¿Qué es la antocianina de extracto de arroz negro?

El arroz negro es un tipo especial de arroz que es rico en nutrientes y tiene ciertos beneficios para la salud. Se considera un manjar que nutre el cuerpo y tiene el efecto de "apaciguar el estómago, vigorizar el bazo, calentar el hígado, mejorar la vista y la circulación sanguínea, y nutrila la esencia al aliviar la sequedad". Ha sido amado durante mucho tiempo por la gente en el este de Asia. Los estudios han confirmado que los beneficios fisiológicos para la salud del arroz negro no se deben principalmente a nutrientes como la fibra dietética, las vitaminas y los minerales del arroz negro, sino al pigmento de antocianina rico en salvado de arroz negro [1-4].

Antocianina es una planta polifenol ampliamente distribuida en la naturaleza, y está presente en diversos grados en los pétalos y las capas de semillas de la mayoría de las plantas. Durante el proceso de maduración del arroz negro, una gran cantidad de pigmentos de antocianina se acumulen en la capa de la semilla, lo que le da al arroz integral un color rojo marrón, rojo violáceo, negro violáceo o incluso negro. Estudios recientes han encontrado que además de dar a las plantas colores ricos, antocianinas también tienen funciones fisiológicas tales como anti-oxid, anti-inflamación, la reducción de lípidos en la sangre, y la inhibición del crecimiento tumoral. Al mismo tiempo, como un pigmento natural relativamente seguro, la antocianina también muestra amplias perspectivas de aplicación en la industria alimentaria [5]. El arroz negro es abundante en recursos, y los pigmentos de antocianina son sustancias características del arroz negro. Comprender el estado de la investigación deAntociande de arroz negroEs de cierta importancia orientadora para el desarrollo y la amplia utilización del arroz negro. Este documento ofrece una revisión de los últimos avances de la investigación sobre la antocianina de arroz negro en el país y en el extranjero.

1 métodos de extracción y detección de antocianina de arroz negro

En la actualidad, para la extracción de sustancias similares a antocianinas a partir de materiales vegetales, generalmente se selecciona una solución de ácido clorclorde de alcohol (en su mayoría de 50% a 80% metano o etanol) como agente extractivo. Después de la extracción, filtración y concentración, se obtiene una muestra de pigmento para la investigación de la propiedad físicoquímica. Además, algunos investigadores han tratado de utilizar la ruptura de la pared celular microbiana, métodos enzim, precipitación alcalácida y extracción supercrítica para extraer antocianinas [6]. También se ha informado en la literatura que las soluciones acuosas acidificadas también tienen una capacidad de extracción bastante buena para las antocianinas en el arroz negro, y que la pureza del pigmento se puede aumentar mediante la adición de un paso de recristalización [7].

Zhang Mingwei optimilas mejores condiciones de extracción para los pigmentos de arroz negro a través de experimentos ortogonales: 60% etanol como disolvente, una relación líquida de cáscara de arroz negro de 1:4, 60°C, y extracción por 4 horas [8]. Cacace cree que aunque el aumento de la temperatura de extracción no tiene un efecto significativo sobre la capacidad antioxidante de los extractos de alcohol de grosella negra,  Pero cuando la temperatura se eleva por encima de 35 °C, dará lugar a un aumento en la degradación de antocianinas y por lo tanto reducir el contenido de antocianinas en el extracto [9]. Nuestro laboratorio seleccionel 60% de alcohol comesti(conteniendo 0,1% de HCl), que es más seguro para el cuerpo humano, como agente extractor. La relación líquido/material fue 1:1, y la mezcla se extraa a temperatura ambiente durante 3 − 12 H. concentrada bajo vacío a − 42 × C para evitar la destrucción de antocianina por altas temperaturas, y luego adsoren resina macroporosa de amberlita acidificada XAD-7HP. El rendimiento del extracto de antocianina del arroz negro puede estabilizarse en alrededor de 5,5% [4].

Antocianina es un compuesto glucósido formado por la combinación de antocianidina y varios monosacáridos en su estado natural. Actualmente se han descubierto 17 antocianidinas, de las cuales las más comunes son seis (figura 1). Las antocianinas que ocurren en plantas superiores son en su mayoría derivadas de estas seis antocianidinas [5]. Debido a la gran variedad de antocianinas y el hecho de que por lo general coexisten, el contenido total de antocianinas se utiliza generalmente para evaluar la cantidad de antocianinas en una sustancia. Senembargo, la actividad biológica de los monómeros de antocianina individuales varía debido a las diferencias en la estructura química del anillo B. Esto requiere una clara comprensión de la composición y contenido de antocianinas en el arroz negro.

