Estudio sobre antocianina de extracto de arroz negro antifatiga
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 el mecanismo de peroxidde lípidos radicales libres de la fatiga inducida por el ejercicio
Fatiga inducida por el ejercicio se refiere a "the body's procesos fisiológicos no pudiendo mantener sus funciones a un cierto nivel o los órganos no pudiendo mantener una intensidad de ejercicio predeterminada ". Esta es la descripción de la fatiga inducida por el ejercicio dada en el quinto congreso internacional de bioquímica deportiva en 1982. Desde entonces, la investigación sobre el mecanismo de la fatiga inducida por el ejercicio ha sido un tema de gran interés para los estudiosos de todo el mundo, pero todavía no hay una conclusión definitiva. Lo que está claro es que las principales causas de la fatiga durante el trabajo prolongado de alta intensidad o ejercicio son el gran consumo de sustancias energéticas en el cuerpo, la gran acumulación del producto metabólico ácido lác, que causa una caída en el pH, y el aumento de los radicales libres. Durante el ejercicio, la producción de radicales libres aumenta. Con un entrenamiento físico adecuado, el cuerpo experimenta cambios adaptativos que equilibrla la producción y eliminación de radicales libres y evitan daños al cuerpo. Sin embargo, este cambio adaptativo en el cuerpo es sólo relativo. Si la intensidad o la duración del ejercicio es demasiado alta, el aumento de los radicales libres todavía causará daño a los tejidos y conducirá a la fatiga del ejercicio.
Las posibles causas del aumento de los radicales libres durante el ejercicio incluyen: a. Cadena mitocondrial de transporte de electrones: durante el ejercicio, el cuerpo 's aumenta el nivel metabólico, el consumo de energía aumenta, y la ressíntesis de ATP se acelera para cumplir con el cuerpo#39;s necesidades metabólicas. Se mejora la fosforilación oxidoxidmitocondrial, que produce ácido úrico bajo la acción de enzimas libres durante el proceso de transporte de electrones mitocondrial, y también produce radicales libres, que intensifican la peroxidlipí; B. Una disminución relativa en la actividad de las enzimas antioxidantes: durante el ejercicio de alta intensidad, el cuerpo es hipóxico, se aumenta la glucólisis y aumenta la producción de ácido lác, lo que reduce las concentraciones de coenzima I citosólica (NADH) y de coenzima II reducida (NADPH), lo que daña el cuerpo's enzimas antioxidantes, la capacidad del sistema antioxidante disminuye. 6. Los principales riesgos de los radicales libres son: a. Daño a las membranas biológicas: los ácidos grasos poliinsaturados en los fosfolípidos de las membranas biológicas celulares son extremadamente propensos a la peroxidlipíbajo la acción de los radicales libres, lo que hace que la movilidad de la membrana mitocondrial para disminuir, la permepara aumentar, la mitocondria para ampliar, la liberación de enzimas lisosomy la inactivación de enzimas y otros daños; B. Daño a las proteínas y enzimas: los radicales libres producidos durante la peroxidlipípueden desnaturalizar las proteínas; C. Daño a los ácidos nucleicos: la peroxidlipípuede conducir a la modificación de las bases y a rupturas de polinucleótidos, resultando en errores en los procesos de replicación, transcripción y traducción, así como daños a la integridad y conformación de los ácidos nucleicos, conduciendo a la muerte celular. Se puede observar que los cambios en la peroxidlipídespués del ejercicio dependen de los efectos combinados de la producción de radicales de oxígeno y la capacidad antioxidante.
El cuerpo y#39;s el sistema antioxidante consiste en enzimas antioxidantes (tales como superóxido dismutasa SOD, catalasa CAT, glutatión peroxidgsh-px, y peroxiredoxin PRX), vitaminas antioxidantes y sus precursores (tales comobeta-caroteno), glutatión (GSH), y otros antioxidantes de pequeñas moléculas (selenio, cobre, manganeso, etc.). Los antioxidantes que componen el sistema antioxidante son endógenos y exógenos. Cada componente antioxidante tiene una función única en la célula y un efecto complementario entre los componentes. Las alteraciones en la homeostasis del sistema antioxidante se asocicon muchos trastornos fisiológicos que se producen durante o después del ejercicio, como la fatiga, dolor muscular, y la función del sistema inmune deterior. The ability of The body& (en inglés)#39;s el sistema antioxidante para eliminar los radicales libres se puede aumentar aumentando adecuadamente los antioxidantes exógenos.
