qui intensifient la peroxydation lipidique; B. Un déclin relatif de l’activité des enzymes antioxydantes: pendant l’exercice de haute intensité, le corps est hypoxique, la glycolyse est augmentée, et la production d’acide lactique augmente, qui réduit les concentrations de coenzyme cytosolique réduite I (NADH) et coenzyme réduite II (NADPH), endommage le corps et#39; S enzymes antioxydantes, la capacité du système antioxydant diminue. 6. Les principaux risques des radicaux libres sont: a. Dommages aux membranes biologiques: les acides gras polyinsaturés dans les phospholipides des membranes biologiques cellulaires sont extrêmement sujets à la peroxydation lipidique sous l’action des radicaux libres, ce qui entraîne une diminution de la mobilité de la membrane mitochondriale, une augmentation de la perméabilité, une expansion des mitochondries, la libération d’enzymes lysosomales et l’inactivation des enzymes et d’autres dommages; B. Dommages aux protéines et aux enzymes: les radicaux libres produits pendant la peroxydation des lipides peuvent dénaturer des protéines; C. Dommages aux acides nucléiques: la peroxydation des lipides peut entraîner une modification de la base et des ruptures de polynucléotides, entraînant des erreurs dans les processus de réplication, de transcription et de traduction, ainsi que des dommages à l’intégrité et à la conformation des acides nucléiques, entraînant la mort cellulaire. On peut constater que les changements dans la peroxydation des lipides après l’exercice dépendent des effets combinés de la production de radicaux d’oxygène et de la capacité antioxydante.

Le corps &#Le système antioxydant est composé d’enzymes antioxydantes (telles que la superoxyde dismutase SOD, la catalase CAT, la glutathion peroxydase GSH-Px et la peroxiredoxin PRX), de vitamines antioxydantes et de leurs précurseurs (tels quebêta-carotène), le glutathion (GSH) et d’autres antioxydants de petites molécules (sélénium, cuivre, manganèse, etc.). Les antioxydants qui composent le système antioxydant sont à la fois endogènes et exogènes. Chaque composant antioxydant a à la fois une fonction unique dans la cellule et un effet complémentaire entre les composants. Les troubles de l’homéostasie du système antioxydant sont associés à de nombreux troubles physiologiques qui surviennent pendant ou après un exercice, tels que la fatigue, les douleurs musculaires et une altération du système immunitaire. La capacité du corps &#Le système antioxydant de récupération des radicaux libres peut être augmenté en augmentant de manière appropriée les antioxydants exogènes.

2 mécanisme et progrès de l’extraction de riz noir' S antioxydant et radicaux libres propriétés de récupération

2.1 mécanisme d’extraction de riz noir#39; S antioxydant et radicaux libres propriétés de récupération

Zhang Mingwei's research shows that anthocyanin compounds (a type of flavonoid) in black rice are the most important substance basis for its antioxidant effect. The main active ingredients responsible for the antioxidant effect were isolated and identified as malvin, pelargonidin-3,5-diglucoside, cyanidin-3-glucoside and cyanidin-3,5-diglucoside (see Figure 1). The total antioxidant capacity was measured and found to be in descending order: c>d>a>b.

Riz noir anthocyane ' S 3 anneaux forme un système conjugué, qui est un système aromatique polyconjugué à haute activité biologique. Le mécanisme de son activité antioxydante est lié à l’équilibre phénol-quinone et à la formation de radicaux libres stables. D’une part, en raison de l’effet de conjugaison, l’atome d’hydrogène sur le groupe hydroxyle phénolique devient plus actif et est facilement éliminé pour devenir un donneur d’hydrogène, et une réaction de quinone se produit pour atteindre l’équilibre phénol-quinone (voir Figure 2) [12].