El extracto de arroz negro se compone principalmente de antocianinas. Xia Xiadong et al. usaron cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC) para aislar extractos de antocianina de las cascarones de arroz negro y determinaron que las antocianinas dominantes en el arroz negro eran cianidina 3-glucósido (Cy-3-G) y peonidina 3-glucósido (Pn-3-G) basándose en el tiempo de retención. Cy-3-G y peonidina 3-glucósido (Pn-3-G), y más análisis de cromatografía líquida de espectrometría de masas mostraron que los contenidos de Cy-3-G y Pn-3-G fueron 38,0% y 5,2%, respectivamente [4,10]. Esto concuerda con los informes de Chiang y Kaneda [11]. Senembargo, Hyun también aisló el pigmento malvidin de la variedad de arroz negro Heugjinjubyeo [13]. Los estudios anteriores muestran que la composición de antocianinas puede diferir en diferentes variedades de arroz negro, pero el tipo dominante es la cianidina, y la base de azúcar es la glucosa.

2. The physiological functions of Black Rice anthocyanins (en inglés)

Las antocianinas son a menudo referidas como flavonodebido a que su esqueleto 2-fenilbenzopirano es muy similar a la estructura 2-fenilcromona de los flavonoides. Sin embargo, en comparación con los flavono, las antocianinas todavía tienen algunas propiedades químicas únicas, tales como el anillo de carbono de antocianina con un ión de oxígeno positivo, polaridad fuerte, rara vez en forma de glucósido, y cambios en la estructura química bajo diferentes condiciones de pH [14-15]. Estas características sugieren que las antocianinas pueden tener diferentes efectos biológicos y funciones de las de los flavonoides. Los flavonoides e isoflavonoides se han estudiado ampliamente y ya se utilizan en la prevención y el tratamiento clínico de enfermedades. Algunos estudios han reportado que la ingesta diaria de antocianinas es significativamente mayor que la de flavonoides, pero las funciones fisiológicas de las antocianinas no han sido estudien profundidad [14]. Sin embargo, los estudios en los últimos años han demostrado gradualmente que las antocianinas tienen una serie de beneficios fisiológicos para la salud, incluyendo antioxidantes, regulación de lípidos en la sangre, efectos antiinflamatorios y antitumorales, que han comenzado a atraer la atención generalizada de los investigadores.

2.1 antioxidante

La sobrenutrición, especialmente la ingesta de grandes cantidades de azúcares simples y grasas satur, puede conducir a la producción de grandes cantidades de especies reactivas de oxígeno (ROS) y especies reactivas de nitrógeno (RNS) radicales libres en el cuerpo. ROS y RNS pueden oxidar y dañar macromoléculas biológicas como ADN, proteínas y lípidos, y desencaden diversas enfermedades, incluyendo diabetes,tumores y aterosclerosis [16]. Debido a que las antocianinas tienen múltiples grupos hidroxilo fenóen su estructura molecular, pueden unirse a radicales libres transipara formar radicales libres estables, quelar iones de metales que inician la peroxidlipí, participar en un efecto antioxidante sinérgico, y reducir o eliminar los efectos perjudiciales de los radicales libres en los tejidos y órganos del cuerpo mediante la terminación de las reacciones en cadena de radicales libres, quelde iones de metales, y la eliminación de oxígeno activo.  Así reduciendo o eliminando los efectos nocivos de radicales libres en los tejidos y los órganos del cuerpo. Ling's grupo de investigación alimentados con dietas altas en grasa que contienen 5% de salvado de arroz negro a conejos y apolipoproteina-e (Apo-E) ratones con deficiencia de genes, y encontró que el salvado de arroz negro puede eliminar eficazmente los radicales libres activos de oxígeno en estos dos animales de experimentación e inhibir la oxidde la lipoproteína de baja densidad (LDL) [1,3].

La adición de 5 g de extracto de antociande de arroz negro por kilogramo de alimento puede reducir significativamente los niveles de glutatión oxidado (GSSG) y malondialdehído (MDA) en el suero de ratas alimentadas con fructosa [17]. Kaneda&#El análisis de 39;s concluyó que el Cy-3-G es el principal componente antioxidante del salvado de arroz negro,  Que exhibe mayor capacidad de eliminación de radicales libres y protege las células epidérmicas de HaCaT del daño ultravioleta que la cianidina (Cy)[12]. 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 la sangre de la oxid[18-19]. 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 ratones, que puede ser otro mecanismo por el cual las antocianinas ejercen su efecto antioxidante en el cuerpo [11].

