文摘
最近的兴趣类胡萝卜素增加了由于其抗氧化和生产性能。虾青素(AST)是一种叶黄素类胡萝卜素大量分布在微藻,它被描述为一个高度有效的抗氧化剂。因此,最近的研究倾向于研究抗氧化剂的作用提高代谢过程和人体的生理功能。现在明显,AST可能显著降低自由基和氧化应激和帮助维持健康状态。此外,AST也可能提高肉用仔鸡的性能通过增加每日采食量,其次是改善食物转化率。
1。介绍
禽肉被认为是最受欢迎的动物蛋白来源具有高营养价值和整个世界人民健康成分的由于他们的生物在细胞再生和维护人类健康的重要性1]。家禽产业的一个重要元素在一个国家实现动物性蛋白质需求,和研究人员让他们的努力为他们的发展通过提高生产效率和健康和消除问题暴露,包括氧化应激刺激热应力(2]。
氧化压力是最重要的一个原因,刺激增长的性能下降,免疫力,恶化和高死亡率,引发的经济损失。因此,自由基的形成活性氧(ROS)必须得到改善(3]。在高环境温度条件下,ROS生成增加各身体组织的热负荷提升4]。氧化反应也可能增加了热应力,从而影响肉品质影响肉的颜色,最终的pH值,肉嫩度和持水能力(5]。
最近的研究和研究往往找到解决方案和备选方案,以降低氧化应激效应通过使用天然添加剂,如类胡萝卜素在家禽饲料作为替代6]。类胡萝卜素的Xanthophyllomyces dendrorhous家禽行业已经使用多年的色素蛋和肉(7]。虾青素(AST)是一组天然色素之一,称为叶黄素类胡萝卜素,它表现出多种多样的生物活性(8]。AST广泛应用在食品、饲料、化妆品、水产养殖、营养食品和制药行业由于其自由基清除能力(9]。
AST的主要优势是其高容量捕获自由基和活性氧在生物系统(10]。与已知的抗氧化活动,ASTHaematococcus pluvialis也可以用来保护动物从heat-stress-mediated氧化侮辱11]。此外,研究表明,从冻干ASTPhaffia酵母也有其他一些生物活性,包括抗癌,抗炎,抗糖尿病的效果。此外,从冻干ASTPhaffia酵母是5.0毫克/克酵母对皮肤有益的影响,繁殖,和血压12]。然而,到目前为止,只有有限的简短回顾讨论了AST应用在动物身上,尤其是肉用仔鸡性能(表1)。因此,本文关注AST的潜在的抗氧化作用,改善健康和生产性能,还回顾了食物来源,膳食摄入、生物利用度、吸收、分布和热氧化应激在肉用仔鸡的保护作用。
2。数据收集
AST是信息检索的文献检索电子数据库如PubMed、爱思唯尔,ResearchGate,学术界和谷歌学者。用来执行搜索的关键词是虾青素(AST)在肉用仔鸡,抗氧化剂,和AST卫生防护。
3所示。虾青素膳食来源
有两个虾青素的来源(AST),即生物采集和人工合成。自然AST有反式结构相对稳定的活动,而合成AST独联体结构,生物利用度较低27]。天然来源的AST通常发现在各种各样的植物,藻类,和各种各样的海鲜12]。
AST提取h . pluvialis可以作为一个安全的天然抗氧化剂,通过欧洲食品安全局(EFSA)和食品过敏委员会(NDA),显示安全性和适用性作为人类和动物的营养补充品(13,22]。AST可能积聚在h . pluvialis高达5%,这使得这类胡萝卜素色素的主要来源23]。h . pluvialis是单细胞微藻中发现许多栖息地和用作主要微生物生成AST (9]。AST中存在的主要形式h . pluvialis单酯(24]。AST合成h . pluvialis发生在应对高盐度、压力由于光强度高、氮或磷赤字,和水杨酸和乙醇的存在25]。此外,AST合成h . pluvialis是直接相关的在时间和空间上与脂滴沉积的细胞储备条件下的细胞应激(26]。与此同时,AST生物合成的关键h . pluvialis是通过nonmevalonate (MEP)途径属于isopentenyl焦磷酸(IPP)途径9]。