D’autre part, en tant que donneur d’hydrogène, il peut réagir avec des radicaux composés lipidiques pour former des radicaux phénoliques. Les électrons non appariés sur les atomes d’oxygène des radicaux phénoliques sont dispersés dans tout le système conjugué, qui est stable, réduisant ainsi le taux de transfert de la réaction en chaîne d’autoxydation et inhibant l’oxydation des lipides. Le mécanisme d’action est le suivant:

AH+RO0·→ROOH+A · AH+RO·→ROH+A · les radicaux RO· et RO0· sont des radicaux électrophiles, de sorte que les substituants donneurs d’électrons sur l’anneau aromatique augmentent l’activité de l’atome d’hydrogène sur le groupe hydroxyle phénolique. Les substituants qui retirent les électrons, par contre, réduisent l’activité de l’atome d’hydrogène sur le groupe phénolique carboxyle. La force de l’effet antioxydant dépend de deux facteurs: l’activité de l’atome d’hydrogène sur le radical phénolique carboxyle et l’obstacle stérique du radical phénolique. Un grand obstacle stérique ralentit le taux d’auto-oxydation du radical phénolique, ce qui interrompt la réaction en chaîne et améliore l’effet antioxydant. Comme on peut le voir ci-dessus, la base structurelle de l’activité antioxydante du pigment de riz noir est le système conjugué formé par les trois cycles aromatiques.

2.2 progrès de la recherche sur les propriétés antioxydantes et radicales libres de l’extrait de riz noir

Jiang Ping and others studied the antioxidant activity of black rice extract anthocyanin, l’anthocyanine des haricots noirs et l’anthocyanine du chou pourpre, et ont constaté que l’anthocyanine du riz noir avait l’activité antioxydante la plus forte, qui, selon eux, était principalement liée à la cyanidine-3-glucoside [14]. Il a également été rapporté que l’alimentation des lapins et des souris déficientes en apolipoprotéine-e (Apo-E) un régime riche en graisses avec 5% de son de riz noir ajouté élimine efficacement les radicaux libres d’oxygène actif chez ces deux animaux expérimentaux, inhibe l’oxydation de la lipoprotéine de basse densité (LDL) 15-16J. Kaneda a analysé que le Cy-3-G (cyanidine-3-glucoside) est le principal composant antioxydant du son de riz noir]. Le groupe de recherche dirigé par Tsuda a successivement démontré que l’anthocyanine Cy-3-G peut réduire de manière significative la production de peroxydes lipidiques dans le sérum de rat, réduire les dommages aux radicaux libres causés par l’ischémie-reperfusion du foie de rat, et protéger la vitamine C dans le sérum contre l’oxydation [8-191]. En plus de sa forte capacité de récupération des radicaux libres, il a également été démontré que les anthocyanes de riz noir augmentent de manière significative l’activité de la superoxyde dismutase (SOD) et de la catalase (CAT) dans le foie de souris, ce qui peut être un autre mécanisme par lequel les anthocyanes exercent leur effet antioxydant dans le corps [20].

Il a également été rapporté que l’hydrolysat enzymatique du riz glutineux noir peut augmenter significativement l’activité de la superoxyde dismutase dans le foie et de la glutathion peroxydase dans le sang total, et réduire la teneur en peroxydes lipidiques dans le foie. Cela indique que l’extrait de riz noir peut indirectement récupérer les radicaux libres d’oxygène par le système enzymatique antioxydant endogène in vivo [21]. Lonsenjing] a utilisé l’analyse de la chimiluminescence pour étudier l’activité antioxydante des pigments de riz noir. Les résultats ont montré que l’extrait de riz noir a un plus grand effet inhibiteur sur la chimiluminescence du sang total, c’est-à-dire qu’il a un plus grand effet de piégeage sur les espèces réactives d’oxygène (OH, RO0) produites par le système cellulaire, et a également un certain effet de piégeage sur les espèces réactives d’oxygène produites par le système non cellulaire. Une autre étude a montré que l’effet de piégeur des radicaux libres de l’extrait de riz noir était conforme aux résultats d’expériences in vivo, qui ont prouvé ensemble que les ingrédients actifs dans le son de riz noir ont de fortes propriétés antioxydantes et peuvent éliminer l’excès de radicaux libres d’oxygène actif dans le corps.

