Напредък на изследванията в антиоксидантния състав на ботаническите екстракти и техните механизми за действие

 

 

Резюме:Окислителни щетиЗа организмите, причинени от свободния радикал, може да доведе до появата на много заболявания, докато много естествени вещества имат способността да почистват свободните радикали. Растенията са най -важният източник на екзогенните антиоксиданти на човешкото тяло. Тази статия обобщава отчетените по -рано проучвания за антиоксидантния състав на ботанически екстракти, състоящи се главно от полифеноли, витамини, алкалоиди, сапонини, полизахариди, растения с биоактивни пептиди и т.н., и техните механизми за действие.

Ключови думи:свободен радикал;Ботанически екстракт;Антиоксидантна съставка; механизъм

Антиоксидантна билка Cistanche 100 пъти мощна от VC в гроздето

Подкрепящо обслужване на Wecistanche
Имейл: wallence.suen@wecistanche.com
WhatsApp/тел: +86 15292862950

 

Свободните радикали се отнасят до атоми, молекули или групи с неспарени електрони във външните им орбити. Те са междинни метаболити на много биохимични реакции в жизнените дейности на аеробните организми. При нормални обстоятелства свободните радикали в човешкото тяло са в динамичен баланс на непрекъснато генериране и отстраняване. Ако се получат твърде много свободни радикали или се отстраняват твърде малко, прекомерните свободни радикали ще причинят оксидативен стрес на клетъчните тъкани, което води до окислително увреждане на тялото и може да доведе до появата на много заболявания като атеросклероза, хипертония, диабет, тумори, болест на Паркинсон, болест на Алцхаймер и т.н. [{{1-2]. Като най -важният източник на екзогенни антиоксидантни вещества в човешкото тяло, антиоксидантните изследвания и развитие на растителни екстракти са получили все по -голямо внимание и постигнаха много резултати. Тази статия накратко разглежда антиоксидантните компоненти, извлечени от растенията и техните възможни антиоксидантни механизми.

 

1 Изследване на антиоксидантните компоненти на растителните екстракти

Понастоящем повечето от изследванията върху растителните антиоксиданти са фокусирани върху китайските билкови лекарства, подправки, зеленчуци, плодове, растителни напитки и зърнени храни. Антиоксидантните активни компоненти на растителни екстракти включват главно полифеноли, витамини, алкалоиди, сапонини, полизахариди, полипептиди и др.

 

1.1 Полифеноли

Растителните полифенолни антиоксиданти могат да бъдат разделени на три основни категории въз основа на техните химични структури: флавоноиди, фенолни киселини и танини.

 

1.1.1 Флавоноиди

Флавоноидите, известни още като флавоноидни съединения, са най -разнообразните полифеноли и се намират в почти всички тъкани на растенията. Той се отнася до серия от съединения, състоящи се от два бензолни пръстена (A- и B-пръстени), свързани с централна тройна въглеродна връзка. Той може да бъде разделен на подвет, като флавоноиди, флавоноли, флаванони, дихидрофлавоноли, флаван -3- ols (известен също като катехини), изофлавони, халкони и антоцианидини.
Флавоноидите имат различни антиоксидантни активности и величината на тяхната антиоксидантна активност е тясно свързана със структурата на съединението. Позицията и броят на фенолните хидроксилни групи и техните заместители (като 4- карбонил, хидроксил гликозиди, хидроксиметилиране и Δ2 (3) двойни връзки) са важни фактори за определяне на тяхната антиоксидантна активност [3-4]. Обикновено се смята, че орто-дифенолната хидроксилна група на В пръстена играе основна роля в антиоксидантната активност на флавоноидите; Орто-дихидроксилната група на един пръстен и пара-дихидроксилната група на другия пръстен произвежда много обещаваща антиоксидантна активност, а добавянето на хидроксилни групи при 5, 7 и 8 позиции на А може да увеличи антиоксидантния капацитет до различна степен [5].
Много флавоноидни съединения показват значителни антиоксидантни свойства, представителни примери, за които включват акациатин, кверцетин, наргинин, циперметрин, чаени полифеноли, соеви изофлавони, трихидроксихалкон, цианидин и др.