之前h . pluvialis成为商用,AST的天然来源包括虾、三文鱼、螃蟹、贝类、鳟鱼、红鲷鱼、龙虾、鱼蛋、磷虾,小龙虾石油,某些类型的浮游植物小球藻zofingiensis,Chlorococcumsp,细菌分枝杆菌lacticola,枯草芽孢,农杆菌属aurantiacum,产碱杆菌属sp.应变天池,副球菌carotinifaciens,以及酵母等Phaffia酵母(24,27- - - - - -29日]。Phaffia rhodozyma,也被称为红酵母,更名为x dendrorhous,包含0.3% AST (13]。然而,其他研究表明,AST浓度Phaffia酵母是在油从0.15%到0.40%不等。与此同时,h . pluvialis包含在1.5%和3.0%之间AST (8]。
在世界市场规模、AST的必要性主要是通过AST的合成与天然色素来源相比,但注意替代来源的AST近年来微生物增加,尤其是在类型的h . pluvialis和p . rhodozyma这是很有用的AST工业规模的生产13]。h . pluvialis类胡萝卜素的反应,使它能够在不利的环境中生存,这使得AST的来源,是常用的工业规模26]。然而,AST的生产h . pluvialis非常昂贵是因为它需要一个高容量photobioreactor生长介质,而其增长缓慢使用传统媒体暴露于h . pluvialis时,它会生成AST由厚壁固定保护血囊肿(25,30.]。
AST工业规模的生产在1980年首次开始Cyanotech公司(背风面,嗨,美国)产品名称BioAstin®来自h . pluvialis,而在中国,获取AST的工业副产品中提取的甲壳类动物和磷虾24]。
4所示。虾青素化学
虾青素(AST)是类胡萝卜素与40-carbon tetraterpene组成的异戊二烯单元相联系(31日]。AST的化学式C40H52O4,是一个红色的类胡萝卜素的家庭,属于叶黄素家庭分子量为596841克/摩尔的名字包括3、3′二羟基-β,β′-carotene-4或4′土卫四(32]。AST的红色是由11个共轭双键体系(24]。AST酯化形式存在,自由形式,立体异构体和几何异构体。
AST包含两个终端环多烯链。AST分子有两个不对称碳原子位于3,3′位置β紫罗酮环的羟基(-哦)分子的两端27]。AST对映体取决于羟基基团碳原子,这是名为R, R(分子平面以上),S, S(分子平面以下)和R, S(内消旋的形式);AST是合成从自然有一种不同的类型,如反式(3′S 3 S)异构体h . pluvialis和(3 R, 3 R′)异构体在酵母x dendrorhous,而合成AST类型包括光学异构体的混合物和内消旋形式(3 R, 3 R′), (3 R, 3′S),和(3 S, 3′S)的比例为1:2:1 (33]。同时,AST立体异构体能找到在磷虾(3 R, 3′R)包含酯化形式,而(3 S, 3′S)形式可以发现在鲑鱼(34]。从热力学角度来看,所有的,反式AST是更稳定的比独联体异构体但经过异构化暴露在光,热,酸,和金属离子35]。虾青素的化学结构如图1。
酯化AST可能会出现不同的脂肪酸,如棕榈油酸,硬脂,或亚油酸由于苯羟基的存在,以便它可以抵抗温度变化和植物化学的反应相比,AST的自由形式;在自然界中AST可以发现在mono形式以及二酯、二酯在哪里更耐低温比mono形式,反之亦然(24]。
此外,AST的抗氧化能力获得由于polar-nonpolar AST可能含有疏水结构多烯碳链在细胞膜脂质双分子层,而极地终端环放置在其表面(36]。
5。虾青素的生物利用度、吸收和分布
动物不能合成的类胡萝卜素;因此,他们必须获得这些色素从海藻和植物8]。时的特征是AST的红色混合饮食增加馈线的眼镜和光泽,导致鸟类的欲望多吃大量的饮食虽然热应力条件,鸟儿在热应力补偿的消费提要晚上(37]。的数量和速度自由AST的共轭形式发布在饲料影响消化和吸收8]。此外,AST补充可能会引起肠道菌群的平衡,这可能会促进更好的吸收质量和援助在高分子量蛋白质的降解38]。