La grande production de radicaux libres et l’augmentation significative de la peroxydation des lipides plasmatiques (LPO) sont des causes importantes de la fatigue d’exercice123]. Par conséquent, une supplémentation modérée en extrait de riz noir peut éliminer les radicaux libres produits par la peroxydation, protéger les tissus tels que les muscles contre les dommages, retarder la fatigue et favoriser la récupération dela fatigue.

3 idées pour appliquer l’extrait de riz noir au développement des boissons sportives

Based on a review of relevant technical data, it is analysed that the effective application of black rice extract to the development of sports drinks requires four stages of work.

3.1 collecte de données et formulation de plans expérimentaux

Recueillir des données de recherche théorique et technique en provenance du pays et de l’étranger sur l’extraction des anthocyanes de riz noir, les propriétés physiques et chimiques telles que les propriétés antioxydantes et la récupération des radicaux libres, les formules de boissons pour sportifs, et des expériences sur l’efficacité des boissons pour sportifs. Mener une analyse et une discussion approfondies de l’état actuel du développement et de l’application des extraits de riz noir dans la nutrition sportive, en mettant l’accent sur les problèmes existants et les méthodes expérimentales qui peuvent être utilisées comme références. Sur cette base, formuler un plan pour le développement des boissons pour sportifs au riz noir.

3.2 préparation de l’extrait de riz noir

Manteau de graines de riz noir → extraction d’anthocyanes de riz noir → séparation solide-liquide → surnageant → concentration → pâte concentrée d’anthocyanes de riz noir.

3.3 conception de la formule pour les boissons sportives à l’extrait de riz noir

Sur la base de la formule de référence pour la boisson sportive et des données de recherche fonctionnelle sur les anthocyanes de riz noir, une conception préliminaire de la formule pour la boisson sportive a été proposée. Sur cette base, des expériences d’adaptabilité gustative ont été réalisées; Des expériences visant à déterminer la quantité optimale de facteurs fonctionnels à utiliser; Expériences de stabilité de boisson et expériences préliminaires d’évaluation de l’efficacité. La conception de la formule pour la boisson sportive au pigment de riz noir a d’abord été déterminée.

3.4 Evaluation de l’efficacité des boissons pour sportifs à l’extrait de riz noir chez l’homme

Des participants volontaires ont été recrutés pour comparer les changements dans les indicateurs physiologiques et biochimiques tels que le lactate sanguin avant et après l’expérience au moyen d’expériences d’exercices physiques et d’amélioration de la fatigue. L’analyse statistique a été utilisée pour établir et améliorer la méthode d’évaluation.

La clé de ces quatre étapes est la conception de la formulation et l’évaluation de l’efficacité de la boisson sportive à l’extrait de riz noir, et la difficulté technique réside dans la stabilité de la boisson, qui est notre travail de suivi.

4 Conclusion

Black rice extract is a natural pigment resource with health-promoting properties. Anthocyanins in black rice extract have a conjugated system with three aromatic rings and have strong antioxidant activity and the ability to scavenge free radicals. The large production of free radicals and the significant increase in plasma lipid peroxidation (LPO) are important causes of exercise fatigue. A moderate amount of black rice extract can eliminate the free radicals produced by peroxidation, delay fatigue and promote recovery from fatigue. Existing data show that it is feasible to develop a health-promoting sports drink by applying black rice extract to a sports drink. This process requires four interrelated stages: formulation, black rice pigment extraction, formulation design experiments, and efficacy evaluation. Sports drinks are currently the darlings of the beverage industry, and the development of sports drinks with health benefits is promising.

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