 

1.1.2 Вещества фенолна киселина

Фенолната киселина се отнася до клас съединения с няколко фенолни хидроксилни групи върху един и същ бензолен пръстен. Веществата на фенолната киселина с антиоксидантни свойства, намиращи се в естествените растения, могат да бъдат разделени на три категории: Първата категория е хидроксибензоена киселина и нейните производни, като протокатехунова киселина, галова киселина, сирингова киселина и др.; Втората категория е елагинова киселина и неговите производни, като 3- хидроксифенилацетна киселина; Третата категория е хидроксицинаминова киселина (хидроксифенилакрилова киселина) и неговите производни, като хлорогенна киселина, ферулова киселина, кофеенова киселина, росмаринова киселина, куманова киселина, синапинова киселина и т.н.
Антиоксидантният капацитет на веществата на фенолната киселина следва същите правила в химическата структура като флавоноидите, тоест тези със съседни фенолни хидроксилни групи на бензолния пръстен са много по -силни от тези без тях. Например, галски киселина и различните му производни със структура на пирогалол са по -силни от тези със само две хидроксилни групи. Антиоксидантният капацитет на вещества, съдържащи катехол, като хлорогенна киселина, кофеинова киселина и росмаринова киселина е много по-силен от този на ферулова киселина и синапинова киселина, които имат само една хидроксилна група [1].

Антиоксидантна билка Cistanche 100 пъти мощна от VC в гроздето

1.1.3 Танини

Tannins, also known as tannins, are widely distributed in plants and usually refer to plant polyphenols with a relative molecular mass of 500 to 3000. According to their different molecular structures and difficulty in hydrolysis, they can be divided into three categories: hydrolyzed tannins (such as gallic tannins and ellagitannins), condensed tannins (such as proanthocyanidins and oligomeric проантоцианидини) и сложни танини, образувани от въглеродни връзки между кондензирани танини и глюкоза в хидролизирани танини (като камелия танини и гуава танини). Има три фактора, които влияят на антиоксидантната активност на танините [6-7]: режимът на свързване на единиците; дали хидроксилната група е безплатна; Видът и броят на хексахидроксидибензоил (HHDP), галоил (Gall) и Dehydrohexahydroxydibenzoyl (DHHDP) групи. Когато единиците за свързване на танин (като катехини) са свързани от хидролизиращи се естерни връзки или гликозидни връзки, антиоксидантният капацитет на молекулата се засилва, докато когато те са обвързани от въглеродни-въглеродни връзки, за да образуват кондензирана форма, антиоксидантната способност на молекулата е силно пренасочена; Когато фенолната хидроксилна група е свободна, тя е благоприятна за увеличаването на активността; Активността на групите HHDP, GALL и DHHDP е от порядъка на HHDP> Gall> Dhhdp. В единицата за свързване, колкото повече са тези три групи, толкова по -голяма е активността.

 

1.2 Витамини

Витамините са не само незаменими хранителни хранителни вещества, но и най -важните антиоксидантни вещества за човешкото тяло. Антиоксидантните витамини в растенията са главно VE, VC и каротеноиди, но те също могат да станат прооксиданти при определени обстоятелства [8].

 

1.2.1 ve

VE е общ термин за различни токофероли, сред които -токоферол има най -голяма биологична активност. Приемайки -токоферол като еталон, физиологичните активности на -такоферол, -токоферол и Δ -токоферол са съответно 40%, 8% и 20%, а активността на останалите са изключително слаби [9]. В повечето случаи антиоксидантният ефект на VE е да реагира с радикали без липидни кислород или свободни липидни пероксилни радикали, да им осигури водородни йони и да прекъсне верижната реакция на липидната пероксидация. Това е най-важният антиоксидант, разтворяващ на мазнини, разрушим с верига [10].