2 mecanismo y progreso de la extracción de arroz negro#39;s propiedades antioxidantes y de eliminación de radicales libres
2.1 mecanismo de extracción de arroz negro#39;s propiedades antioxidantes y de eliminación de radicales libres
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.
Black Rice Anthocyanin& (en inglés)#39;s 3-ring forma un sistema conjugado, que es un sistema aromático policonjugado con alta actividad biológica.1 El mecanismo de su actividad antioxidante está relacionado con el equilibrio fenol-quinona y la formación de radicales libres estables. Por un lado, debido al efecto de conjug, el átomo de hidrógeno en el grupo hidroxilo fenóse vuelve más activo y es fácilmente eliminado para convertirse en un donante de hidrógeno, y una reacción de quinona se produce para lograr el equilibrio fenol-quinona (ver figura 2) [12].
Por otro lado, como un donante de hidrógeno, puede reaccionar con los radicales compuestos de lípidos para formar radicales fenó. Los electrones no apareen en los átomos de oxígeno fenóradicales se disperpor todo el sistema conju, que es estable, lo que reduce la tasa de transferencia de la reacción en cadena de autoxidación y la inhibición de la oxidde los lípidos. El mecanismo de acción es el siguiente:
AH+RO0·→ROOH+A · AH+RO·→ROH+A · los radicales RO· y RO0· son radicales electrofílicos, por lo que los sustitusustituque que donelectrones en el anillo aromático aumentan la actividad del átomo de hidrógeno en el grupo hidroxilo fenó. Por otro lado, los sustitusustituque retirelectrones reducen la actividad del átomo de hidrógeno en el grupo fenócarboxilo. La fuerza del efecto antioxidante depende de dos factores: la actividad del átomo de hidrógeno sobre el radical fenócarboxilo y el impedimento estérico del radical fenó. Un gran obstáculo estérico ralentila la tasa de autooxiddel radical fenó, que interrumla la reacción en cadena y mejora el efecto antioxidante. Como puede verse de lo anterior, la base estructural para la actividad antioxidante del pigmento de arroz negro es el sistema conjuformado por los tres anillos aromáticos.
2.2 avances en la investigación sobre las propiedades antioxidantes y de eliminación de radicales libres del extracto de arroz negro
Jiang Ping and others studied the antioxidant activity of black rice extract anthocyanin, antocianina de frijol negro, y antociande de col púrpura, y encontraron que la antocianina de arroz negro tenía la actividad antioxidante más fuerte, que ellos creían que estaba relacionada principalmente con la cianidin-3-glucósido [14]. También se ha informado que la alimentación de conejos y apolipoproteina-e (Apo-E) ratones con deficiencia de genes una dieta alta en grasas con 5% de salvado de arroz negro añadido elimina eficazmente los radicales libres activos de oxígeno en estos dos animales de experimentación, inhila la oxidde la lipoproteína de baja densidad (LDL) 15-16J. Kaneda analizó que Cy-3-G (ciandin-3-glucósido) es el principal componente antioxidante en el salvado de arroz negro]. El grupo de investigación dirigido por Tsuda ha demostrado sucesivamente que la antocianina Cy-3-G puede reducir significativamente la producción de peróxidos de lípidos en suero de rata, reducir el daño de los radicales libres causados por la isquemia - reperfusión del hígado de rata, y proteger la vitamina C en el suero de la oxid[8-191]. Además de su fuerte capacidad de eliminación de radicales libres, las antocianinas de arroz negro también han demostrado aumentar significativamente la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT) en el hígado de ratón, que puede ser otro mecanismo por el cual las antocianinas ejercen su efecto antioxidante en el cuerpo [20].
