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japonaisQuelles sont les Sources de l’astaxanthine?
Astaxanthdansis a non-vitamin A, fat-soluble, keto-type carotenoid that is widely distributed in marine animals Et en plusplants, microalgae Et en plusyeast [1]. Its unique chemical structure gives it the ability to effectively quench active oxygen, making it Par:far the strongest antioxydantfound in nature. Astaxanthin cannot be synthesized in the human body Et en pluscan only be obtained through dietary intake. Le conseil des ministresUS Food Et en plusDrug AdministratiSur le(FDA) prohibsonthe chemical synthesis De l’astaxanthinefor use in food production as a dietary supplement, but approves its use as a coloring agent in animal Et en plusaquatic feeds Et en plusthe daily chemical industry. The European Commission approves the use De lanatural l’astaxanthineas a food coloring agent in the food industry[2].
Dans la nature, les principales sources alimentaires d’astaxanthine naturelle sont les aliments marins et Haematococcus pluvialis[3]. À l’heure actuelle, l’efficacité de l’astaxanthine sur la santé humaine a été confirmée par un grEt en plusnombre d’études, et l’astaxanthine est le seul caroténoïde à être capable de pénétrer les barrières héma-encéphalo-héma-rétine, ce qui peut avoir un effet positif sur le système nerveux central et la fonction cérébrale [4]. Par conséquent, l’utilisation d’astaxanthine naturelle comme complément alimentaire dans les aliments, les produits de santé ou les produits pharmaceutiques est d’une importance pratique pour l’amélioration de la santé humaine. Cet article donne un aperçu des sources, de la distribution, de l’activité physiologique, de l’absorption et du métabolisme de l’astaxanthine, et intègre et analyse des données pertinentes, en vue de fournir une référence efficace pour le développement et l’application des ressources en astaxanthine.
1 caractéristiques structurelles, sources et formes de l’astaxanthine
1.1 caractéristiques structurelles de l’astaxanthine
Astaxanthin, also known as shrimp yellow pigment or lobster shell pigment, has the chemical name 3,3′-dihydroxy-4,4′ -dione-β , β′-carotene, with the molecular formula C40H52O4. Its chemical structure is composed De lafour isoprene units connected by conjugated double bonds, with two isoprene units at each end forming a six-membered ring structure [2]. On the one hand, there are two chiral carbon atoms, 3C and 3′C, and each chiral carbon atom can have two conformations (i.e., R or S), so there are three optical isomers: a pair of racemic astaxanthin (3S, 3′ S and dextrorotatory 3R, 3′R) and one meso-astaxanthin (3S, 3′R). On the other hand, the conjugated long-chain structure formed by multiple carbon-carbon double bonds in the astaxanthin molecule makes it prone to cis-trans isomerization, forming a variety of geometric isomers [5].
Dans la configuration cis, il y a généralement un grand obstacle stérique entre les atomes d’hydrogène près de la double liaison cis ou entre les atomes d’hydrogène et le groupe méthyle. Par conséquent, dans la nature, la majeure partie de l’astaxanthine à l’état libre existe en tant qu’astaxanthine entièrement trans, qui ne fait pas concurrence pour la position spatiale du groupe branché (groupe méthyle) de cet isomère, lui donnant une stabilité structurelle relativement bonne [6]. Cependant, l’astaxanthine all-trans est sensible aux réactions d’isomérisation géométriques dues à l’influence de facteurs tels que les propriétés des solvants, la lumière, la chaleur, l’oxygène et les ions métalliques, qui la convertissent en une variété d’isomères configurés par le cis-[7-8]. La littérature rapporte actuellement [7] [traduction]que les principales formes des isomères cis de l’astaxanthine sont: 9-cis-astaxanthine, 13-cis-astaxanthine, 15-cis astaxanthine (15-cis-astaxanthine), 13,15-di-cis-astaxanthine (13,15-di-cis-astaxanthine), la structure de chaque isomère d’astaxanthine est montrée dans la Figure 1.
1.2 sources et formes d’astaxanthine
1.2.1 sources d’astaxanthine
Les produits à base d’astaxanthine actuellement commercialisés sont principalement dérivés d’haematococcus pluvialis, de levure rouge, d’astaxanthine synthétique et de certains produits à base d’huile de crevette riches en astaxanthine. Les chercheurs ont découvert que Haematococcus pluvialis est une bonne Source:d’astaxanthine naturelle en analysant et en mesurant la teneur en astaxanthine dans différentes ressources biologiques [9]. L’astaxanthine représente environ 4 à 5% du poids sec de la poudre d’algues; L’astaxanthine dans la levure de fava rouge représente environ 0,12 % du poids sec [10]; La Figure 2 montre la teneur totale en astaxanthine de plusieurs autres ressources aquatiques communes. Les données montrent que la teneur totale en astaxanthine dans le krill Antarctique est d’environ 120 mg/kg, chez la crevette et la crevette douce, d’environ 30 mg/kg à 60 mg/kg, chez le crabe, d’environ 30 mg/kg, et chez le saumon, d’environ 15 mg/kg à 20 mg/kg [11-12] (tous calculés sur la base du poids sec).