 

 

1.2.2 VC

VC, известен още като аскорбинова киселина, е кисело полихидрокси съединение, съдържащо -ккетолактон с 6 въглеродни атома. Той има хидроксилна група от тип енол, която може да дисоциира водородните йони и е най-важният водоразтворим антиоксидант. Той може да почиства реактивни радикали без кислород, като доставя електрони стъпка по стъпка; Той също може да защити VE и да насърчава регенерацията на VE [1].

 

1.2.3 Каротеноиди

Има повече от 600 вида каротеноиди, всички от които имат изопреноидна структура с 11 двойни връзки. -каротинът е типичен представител. Проучванията са установили, че ликопенът, астаксантинът, лутеинът и зеаксантинът също имат значителни антиоксидантни свойства.
-каротинът е предшественик на VA. Съставен е от четири изопренови двойни връзки, свързани от край до края. В двата края на молекулата има -ононов пръстен. Има главно всички транс, 9- cis и l 3- Има 4 форми: cis и l 5- cis. Той има много добри антиоксидантни свойства и може да инхибира генерирането на реактивни видове кислород, като осигурява електрони.
Да почита свободните радикали [11].
Lycopene е ацикличен каротеноид с нециклична, линейна всички транс-транс структура, съдържаща 11 конюгирани двойни връзки и 2 неконюгирани двойни връзки. Той може да приеме възбуждането на различни електрони за генериране на кислород на основното състояние или триплетен кислород ликопен. Един триплетен кислород ликопен може да потуши хиляди синглетни кислородни радикали, а неговият антиоксидантна способност е 100 пъти по -голям от този на VE и VC. 1, 000 пъти по -мощен и е най -мощният антиоксидант на природата, който забавя стареенето [12].
Астаксантинът е специален окислен каротеноид. Той има не само дълга конюгирана двойна връзка в молекулата като други каротеноиди, но също така има хидроксилна група при 3 и 4 позиции на двата си виолетови пръстена. и ненаситени кетонови групи. Тази съседна хидроксилна група и кетонова група могат да представляват -хидроксикетон. Тези възли
Структурата има сравнително активен електронен ефект, който може да осигури електрони на свободни радикали или да привлече неспарени електрони от свободни радикали и лесно може да улавя свободните радикали. Следователно астаксантинът има по -силни антиоксидантни свойства от обикновените каротеноиди [13].
Има 8 изомера лутеин, които се намират главно в тъмнозелени зеленчуци като зеле и спанак, и цветя като невен и невен. Зеаксантинът се среща предимно в храни като годжи горски плодове, царевица, спанак и азиатски хурма. Лютеин и зеаксантин винаги съществуват заедно, а функциите им са много сходни.
По отношение на антиоксиданта, той може да намали увреждането на оксидативния стрес върху очите, тоест има способността да устои на окисляването, индуцирано от светлина в макулата на ретината, и може да предотврати стареенето, причинено от разграждането на зрителното място [1 4]. В допълнение, той може да предотврати окисляването на протеини и липиди в лещата, като по този начин намалява появата на сенилни катаракта [15].

Антиоксидантна билка Cistanche 100 пъти мощна от VC в гроздето

1.2.2 VC

VC, известен още като аскорбинова киселина, е кисело полихидрокси съединение, съдържащо -ккетолактон с 6 въглеродни атома. Той има хидроксилна група от тип енол, която може да дисоциира водородните йони и е най-важният водоразтворим антиоксидант. Той може да почиства реактивни радикали без кислород, като доставя електрони стъпка по стъпка; Той също може да защити VE и да насърчава регенерацията на VE [1].

