Astaxanthin: Nguồn cung cấp, cấu trúc Astaxanthin, chiết xuất, bảo quản và độ ổn định

Hiện tại có nhiều quan tâm đến các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là các hợp chất có thể hoạt động hiệu quả trên các mục tiêu phân tử, có liên quan đến các bệnh khác nhau. Astaxanthin (3,3′-dihydroxy-,-carotene-4,4′-dione) là một xanthophyll carotene, có trong Haematococcus pluvialis , Chlorella zofingiensis , Chlorococcum và Phaffia rhodozyma . Nó tích lũy tới 3,8% trên cơ sở trọng lượng khô ở H. pluvialis. Dữ liệu được công bố gần đây của chúng tôi về chiết xuất astaxanthin, phân tích, nghiên cứu độ ổn định và kết quả hoạt động sinh học của nó đã được thêm vào bài viết đánh giá này. Dựa trên kết quả và tài liệu hiện tại của chúng tôi, astaxanthin cho thấy hoạt động sinh học tiềm năng trongmô hình in vitro và in vivo . Những nghiên cứu này nhấn mạnh ảnh hưởng của astaxanthin và tác dụng có lợi của nó đối với quá trình trao đổi chất ở động vật và con người. Sinh khả dụng của astaxanthin ở động vật được tăng cường sau khi cho ăn Haematococcussinh khối như một nguồn astaxanthin. Astaxanthin, được sử dụng như một chất bổ sung dinh dưỡng, chất chống oxy hóa và chất chống ung thư, ngăn ngừa bệnh tiểu đường, bệnh tim mạch và rối loạn thoái hóa thần kinh, và cũng kích thích tiêm chủng. Các sản phẩm Astaxanthin được sử dụng cho các ứng dụng thương mại ở dạng bào chế dưới dạng viên nén, viên nang, xi-rô, dầu, gel mềm, kem, sinh khối và bột hạt. Các ứng dụng bằng sáng chế của Astaxanthin có sẵn trong các ứng dụng thực phẩm, thức ăn và dinh dưỡng. Đánh giá hiện tại cung cấp thông tin cập nhật về các nguồn astaxanthin, trích xuất, phân tích, ổn định, hoạt động sinh học, lợi ích sức khỏe và đặc biệt chú ý đến các ứng dụng thương mại của mình.

Bài viết này nói về:

• Nguồn cung cấp
• Cấu trúc
• Chiết xuất
• Bảo quản và tính ổn định

Astaxanthin là một caroten xanthophyll được tìm thấy trong các vi sinh vật và động vật biển khác nhau. Astaxanthin là một sắc tố màu đỏ có khả năng hòa tan trong chất béo, không có hoạt tính pro-Vitamin A trong cơ thể người, một số nghiên cứu cho thấy rằng astaxanthin có hoạt tính sinh học mạnh hơn các carotenoids khác. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (USFDA) đã phê duyệt việc sử dụng astaxanthin làm chất màu thực phẩm trong thức ăn cho động vật và cá. Ủy ban Châu Âu ghi nhận astaxanthin tự nhiên là thuốc nhuộm thực phẩm. 

Haematococcus pluvialis là một vi tảo lục tích lũy hàm lượng astaxanthin cao sống trong điều kiện khắc nghiệt như độ mặn cao, thiếu nitơ, nhiệt độ và ánh sáng cao. Astaxanthin được sản xuất từ H. pluvialis là nguồn chính để phục vụ cho sự tiêu thụ của con người. Nó được sử dụng làm nguồn sắc tố trong thức ăn cho màu sắc cam hồng ở cá hồi và tôm. Để bổ sung vào chế độ ăn uống ở người và động vật, astaxanthin được lấy từ hải sản hoặc từ H. pluvialis.

Tác dụng của astaxanthin đối với sức khỏe con người đã được các nhà khoa học nghiên cứu và công bố rộng rãi. Việc sử dụng astaxanthin như một chất bổ sung dinh dưỡng đã được phát triển nhanh chóng trong thực phẩm, thức ăn, dược phẩm và dược phẩm. Bài viết sau cung cấp thông tin về nguồn cung cấp astaxanthin, cấu trúc Astaxanthin, sự bảo quản và độ ổn định.

1. Nguồn cung cấp Astaxanthin

Các nguồn tự nhiên chứa astaxanthin là tảo, nấm men, cá hồi, nhuyễn thể, tôm. Astaxanthin thương mại chủ yếu là từ nấm men Phaffia , từ tảo Haematococcus và thông qua tổng hợp hóa học. Tảo lục Haematococcus pluvialis là một trong những nguồn cung cấp astaxanthin tự nhiên tốt nhất. Tôm, cua và cá hồi có vai trò như là nguồn cung cấp astaxanthin trong chế độ ăn uống. Cá hồi hoang dã là một nguồn cung cấp astaxanthin tốt. Để có được 3,6 mg astaxanthin, người ta có thể ăn 165 gram cá hồi mỗi ngày. Bổ sung Astaxanthin ở mức 3,6 mg mỗi ngày là có lợi cho sức khỏe như theo như báo cáo của Iwamoto et al. Hàm lượng Astaxanthin trong cá hồi nuôi ở Đại Tây Dương nuôi được báo cáo là 6-8 mg / kg thịt. Hàm lượng Astaxanthin trong cá hồi lớn ở châu Âu là 6 mg / kg thịt và thị trường Nhật Bản là 25 mg / kg thịt.