AST和鱼油的结合促进了降血脂药/ hypocholesterolemic影响等离子体及其增加激活中性粒细胞的吞噬活动相比,AST和鱼油(39]。此外,AST极性比其他类胡萝卜素,改善的程度和速度吸收的可溶性化合物在脂肪40,41]。由于膳食脂质,AST可能分散在消化道和溶解在混合胶束42]。AST是肠道上皮细胞吸收和直接送到肝脏portomicrons因此纳入低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)和运送到目标组织的血液(42]。AST可能沉积在波峰和蛋黄等组织和各组织在国内鸡(8]。此外,AST的组织的分布受多种因素的影响如饮食来源,性,和动物的压力。
6。膳食摄入量的虾青素水平
虾青素的p . rhodozyma多达20毫克/公斤也可以增加肉的能力保持水在烹饪过程中保持低蛋白质变性,从而降低蒸煮损失,失水的肉可以减少肉味道保持肉多汁性(43]。然而,这项研究由太阳et al。11]显示广阔的乳房肌肉AST下降了80毫克/公斤,和水不足减少肉的营养价值丧失在硬度和渗滤液和结果的无味的肉。这些发现是类似的AST补充低剂量的影响研究肌肉的通车Jeong和金姆,(8)使用AST的2.3和4.6毫克/公斤。
此外,饮食补充AST-rich酵母,Phaffiarhodozyma (Xanthophyllomyces dendrorhous)20毫克/公斤,可以软化肉类检验SFV参数可能发生由于AST的抗氧化特性的生化活动,防止肌纤维蛋白质氧化可能变硬肉因为它可以促进蛋白质交联聚合(44]。AST也可能增加肉中的氨基酸含量,尤其是谷氨酸(Glu),可以改善肉的味道也发生由于抗氧化活性,维持蛋白质变性和游离氨基酸的形成(43]。
在鸡蛋的性能,朱等的研究。45)表明,AST-richp . rhodozyma可以改善蛋黄的颜色。蛋黄变色也见于其他类胡萝卜素46]。与此同时,沃克et al。47)透露,蛋黄颜色可以改善通过补充AST藻类棕榈体罚。蛋黄变色可能发生因为AST可以直接存储在组织没有任何生化修改所吸收的动物(48]。而蛋黄颜色来自卵黄蛋白原的前体是类胡萝卜素49)、AST还可能增加鸡蛋存储时间延迟降低蛋黄指数和蛋黄的颜色50]。然而,朱et al。45)表明,p . rhodozyma没有影响壳厚度、哈夫单位(胡),壳强度、蛋白高度,和蛋型指数。与此同时,AST的补充Haematococcus藻类-0.47%包含AST 0.35%和0.49%棕榈体罚到母鸡的饮食并不影响性能或蛋质量除了蛋黄颜色(47]。
AST补充AST的2.3和4.6毫克/公斤的饲料Phaffia酵母线性改善体重和饲料转化率的修整器和整体时间(8]。哦et al。12)也报道,AST 100 ppm的冻干Phaffia酵母含有5.0毫克/克加0.4%组胺可能增加体重增加消费,这样就更有效增长。此外,AST粉h . pluvialis水平10-40毫克/公斤饲料可以提高饲料转化率,总重量增益,和最后的平均体重,显著降低总死亡率(37]。
与上述研究不同,太阳et al。11)报道,补充ASTh . pluvialis在179毫克/公斤或补充ASTPhaffia酵母在22.5毫克/公斤5周并不影响的增长表现小鸡起动期间。其他研究也显示,饮食高层包含从bioproduct AST(213.4毫克/公斤)h . pluvialis含有2.84% AST没有不利影响蛋鸡的生产性能。此外,AST补充在蛋黄高剂量更有效地吸收,从而降低蛋黄(42]。饮食AST可以改善肉品质,提高饲料转化率,体重增加,和最终的肉用仔鸡的体重管理一个小剂量。然而,在高剂量的补充,它不显著改变肉用鸡性能。
7所示。虾青素对肉鸡抗氧化机制
AST具有较强的抗氧化活性,自由基清除活性比维生素E,对单线态氧的10倍β胡萝卜素,canthaxanthin、玉米黄质和叶黄素,54倍β胡萝卜素,维生素C的65倍,100倍更有效α生育酚(51- - - - - -54]。
AST的粉h . pluvialis10 - 30毫克/公斤饲料有重要作用在保护细胞,脂肪,蛋白质和膜脂肪氧化的自由基和删除所有类型的ROS(图2)鸟接触所产生的热应力37]。一项研究还显示,abt和DPPH自由基清除活性72 - 220在AST从虾壳粉浪费了101.3 g比抗坏血酸(55]。