1.2.2 formes d’astaxanthine
The main forms of L’astaxanthine dans la nature are the free form and the esterified form (monoester and diester, as shown in Figure 3), and there are significant species differences. Studies have shown that astaxanthin is mainly present in the free state in salmon trout and red yeast [13-14], while it is mainly present in the esterified state in algae, shrimp and crab, with relatively low levels of free astaxanthin [15-17]. Miao Fengping [17] reported that the free astaxanthin, astaxanthin monoesters and diesters in Haematococcus pluvialis accounted for about 5%, 70% and 25% respectively. Gladis and Bjerkeng [16] [traduction]studied Les composants pigmentaires du crabe commun, les résultats ont montré que parmi les caroténoïdes totaux, l’astaxanthine libre représentait environ 10%, les monoesters de l’astaxanthine environ 12%, et les diesters de l’astaxanthine environ 70%. Les pourcentages relatifs d’astaxanthine libre et d’astaxanthine estérifiée dans plusieurs ressources aquatiques courantes sont présentés à la Figure 4.
En outre, les chaînes d’acides gras liés à l’astaxanthine sont principalement des acides gras à longue chaîne. Parmi eux, les acides gras de la structure de l’ester d’astaxanthine d’haematococcus pluvialis sont principalement l’acide octadécanique et l’acide hexadécanique. Dans le cas de la crevette blanche, du krill Antarctique et du crabe nageant, les chaînes d’acides gras des esters d’astaxanthine existent principalement sous la forme de C20:5 et C22:6. Il est à noter que les animaux ne peuvent synthétiser l’astaxanthine et les esters d’astaxanthine [18] [traduction]et ne peuvent les obtenir qu’à partir de la nourriture. L’astaxanthine se trouve principalement sous forme estérifiée dans les organismes aquatiques tels que les crevettes, mais dans les poissons Sont principalement à l’état libre, ce qui indique que l’absorption, la conversion et l’accumulation de l’astaxanthine chez les animaux est très sélective. D’un point de vue biomimétique, cela fournit de nouvelles idées pour étudier et améliorer l’utilisation de l’astaxanthine dans le corps humain.
On the other hand, free astaxanthin in nature mostly exists in the geometric configurations of all-trans-astaxanthin and 13-cis-astaxanthin, but the optical configurations of astaxanthin in different organisms vary significantly. The authors searched for relevant domestic and foreign research [10, 17, 19] and summarized the optical isomer composition of astaxanthin in different species (as shown in Figure 5). The data show that the Astaxanthine chez Haematococcus pluvialis, salmon and Antarctic krill mainly exists in the 3 S, 3 'S, tandis que l’astaxanthine chez Rhodopseudomonas palustris est toute dans le 3R, 3' configuration R. Dans les crevettes et les crabes, le contenu relatif des 3S, 3 et#39;S et 3S, 3 'R configurations est relativement élevée, et l’astaxanthine synthétique est un mélange des trois formes d’astaxanthine (3S, 3 'S 25%, 3R, 3 'R 25%, 3S, 3 et#39;R 50%) [9, 10, 16, 20-21].
2 recherches sur la fonction biologique, l’absorption et le métabolisme de l’astaxanthine.
2. Fonction biologique de l’astaxanthine
L’anneau spécial β-ionone et la longue chaîne conjuguée Structure de l’alkène dans la structure moléculaire de l’astaxanthine Donnez-lui la fonction d’extinction efficace de l’oxygène actif. C’est de loin l’antioxydant naturel le plus fort dans la nature, et sa capacité à piéger les radicaux libres est 500 fois supérieure à celle de la vitamine E Eet d’autres caroténoïdes (lutéine, lycopène et bêta-carotène) par 500 fois [22]. L’astaxanthine est actuellement le seul caroténoïde à être capable de pénétrer les barrières hémato-encéphalique et hémato-rétine [4]. Plusieurs de ses structures et propriétés font que l’astaxanthine présente d’excellentes fonctions biologiques.
Un grand nombre d’expériences animales ont montré que l’astaxanthine A anti-tumorale [23], anti-inflammatoire [24], anti-diabétique [25], réduit les dommages oxydatifs [26], améliore l’immunité [27], améliore la fonction motrice [28], et prévient les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires [29] [en]et d’autres fonctions. Les rapports de recherche actuels sur l’activité biologique de l’astaxanthine sont résumés dans le tableau 1. En outre, des études nationales et étrangères ont montré que les fonctions biologiques des différents isomères de l’astaxanthine sont différentes. 3S,3'S astaxanthine a de meilleures fonctions biologiques et une activité antioxydante plus forte que 3R,3'R and 3S,3 R have better biological functions and stronger antioxidant Activités activités[9]; Liu et al. [30] [en]proved through various in vitro simulation tests that compared with All-trans astaxanthine, 9-cis- and 13-cis-astaxanthin exhibit higher antioxidant capacity in multiple simulated systems.