 

1.2.3 Каротеноиди

Има повече от 600 вида каротеноиди, всички от които имат изопреноидна структура с 11 двойни връзки. -каротинът е типичен представител. Проучванията са установили, че ликопенът, астаксантинът, лутеинът и зеаксантинът също имат значителни антиоксидантни свойства.
-каротинът е предшественик на VA. Съставен е от четири изопренови двойни връзки, свързани от край до края. В двата края на молекулата има -ононов пръстен. Има главно всички транс, 9- cis и l 3- Има 4 форми: cis и l 5- cis. Той има много добри антиоксидантни свойства и може да инхибира генерирането на реактивни видове кислород, като осигурява електрони.
Да почита свободните радикали [11].
Lycopene е ацикличен каротеноид с нециклична, линейна всички транс-транс структура, съдържаща 11 конюгирани двойни връзки и 2 неконюгирани двойни връзки. Той може да приеме възбуждането на различни електрони за генериране на кислород на основното състояние или триплетен кислород ликопен. Един триплетен кислород ликопен може да потуши хиляди синглетни кислородни радикали, а неговият антиоксидантна способност е 100 пъти по -голям от този на VE и VC. 1, 000 пъти по -мощен и е най -мощният антиоксидант на природата, който забавя стареенето [12].
Астаксантинът е специален окислен каротеноид. Той има не само дълга конюгирана двойна връзка в молекулата като други каротеноиди, но също така има хидроксилна група при 3 и 4 позиции на двата си виолетови пръстена. и ненаситени кетонови групи. Тази съседна хидроксилна група и кетонова група могат да представляват -хидроксикетон. Тези възли
Структурата има сравнително активен електронен ефект, който може да осигури електрони на свободни радикали или да привлече неспарени електрони от свободни радикали и лесно може да улавя свободните радикали. Следователно астаксантинът има по -силни антиоксидантни свойства от обикновените каротеноиди [13].
Има 8 изомера лутеин, които се намират главно в тъмнозелени зеленчуци като зеле и спанак, и цветя като невен и невен. Зеаксантинът се среща предимно в храни като годжи горски плодове, царевица, спанак и азиатски хурма. Лютеин и зеаксантин винаги съществуват заедно, а функциите им са много сходни.
По отношение на антиоксиданта, той може да намали увреждането на оксидативния стрес върху очите, тоест има способността да устои на окисляването, индуцирано от светлина в макулата на ретината, и може да предотврати стареенето, причинено от разграждането на зрителното място [1 4]. В допълнение, той може да предотврати окисляването на протеини и липиди в лещата, като по този начин намалява появата на сенилни катаракта [15].

 

2 Изследвания на антиоксидантния механизъм на растителните екстракти
Свойствата и антиоксидантните механизми на различни естествени растителни екстракти не са еднакви. Антиоксидантните механизми, отчетени в настоящите изследвания, включват главно следните аспекти:

 

2.1 Директно почистване или инхибиране на свободните радикали
Растителните екстракти могат да действат като водород протон или донори на електрон, директно гаси или инхибират свободните радикали, прекратяват верижната реакция на свободните радикали и упражняват антиоксидантна функция.

 

2.1.1 Доставка на протон
Повечето антиоксидантни съставки са радикални радикални радикали, като полифеноли, стероли, VE и др. Една от причините е, че те могат да отделят малки и високо афинитетни водородни протони, за да улавят силно активни свободни радикали с висока потенциална енергия и да ги преобразуват в неактивни или сравнително стабилни съединения. В същото време самите те се превръщат в вещества, които са по -стабилни от свободните радикали, генерирани от верижната реакция на окисляване, като по този начин прекъсват или забавят верижната реакция [29].

2.1.2 Предоставяне на електрони

Друга причина, поради която растителните екстракти упражняват антиоксидантни ефекти, е, че те директно даряват електрони чрез пренос на електрон до пречистване на свободни радикали, като полифеноли, растителни полизахариди, витамини и др. -Каротинът има отлични антиоксидантни свойства и може да инхибира генерирането на реактивни кислородни видове, като осигурява електрони, за да постигне целта на скачането на свободни радикали. VC, от друга страна, се трансформира в полу-дехидроаскорбинова киселина и дехидроаскорбинова киселина, като постепенно осигурява електрони за постигане на целта на пречистване на реактивни радикали без кислород [30].

 

2.2 Действие върху ензимите, свързани със свободните радикали

Ензимите, свързани със свободните радикали, са разделени на две категории: оксидази и антиоксидантни ензими. Антиоксидантният ефект на растителните екстракти се отразява при инхибиране на активността на свързани оксидази и засилване на активността на антиоксидантните ензими.