高的研究等。25)表明,膳食AST源自h . pluvialisAST含量的1.3%高达50 - 100毫克/公斤可以增加SOD的活动,T-AOC,谷胱甘肽和血浆总抗氧化能力,肝脏、蛋黄。与此同时,在太阳的研究等。11),补充解释说,医生的ASTh . pluvialis(h . pluvialis Heliae,吉尔伯特)在10 - 80毫克/公斤可以增加GPX,销售税,谷胱甘肽,GSSG后3周。然而,它没有影响后6周的补充。在另一项研究中,补充h . pluvialisAST包含1.5%高达40毫克/公斤的饲料可以增加肝脏中SOD活性(361.42 U / mgprot)和肾脏(527.45 U / mgprot)。此外,氧化酶在肝脏显示值为25.34 U / mgprot和肾脏显示值为32.83 U / mgprot也可以减少MDA活性AST摄入量的增加(56]。体内抗氧化状态是由活性氧的生产和供应的内源性和外源性抗氧化剂,和内源性抗氧化剂包括谷胱甘肽(GSH)和酶,如谷胱甘肽过氧化物酶(氧化酶)、谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶(SOD)扮演重要角色在防止氧化应激(11,57]。SOD可以清除羟基自由基和超氧化物阴离子,而氧化酶可以减少活性氧通过促进H2O2分解(57,58]。另一方面,目前尚不清楚为什么AST建立氧化酶活动导致剂量依赖性降低大腿肌肉的小鸡(11]。
此外,在研究恒et al。56),核因子E2-related因子的表达式2 (NRF2)在肝脏和肾脏也增加。NRF2可以激活抗氧化基因的表达发生核转位,通过释放相关蛋白1 Kelch-like决定,然后转移到细胞核与腺苷酸uridylate-rich元素序列(59]。其他研究表明喂养与冻干饮食补充Phaffia酵母含有5.0毫克/克AST和组胺并不非常有效的防止脂质过氧化作用估计丙二醛(MDA)生产,以确定硫代巴比土酸活性物质(TBARS)水平在烤焙用具,肝脏SOD百分比为67.7±1.4,肝脏和血浆TBARS百分比为0.62±0.08,这两个是病理状态的生化指标与氧化应激和脂质过氧化作用有关(12]。Grashorn [60)认为,一些家禽类胡萝卜素被用作抗氧化剂,而那些不存储在组织或蛋黄将被分解和排泄。
AST的抗氧化潜力是由长碳链共轭双键和酮(C = O)在每半个紫罗酮环(61年]。醇酚和共轭双键在AST包含酮组和一个羟基的共轭双链,从而吸引自由基和捐赠的未配对电子电子自由基(62年]。除了有一个亲水、亲脂性的结构,AST有清除氧自由基的机制和提高抗氧化酶的活性25,27]。
8。虾青素的健康保护作用在烤焙用具
AST之前报道的营养食品应用包括抗癌和抗糖尿病的应用程序和它也被报道有胃炎,hepato、神经、心脏、眼和skin-protective属性(63年]。一项研究由Awadh和Zangana [37)表明,ASTh . pluvialis10-40毫克/公斤的饲料可以减少AST的能力造成的死亡率提高鸟免疫力增加T和B淋巴细胞的水平和interleukin-producing免疫球蛋白、干扰素的生产64年- - - - - -66年]。AST也是有效提高微生物的比例,尤其是来自乳酸菌的益生菌在肠道和蔓延到肌凝蛋白纤维网络,涵盖了肠细胞,从而抑制致病菌(13]。抑制革兰氏阴性细菌的生长也可以防止粪便氨是一种有害气体家禽(67年]。
然而,AST没有影响白细胞,红细胞、淋巴细胞、免疫球蛋白G(免疫球蛋白)数量,可能表明低AST浓度如2.3和4.6毫克/公斤的饮食来自发酵p . rhodozyma一个罐子里,然后冻干AST的浓度是2305毫克/公斤的媒介,这可能不足以刺激免疫系统相比具有更高浓度的100毫克/公斤的饮食习惯(8,68年]。