También se ha informado de que el hidrolisado enzimdel arroz glutinoso negro puede aumentar significativamente la actividad de la superóxido dismutasa en el hígado y la glutatión peroxiden la sangre entera, y reducir el contenido de peróxidos lipídicos en el hígado. Esto indica que el extracto de arroz negro puede eliminar indirectamente los radicales libres de oxígeno a través del sistema endógeno de enzimas antioxidantes in vivo [21]. El comité económico y social adoptó un dictamen sobre la propuesta de directiva del Consejo relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre los disolventes de extracción utilizados en la fabricación de productos alimenticios. Los resultados mostraron que el extracto de arroz negro tiene un mayor efecto inhibitorio sobre la quimioluminiscde sangre entera, es decir, tiene un mayor efecto carroñador sobre especies reactivas de oxígeno (OH, RO0) producidas por el sistema celular, y también tiene un cierto efecto carroñador sobre especies reactivas de oxígeno producidas por el sistema no celular. Otro estudio mostró que el efecto de eliminación de radicales libres del extracto de arroz negro era consistente con los resultados de los experimentos in vivo, que juntos demostraron que los ingredientes activos en el salvado de arroz negro tienen fuertes propiedades antioxidantes y pueden eliminar el exceso de radicales libres activos de oxígeno en el cuerpo.
La gran producción de radicales libres y el aumento significativo de la peroxidlipíplasmática (LPO) son causas importantes de la fatigue123]. Por lo tanto, la suplementación moderada de extracto de arroz negro puede eliminar los radicales libres producidos por la peroxid, proteger los tejidos como los músculos del daño, retrasar la fatiga y promover la recuperación dela fatiga.
3 Ideas para aplicar el extracto de arroz negro en el desarrollo de bebidas deportivas
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 recolección de datos y formulación del plan experimental
Recopilar datos teóricos y técnicos de investigación, tanto nacionales como extranjeros, sobre la extracción de antocianinas de arroz negro, propiedades físicas y químicas como propiedades antioxidantes y eliminación de radicales libres, fórmulas de bebidas deportivas y experimentos sobre la eficacia de las bebidas deportivas. Realizar un análisis en profundidad y discusión del estado actual del desarrollo y aplicación de extractos de arroz negro en la nutrición deportiva, centrándose en los problemas que existen y los métodos experimentales que pueden utilizarse como referencia. Sobre esta base, formular un plan para el desarrollo de bebidas deportivas de arroz negro.
3.2 preparación de extracto de arroz negro
Capa de semilla de arroz negro; extracción de antocianinas de arroz negro; separación sólido-líquido; concentración de sobren; pasta concentrada de antociande de arroz negro.
3.3 diseño de fórmula para bebidas deportivas de extracto de arroz negro
Basado en la fórmula de bebida deportiva de referencia y los datos de investigación funcional de las antocianinas de arroz negro, se propuso un diseño de fórmula preliminar para la bebida deportiva. Sobre esta base, se llevaron a cabo experimentos de adaptabilidad del gusto; Experimentos para detectar la cantidad óptima de factores funcionales a utilizar; Experimentos de estabilidad de bebidas y experimentos preliminares de evaluación de la eficacia. El diseño de la fórmula para la bebida deportiva de pigmento de arroz negro se determinó inicialmente.
3.4 evaluación de la eficacia de las bebidas deportivas con extracto de arroz negro en humanos
Los participantes voluntarios fueron reclutados para comparar los cambios en los indicadores fisiológicos y bioquímicos tales como el lactato sanguíneo antes y después del experimento a través del ejercicio físico y experimentos de mejora de la fatiga. Se utilizó el análisis estadístico para establecer y mejorar el método de evaluación.
La clave de las cuatro etapas anteriores es el diseño de la formulación y la evaluación de la eficacia de la bebida deportiva de extracto de arroz negro, y la dificultad técnica radica en la estabilidad de la bebida, que es nuestro trabajo de seguimiento.
4 conclusión
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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