 

2.2.1 Инхибиране на активността на оксидазите

Много оксидази в тялото, като ксантин оксидаза (XOD), P -450 ензими, миелопероксидаза (MPO), липоксигеназа и циклооксигеназа, са свързани с генерирането на свободни радикали и могат да предизвикат голям брой свободни радикали. В допълнение, активността на индуцируемата азотна оксидна синтаза (iNOS) се увеличава по време на исхемията-реперфузия, предизвиквайки голямо количество NO и причинява окислително увреждане. Проучванията показват, че много растителни екстракти имат инхибиторни ефекти върху гореспоменатите оксидази, инхибирайки генерирането на свободни радикали от източника. Кверцетинът и куркуминът във флавоноидите могат да инхибират активността на INOS по време на нараняване на исхемия-реперфузия, като по този начин играят антиоксидантна роля [31]. Gynostemma pentaphyllum Saponins могат да намалят ненормално повишените XOD и MPO активности, да подобрят оксидативния стрес в бъбреците на диабетни плъхове и да забавят прогресията на увреждане на бъбреците [32].

 

2.2.2 Подобряване на активността на антиоксидантните ензими

 

Тялото има антиоксидантни ензими, които защитават, отстраняват и поправят прекомерни увреждания на свободните радикали, като супероксид дисмутаза (SOD), глутатион пероксидаза (GSH-PX), каталаза (CAT) и пероксидаза.

SOD е основният чистач на супероксидните аниони в тялото, катализирайки разлагането им в H2O2, но H2O2 също има окислително увреждане и CAT го превръща в O2 и H2O. В същото време H2O2 може също да генерира H2O чрез катализа на GSH-PX и реакцията с намален глутатион (GSH) и в същото време да генерира окислена глутатион.
Много проучвания показват, че растителните антиоксидантни съставки могат не само да защитят антиоксидантните ензими на организма, но и да засилят активността на антиоксидантните ензими в организма. Например, кверцетинът във флавоноидите може да намали окислителното увреждане на клетките на панкреаса и в същото време да възстанови активността на SOD, GSH-PX и CAT при животни с Fe 2+- индуцирано от бъбречни клетки [33]. Сапонините имат малък ефект върху самите радикали без кислород, но повечето от тях могат да увеличат активността на антиоксидантните ензими като SOD и CAT в тялото, като по този начин засилват функцията на антиоксидантната система на тялото [34].
В допълнение, някои естествени вещества могат да индуцират експресията на антиоксидантни ензими като SOD в тялото на нивата на гена и транскрипцията, упражнявайки техните антиоксидантни ефекти [35].

2.3 Хелативни и пасивиращи йони на преходни метали

Йони на преходни метали (като Fe 2+, Cu 2+ и т.н.) са от съществено значение в процеса на генериране на радикал без кислород. Например, Fe 2+ може да посредничи за липидна пероксидация и също е катализатор за генерирането на свободни радикали като · OH. Флавоноидите в растителните екстракти имат молекулна структура на 4- кето и 5- хидроксил, а вициналните хидроксилни групи в 3 'и 4' позиции на B пръстен съдържат самотни двойки електрони [1], така че могат да хелатират метални йони. Други антиоксидантни съставки, които могат да хелатират и пасивират прооксидантни метални йони чрез координиране на електрони, включват танини, полизахариди, активни пептиди [3 6], фитинова киселина, лимонена киселина и др.

 

2.4 Допълване и синергия между антиоксидантните компоненти

Антиоксидантните компоненти в растителни екстракти се допълват и координират взаимно. Те съвместно упражняват антиоксидантни ефекти in vivo чрез трансфер на електрон и/или протон, действайки върху оксидази и антиоксидантни ензими, хелативни и пасивиращи йони на преходни метали и влияят на генната експресия. Проучванията са установили, че различните концентрации на чайните полифеноли и американския женшен имат очевидни синергични ефекти и синергичният ефект се увеличава с увеличаването на концентрацията [37]. VE и VC имат значителен синергичен ефект върху редуциращата способност на антиоксидантните пептиди на нахут и синергичният ефект на VC с нахут антиоксидантни пептиди е по -силен от този на VE. Всички синергични ефекти се увеличават с увеличаването на количеството на добавянето и времето за действие [38].