虾青素(AST)也在运动中扮演着重要的角色的胆固醇高密度脂蛋白(HDL) (69年]。饮食AST的补充h . pluvialis含有1.3% AST高达100毫克/公斤显著增加脂蛋白胆固醇(高密度脂蛋白胆固醇)和极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)和降低低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白)水平从0.40到0.20(更易/ L更易/ L (25]。高密度脂蛋白和低密度脂蛋白是载脂蛋白代表血液中脂质运输的一种形式,高密度脂蛋白可以降低心血管疾病的风险(70年,71年]。高密度脂蛋白可以从组织运输多余的胆固醇,然后回到肝脏,而低密度脂蛋白胆固醇运输从肝脏体内各种器官(72年]。同时,蛋鸡VLDL-C是非常重要的,这是一种TG在肝脏合成,然后运输VLDL-C最终的形式储存在蛋黄(73年]。
然而,Davinelli et al。74年)和Miyachi et al。75年)发现,AST改善慢性炎症。研究由Dansou et al。42]表明,免疫调节(IgM和血清中免疫球蛋白)和抗炎活动出现在一系列较低剂量的0.75 g / kg - 7.5 g / kg微胶囊粉末AstALPHYTM含虾青素的2.84%,这表明高剂量调节炎症的AST可能效率较低。
此外,补充5 g酯化葡甘露聚糖(临时)/公斤饮食,饮食AST从10毫克/公斤x dendrorhous,他们的组合可以部分或大大减轻不利影响诱导aflatoxin-B1 - (AFB1)受污染的饲料,AFB1-contaminated饮食改变血液和血清生化参数,肝脏抗氧化能力下降,导致肝脏损伤在肉鸡76年]。
9。虾青素对热火的影响(氧化应激)肉鸡
暴露的肉用仔鸡慢性高环境温度下会诱发氧化应激和炎症,后来就是说,抗氧化防御,压力控制,和脂质代谢77年]。热应力诱导活性氧的生成,损害细胞的结构和功能(11,78年]。的过度生成活性氧破坏细胞完整性通过细胞骨架蛋白的降解和过氧化脂质(79年,80年]。
一项由Hosseindoust et al。15]表明,膳食补充ASTHaematococcus海藻萃取40和80毫克/公斤减少皮质甾酮,这也是一种慢性压力的指标和期间将增加压力。此外,还有减少热休克蛋白的基因表达(HSP27、HSP40和HSP70)的肝脏肉用鸡小鸡;这三种生物标记物可以通过调节氧化稳定细胞骨架蛋白在热应激和凋亡的活动。此外,AST补充还有效地支持细胞HSP70作为温度计的作用[81年]。HSP70基因的表达可能会防止损害发生在热条件通过触发细胞蛋白表达(82年]。低HSP表达在AST补充抗氧化作用可能是由于高AST (83年]。此外,HSP稳定细胞骨架蛋白在热应力发生upregulation增殖作用的蛋白激酶(MAPKs) P38MAPK和物等,进而诱发AKT1 [84年]。
10。结论
自由基从热应力迅速启动氧化应激在肉用仔鸡,代谢紊乱的主要根本原因和减少烤焙用具的性能。AST有强大的抗氧化作用,很大程度上归功于其独特的化学结构来保护细胞的所有部分。直接清除自由基和活性氧,AST可能调节谷胱甘肽和SOD增强机体内源性抗氧化防御系统,还能够保持身体的胆固醇水平和T和B淋巴细胞的水平。此外,AST可能提高肉用鸡性能降低热休克蛋白的基因表达,也有一个积极的影响禽肉和禽蛋的质量。虽然证明了AST的促进健康的影响,为更好地理解未来的研究是必要的AST的功能。
数据可用性
表中给出的研究数据,图表,和图表的文章。支持数据的讨论和比较来自以前的研究已从近期期刊引用本文的重点。这些数据在网上公开的和可访问。手稿的详细来源提供了参考。
附加分
(1)综述的目的是收集和批判性讨论信息的使用虾青素作为一种潜在的抗氧化剂来改善健康和肉用仔鸡的生产性能。电子搜索使用关键字进行恰当的话题识别相关的研究。出版的特点,研究设计,研究行为和报告,研究相关性被用作资格标准。一个作家指数符合入选标准的所有文章。使用的关键词搜索是虾青素,抗氧化剂,肉用仔鸡性能,卫生防护和氧化应激。全文发表了从2000年到2021年从搜索结果组合和重复的删除。信息选择源编译而占每篇文章的优点和缺点。研究薄弱的科目编号或含有明显的偏差被认为但没有出资在总结。(2)通过分析文章的方法,最常用的虾青素是批判性评估减少自由基和氧化应激的作用,有助于保持健康的状态,并改善肉鸡的性能通过增加每日采食量,其次是改善食物转化率。这是修改后的摘要。
的利益冲突
本文中没有利益冲突。