2.2 regulación de los lípidos sanguíneos

Entre las diversas actividades biológicas de las antocianinas, su efecto protector sobre la enfermedad Cardiovascular cardiovascularha atraído la mayor atención. Los franceses consumen una gran cantidad de ácidos grasos saturados y colesterol en su dieta diaria, sin embargo, sus tasas de incidencia y mortalidad de las enfermedades cardiovasculares son muy bajas. Estudios epidemiológicos han sugerido que esto puede estar relacionado con las antocianinas en el vino tinto que beben regularmente. Un ensayo de alimentación en ratones con deficiencia de gen ApoE mostró que las antocianinas de arroz negro puede reducir significativamente los niveles de triglicséricos (TG) y colesterol total (TC) en ratones, y redujo el área de las placas ateroscleróticas inestables. El efecto fue similar al de la simvastatina, un fármaco hipolipemiante de uso común en la práctica clínica [4]. Tsuda utilizó el pigmento de maíz púrpura Cy-3-G, que también es una antocianina dominante, como sujeto de prueba, y confirmó que las antocianinas pueden prevenir eficazmente la obesidad en ratones causada por una dieta alta en grasas,  Mediante la reducción de TG y la expresión de enzimas relacionadas con la síntesis de ácidos grasos, y la reducción de la deposición de lípidos en el hígado de ratón [20]. Xia et al. mostraron que la antocianina Cy-3-G puede reducir la deposición de colesterol en las placas aterosclermediante la activación del transportador de cassette de Unión a trifosfato de adenosina para promover el flujo de salida de colesterol de las células de espuma de macrófagos [21].

2.3 anti-inflam

Las antocianinas han demostrado buenas propiedades antiinflamatorias en una serie de estudios in vitro e in vivo. Wang et al. encontraron que una intervención dietde seis meses con salvado de arroz negro redujo significativamente los niveles de factores inflamatorios como el factor soluble de adhesión celular vascular, el ligando CD40 soluble y la proteína C reactiva de alta sensibilidad en pacientes con enfermedad coronaria [22]. El pigmento de maíz púrpura rico en cy3-g puede normla alta expresión de TNF- - en ratones obesos inducidos por una dieta alta en grasas [20].

Las antocianinas también pueden reducir la inflamación mediante la regulación de la permecapilar. Las antocianinas extraídas del arándano europeo (V. myrtillus L.) pueden inhibieficazmente la hinchazón de sus almohadillas, el efecto fue dependiente de la dosis. Las antocianinas pueden actuar como inhibidores de la ciclooxigen2 (COX-2) y reducir los niveles de prostaglandina E2 y, en particular, PGE-2 cuando las articulaciones y el tejido conectivo se inflaman. A diferencia de los antiinflamatorios convencionales, las antocianinas promueven la síntesis de colágeno tipo II [23]. Antocianina puede inhibir la actividad de la sintasa de óxido nítrico inducible (iNOS) y por lo tanto inhibir el nivel de NO en los macrófagos de ratón RAW264.7 células [2]. Recientes investigaciones en nuestro laboratorio han encontrado que la antocianina Cy-3-G puede inhibir la respuesta inflamatoria de las células endoteliindupor cd40 mediante la regulación de la distribución intracelular del colesterol [24].

2.4 otras funciones

Nam et al. compararon las diversas actividades biológicas de salvado de arroz negro y los extractos de alcohol de salvado de arroz blanco y encontraron que el extracto de salvado de arroz negro puede inhibir significativamente la mutación genética de las células de mamíferos causada por 4-nitroquinolina 1-óxido (4NQO) y la tumorigénesis inducida por TPA [25]. Hagiwara et al. confirmaron que 4NQO) causado por la mutación del gen de células de mamíferos, así como la tumorigénesis inducida por TPA [25]. Hagiwara et al. confirmaron que el pigmento de maíz púrpura puede inhibieficazmente el cáncer de recto de rata indupor 1,2-dimetilhidrazina [26]. Chen et al. encontraron que la antociande de arroz negro puripuede inhibila invasión de las células tumorales SKHep-1 al reducir la expresión de la metaloproteinasa-9 de la matriz (MMP-9) y el activador del plasminógeno de tipo uroquinasa (u-PA). MMP- 9) y uroquinasa - tipo plasminógeno activador (u-PA) expresión para inhibiskhep - 1 invasión de células tumorales y metástasis [27]. Además, el extracto de salvado de arroz negro ha demostrado tener actividad inhibide la tirosinasa, que puede inhibir la biosíntesis de melanina y reducir la deposición de pigmentos en la piel [28].

3 conclusión

La antocianina de arroz negro es un colorante alimentario natural que es seguro, no tóxico, colorido y abundante. También tiene una amplia gama de efectos en la prevención de enfermedades y la promoción de la salud, y tiene un gran potencial de aplicación en los campos de la alimentación y la medicina. En la actualidad, la investigación sobre la antocianina de arroz negro está todavía en su infancia. Hay ciertas diferencias en el contenido y composición de antocianina entre las diferentes variedades, y sus efectos y mecanismos para la salud aún no se comprenden completamente. Por lo tanto, la investigación futura debe centrarse en el criy selección de variedades de arroz negro con alto contenido de antocianinas, mejorar el proceso de extracción para obtener pigmentos de antocianinas con alta pureza y buena estabilidad, la relación dosi-efecto de la intervención de antocianinas en enfermedades animales y humanas, y la regulación de la expresión génica.

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