 

3 Заключение

Значителна част от настоящите изследвания на естествените антиоксидантни съставки в моята страна все още са на неопределени или частично пречистени екстракти. В изследването се опитваме да разделим и събираме поредица от мономерни съединения, да проучим връзката между тяхната химическа структура и антиоксидантната активност и стабилността, антиоксидантния механизъм, многокомпонентната синергия и др., Което има важна стойност на приложението и ръководно значение за развитието на нови, ефективни и безопасни антиоксиданти. Той може също така да предостави теоретична основа за бъдещи систематични изследвания на растителната антиоксидантна активност, откриване на оловни съединения и структурна модификация и синтез на естествени вещества.
В допълнение, данните показват, че повечето от настоящите антиоксидантни изследвания използват in vitro експерименти и има малко цялостни или in vivo експериментални данни, което затруднява систематично и точно отразяване на пълната картина на антиоксидантния ефект на естествените съставки. Въз основа на общите експерименти, допълнени от in vitro експерименти и интегриране на мултидисциплинарни знания като ензимология, имунология и фармакология за установяване на цялостен, обективен, ефективен и бърз експериментален модел на животни, за да се оцени цялостно оценка на антиоксидантната активност. С обнародването и прилагането на „Законът за безопасността на храните“, прилагането на антиоксиданти на безопасни растения в хранителни добавки също ще има по -широка перспектива.

 

Референции:
[1] Ling Guanting. Антиоксидантна храна и здраве [M]. Пекин: Chemical Industry Press, 2004: 22.
[2] Pu Xianglan. Изследвания върху обикновените природни антиоксиданти [M]. Пекин: Университет на Минзу от Китай Прес,
2008: 2.
[3] Feng Tao, Zhuang Haining. Напредъкът на научните изследвания върху връзката между структурните характеристики и антиоксидантната активност на флавоноидите [J].
Зърно и масла, 2008 (10): 8-11.
[4] Burda S, Oleszek W. Антиоксидантни и антирадически дейности на
Флавоноиди [J]. Списание за селскостопанска и хранителна химия, 2001, 49 (6):
2774-2779． [5] Zhang Guizhi, Geng Sha, Yang Haiyan и др. Напредъкът на изследванията върху антиоксидантните компоненти на растенията [J]. Food Science, 2007, 28 (12): 551-553.
[6] Yang Zhiyun, Liu Zheng. Напредъкът на изследванията върху антиоксидантните компоненти и методите за оценка в естествените лекарства [J]. Китайска медицина, 2005, 18 (3): 492-494.
[7] Gu Haifeng, Li Chunmei, Xu Yujuan и др. Структурни характеристики и
Антиоксидантна активност на танин от перфектна целулоза [J]. Изследване на храните
International, 2008, 41 (2): 208-217.
[8] Ge Yinghua, Zhong Xiaoming. Напредъкът на изследванията по антиоксидантния механизъм и прилагане на витамин С и витамин Е [J]. Jilin Medicine, 2007, 28 (5): 707-708.
[9] Wang Jingyan, Zhu Shenggeng, Xu Changfa и др. Биохимия [M]. Пекин: Gaofeng Education Press, 2002: 423. [10] Li Shuguo, Zhao Wenhua, Chen Hui. Напредъкът на научните изследвания върху антиоксидантите и безопасността на ядливи масла и мазнини [J]. Зърно и масла, 2006 (5): 34-37. [11] Донг Джи. Кратка дискусия относно каротеноидите [J]. Фармацевтични химикали, 2007 (10): 16-25. [12] Мао като, Гао Янсианг. Преглед на изследването на стабилността на ликопен [J]. Китайски хранителни добавки, 2008
(2): 57-61.