Hàm lượng Astaxanthin (mg / kg thịt) của cá hồi hoang dã và thịt cá hồi nuôi.

2. Cấu trúc của Astaxanthin

Astaxanthin là thuộc nhóm xanthophylls, bởi vì nó không chỉ chứa carbon và hydro mà còn cả các nguyên tử oxy. Astaxanthin bao gồm hai vòng 6 cạnh  được nối bởi một chuỗi polyene. Phân tử này có hai nguyên tử cacbon không đối xứng nằm ở vị trí 3, 3’ của vòng β-ionone với nhóm hydroxyl (-OH) ở hai đầu của phân tử. Trong trường hợp thứ nhất, nhóm hydroxyl phản ứng với một axit béo sau đó nó tạo thành este đơn chức, khi cả hai nhóm hydroxyl đều phản ứng với axit béo thì kết quả được gọi là di-ester. 

Astaxanthin tồn tại trong các đồng phân lập thể, đồng phân hình học, các dạng tự do và ester hóa. Tất cả các dạng này được tìm thấy trong các nguồn tự nhiên. Các lập thể (3 S, 3 ' S ) và (3 R 3′ R ) là phong phú nhất trong tự nhiên. Haematococcus sinh tổng hợp các đồng phân (3S, 3′ S ) trong khi nấm men  Xanthophyllomyces dendrorhous tạo ra (3 R, 3′ R ) -isome. Astaxanthin tổng hợp bao gồm các đồng phân của (3 S, 3 S ) (3 R, 3 S ) và (3 R, 3 R ).

Astaxanthin có công thức phân tử C₄₀ H₅₂ O₄. Khối lượng mol của nó là 596,84 g / mol.

Cấu trúc hóa học của astaxanthin.

3. Chiết xuất Astaxanthin

Astaxanthin là một hợp chất lipophilic và có thể hòa tan trong dung môi và dầu. Dung môi, axit, dầu ăn cùng phương pháp hỗ trợ vi sóng và enzyme được sử dụng để cấu trúc astaxanthin. Astaxanthin được tích lũy trong các tế bào nang hóa của Haematococcus. Astaxanthin trong Haematococcus được cấu trúc bằng các phương pháp sử dụng các axit khác nhau, chiết bằng axit hydrochloric cho phép thu được tới 80% lượng sắc tố.

Trong một nghiên cứu khác, dầu thực vật (đậu nành, ngô, ô liu và hạt nho) đã được sử dụng để cấu trúc astaxanthin từ Haematococcus. Haematococcus nuôi cấy được trộn với các loại dầu và astaxanthin bên trong tế bào được cấu trúc thành các loại dầu, với độ thu hồi cao nhất 93% với dầu ô liu. Sản lượng Astaxanthin từ Haematococcus là 80% 90% 90% sử dụng phương pháp cấu trúc chất lỏng siêu tới hạn với ethanol và dầu hướng dương làm đồng dung môi. Astaxanthin được cấu trúc nhiều lần bằng dung môi, được cô đặc và làm bay hơi bằng thiết bị bay hơi quay, sau đó hòa tan lại trong dung.

4. Sự bảo quản và tính ổn định của Astaxanthin

Độ ổn định của Astaxanthin được đánh giá trong các điều kiện vận chuyển và bảo quản khác nhau. Astaxanthin có nguồn gốc từ Haematococcus và tính ổn định của nó trong các loại dầu ăn khác nhau đã được xác định. Astaxanthin ổn định ở 70 đến 90 ° C trong dầu gạo, dầu gingelly và dầu cọ với tỷ lệ lữu giữ là 84%, mật 90% hàm lượng astaxanthin và loại này có thể được sử dụng trong các thực phẩm, dược phẩm. Trong khi đó hàm lượng astaxanthin bị giảm ở 120 và 150 ° C. 

Độ ổn định của Astaxanthin nanodispersions được đánh giá trong sữa tách kem, nước cam và nước khử ion được sử dụng làm đối chứng. Kết quả cho thấy sự suy giảm của astaxanthin trong sữa tách kem cao hơn đáng kể so với nước cam. 

Trong một nghiên cứu khác, tính ổn định của sinh khối astaxanthin đã được kiểm tra sau khi sấy khô và bảo quản ở các điều kiện khác nhau trong chín tuần. Kết quả cho thấy sự suy giảm của astaxanthin thấp tới 10% trong sinh khối được sấy khô ở 180/110 ° C và được lưu trữ ở −21 ° C trong nitơ sau chín tuần bảo quản. Sự ổn định của Astaxanthin đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng microencapsulation với chitosan, nanospheres polymer, nhũ tương và β-cyclodextrin theo báo cáo của các tác giả khác nhau.

Kết luận

Astaxanthin, một caroten xanthophyll, là một chất chuyển hóa thứ cấp được tổng hợp tự nhiên bởi một số vi khuẩn, vi tảo và nấm men. Tác dụng của astaxanthin đối với sức khỏe con người đã được các nhà khoa học nghiên cứu và công bố rộng rãi. Bài viết trên đây đã cung cấp cho chúng ta những thông tin cơ bản về Nguồn cung cấp, cấu trúc, chiết xuất, bảo quản và độ ổn định Astaxanthin mà chúng ta cần nằm được để có thể khai thác và sử dụng astaxanthin một các hợp lý.

Xem thêm

Chi tiết Astaxanthin

7 lợi ích của Astaxanthin

Astaxanthin là gì, cơ chế hoạt động như thế nào?