2.1 recherches actuelles sur l’absorption et le métabolisme de l’astaxanthine
En tant que caroténoïde, le facteur clé pour savoir si l’astaxanthine peut exercer une activité biologique après l’ingestion est la proportion de celui-ci qui est absorbée et utilisée ou stockée dans le corps. Son taux d’utilisation est principalement influencé par des facteurs tels que la structure moléculaire, la liaison physique dans les aliments, la teneur en matières grasses dans l’alimentation, et la teneur en enzymes pancréatiques et en sels biliaires dans le tractus gastro-intestinal [49].
At present, there is relatively little research on the metabolic processes of astaxanthin absorption in the body, and there is little reporting on the digestion and absorption of astaxanthin compounds with different molecular structures in the body. Ranga et al. [20, 32] and Olson et al. [50] [traduction]reported that the Biodisponibilité de l’astaxanthine can be effectively improved by adding lipids to the diet, suggesting that the type and content of lipids in the food matrix are important factors affecting the biodisponibilitéof astaxanthin in the body.
østerlie et al. [51] [traduction]et Coral et al. [52] [traduction]ont étudié la présence d’astaxanthine dans le sérum humain après l’ingestion orale d’astaxanthine et d’esters d’astaxanthine. Les résultats ont montré qu’après l’ingestion d’astaxanthine libre, il se lie aux lipoprotéines dans le sang; Après ingestion d’esters d’astaxanthine, seule l’astaxanthine libre a été détectée dans le sang, et aucune astaxanthine estérifiée n’a été détectée. La valeur de réponse dans le sang était 4-5 fois inférieure à celle de l’ingestion de la même quantité d’astaxanthine libre. Il est spéculé que l’astaxanthine libre peut être directement absorbée et utilisée par le corps humain, tandis que l’astaxanthine estérifiée doit être hydrolysée en astaxanthine libre dans le tractus digestif, puis absorbée par le corps humain sous la forme d’astaxanthine libre. Cette étude fournit des preuves que les esters d’astaxanthine exercent la même efficacité biologique que l’astaxanthine libre dans le corps, mais il y a un manque de données de recherche intuitive et systématique pour prouver l’exactitude de cette spéculation.
Fukami et al. [53] [traduction]ont synthétisé des mono- et diesters d’astaxanthine à l’aide de méthodes chimiques et ont étudié leur pharmacocinétique à l’aide d’un modèle de rat. Les résultats ont montré que la biodisponibilité de l’ester d’astaxanthine à chaîne moyenne présumée était meilleure que celle de l’ester d’astaxanthine à chaîne longue. La biodisponibilité du monoester d’astaxanthine et de l’acide octanoïque chez le rat était plus élevée que celle du diester d’astaxanthine et de l’acide octanoïque, et plus élevée que celle de l’extrait d’astaxanthine commerciald’haematococcus pluvialis (mélange d’astaxanthine et d’ester d’astaxanthine). En outre, la concentration métabolique maximale d’astaxanthine dans le foie était environ trois fois plus élevée que dans le sérum. Selon Fuka- mi&#En conclusion, les esters d’astaxanthine à chaîne moyenne ont une biodisponibilité plus élevée. Les résultats de cette étude montrent qu’il y a une corrélation entre la composition de la chaîne des acides gras dans lesEsters d’astaxanthine and their bioavailability. However, the structure-bioavailability relationship between astaxanthin esters is currently unclear and requires further research.
3 Conclusion
L’astaxanthine naturelle est d’une grande importance pratique pour l’amélioration de la santé humaine, mais elle est extrêmement instable et facilement oxydée et dégradée par des facteurs externes tels que la lumière, la chaleur et l’oxygène, ce qui entraîne une diminution de l’apparence et de la valeur nutritionnelle de l’aliment. Par conséquent, l’astaxanthine ajoutée aux aliments doit exister dans un état moléculaire relativement stable avec une puissance biologique élevée.
En outre, la stabilité et la biodisponibilité de l’astaxanthine sont affectées non seulement par la structure moléculaire, mais aussi par des facteurs externes tels que le système alimentaire. Cependant, la compréhension actuelle de l’influence et du mécanisme des différentes formes moléculaires de la structure de l’astaxanthine et des systèmes alimentaires sur sa stabilité, son absorption et son métabolisme n’est pas encore claire. Par conséquent, le développement de tels travaux de recherche à l’avenir est particulièrement important.
It not only has important theoretical significance for revealing the factors, laws and mechanisms affecting the stability and bioavailability of astaxanthin, but also provides a basis for screening astaxanthin molecular forms with high stability and bioavailability, as well as the design of food Produits produitswith high bioavailability of astaxanthin esters. Finally, it explores new strategies and solutions for the high-value utilization of astaxanthin resources and scientific nutritional diets.
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