¿Cuál es el carácter y beneficio de la antocianina de extracto de arroz negro?

Actualmente hay 397 variedades de arroz negro, y más del 90% de ellas se encuentran en China, principalmente distribuidas alo largo de la meseta Yunnan-Guizhou [1]. El arroz negro es rico en aminoácidos, vitaminas y oligoelementos como el Fe, Zn, Mn y Cu, y tiene un alto valor nutritivo y medicinal. Se le conoce como "arroz medicinal". El autor se refiere a los resultados de la investigación de los últimos 20 años y proporciona una revisión de la composición química, las propiedades físicas y químicas, la estabilidad y los efectos biológicos de los pigmentos de arroz negro, con el objetivo de proporcionar orientación para el desarrollo y la utilización de los recursos de pigmentos de arroz negro.

1 composición química del extracto de arroz negro

La antocianina de arroz negro es un pigmento vegetal natural extraído del pericarde de granos de arroz negro y pertenece a la clase de compuestos de antocianina. Liu Xiaogeng et al. [2] usaron cromatode papel (PC) para aislar dos bandas de pigmento, que se analizaron y se encontró que eran cianidin3-glucósido y cianidin-3-rutosida. Zhong Liyu et al. [3] usaron cromatode BAM (n-butanol ICE: actic acid water: = 4), que resultó en cinco bandas, lo que indica que el pigmento de arroz negro se compone de cinco compuestos de antocianinas. Se analizaron las estructuras de dos de las bandas más anchas (96% del total) y se determinó que eran ciandin-3-rhamnoside y peonidin-3-arabinoside. Cao Xiaoyong et al. [4] creen que el extracto de arroz negro contiene antocianidin-5-glucósido, antocianidin-3-rhamnoside,malvidin-3-galactoside,

Antocianidin-3-glucósido, y antocianidin-3-glucósido de metilo. Zhang Fudi et al. [5] usaron el análisis de BAM para identificar los dos componentes principales de la cianidin3-glucósido y la cianidin-3-rhamnoside. En resumen, la composición del pigmento y la estructura química difieren entre las diferentes variedades de arroz negro. Se puede confirmar que el principal componente del extracto de arroz negro es la antocianina, y el principal ligando de azúcar es la glucosa.

2. Propiedades fisicoquímicas del extracto de arroz negro [1, 4, 6]

2,1 solubilidad

Las antocianinas de arroz negro son solubles en disolventes polares como metan, etanol y propilglicol; Son insolubles o difícilmente solubles en disolventes no polares como éter de petróleo, benceno y tolueno. El pigmento hidrofóbico de arroz negro tiene una solubilidad más amplia y es soluble en disolventes de baja polaridad como acetona, cloroformy acetato de etilo [7].

2.2 el Color y la acidez

La antocianina de arroz negro aparece roja o rojipúrpura bajo luz visible; Aparece azul después de ser fumado con amoníaco y amarillo-naranja después de ser tratado con ácido sulfúrico concentrado. El pH tiene un efecto significativo en el color de la solución de extracto de arroz negro. Es de color rojo vivo en un medio ácido (pH < 4), rojo oscuro o rojo púrpura en un medio neutro o ligeramente alcalino, y azul-amarillo en un medio fuertemente alcalino. Cuando el pH es > 11, el pigmento se abre el anillo y cambia a una estructura de chalconona, dando un color amarillo anaranjado.

2.3 características de absorción espectral

La antocianina de arroz negro tiene absorción característica en la región de luz visible a 535 nm y en la región ultravioleta a 270 nm en un medio metande etanol y ácido clorhídrico.

2.4 reacción de quelación con iones metálicos

Antocianina tiene una reacción de polvo de aciclorclor, una reacción de precipitación de acede de plomo neutro y una reacción de desarrollo de color de clorférrico.

2.5 reacción con ligandos de azúcar

2.5.1 reacción Morish

En una solución diluida de etanol del pigmento, añadir el reactivo Morish (una solución de etanol de − -nafthol), mezclar bien, inclinel tubo de ensayo, y lentamente (sin agitación) añadir ácido sulfúconcentrado alo largo de la pared del tubo de ensayo. Después de un tiempo de pie, un anillo púrpura aparecerá en la interfaz de las dos fases.

2.5.2 reacción de Perlin

En una solución de extracto de arroz negro en agua, añadir una mezcla igual de los dos reactivos, Perrin a y Perrin B. calentar en un baño de agua hirviendo, y se forma un precipitrojo. Añadir ácido clorhídrico concentrado al filtrado dropwise para acidi, calentar en un baño de agua para hidrolizar, añadir 10% de NaOH para neutralizar a neutro, y luego llevar a cabo la reacción de Perrin de nuevo, y un rastro de precipitde rojo oscuro se formará.

2.5.3 sacarificación

Se añadió ácido clorhídrico concentrado a una solución acuosa de extracto de arroz negro, y la mezcla se calenty acidipor unos minutos. A continuación, se añadió el reactivo de fenilhidrazina, y la mezcla se calentó con agua hirviendo durante aproximadamente 0,5 h. Se produjo una pequeña cantidad de precipitamarillo. Después de enfri, el precipitfue filtrado y cristalizado, y la observación microscópica mostró que los cristales eran como agujas poliaciculares en forma de escoba.

3 actividad biológica del extracto de arroz negro

3.1 eliminación de radicales libres y efectos antioxidantes

Lonsen estudió el efecto antioxidante del extracto de arroz negro utilizando un método de análisis de quimioluminisc[8]. El extracto de arroz negro puede eliminar H2O2, radicales aniónicos superóxidos (O2-) y radicales hidroxilo (·OH).El extracto de arroz negro tiene un fuerte efecto inhibitorio sobre la sangre enteraQuimioluminescencia y una relación dosis-respuesta. También tiene una cierta capacidad de búsqueda de especies reactivas de oxígeno producidas por sistemas intracelular o no celular. El extracto de arroz negro puede ser utilizado como un mejor eliminador de radicales libres en los alimentos. Xiao Xiang et al. [6] utilizaron la antocianina de arroz negro, el pigmento de la piel de soja negra y el pigmento de algas de cobre para probar el efecto inhibidor de los tres pigsobre el sistema de peroxidde la lipoproteína de yema de huevo de Fe2+ inducido y el sistema de producción de TBAS (sustancia reactiva al ácido tiobarbitúrico), así como su efecto de eliminación sobre el O2-. Se encontró que los tres pigmentos tenían un buen efecto de barritanto en O2- y ·OH, y también podría inhibir significativamente la peroxidde la yema de lipoproteína PUFA. En 2006, Zhang Mingwei et al. también demostraron a través de experimentos que la antocianina de la piel de arroz negro tiene un efecto antioxidante y un cierto efecto protector sobre el daño por peroxidde las células endotelivasculares [9].

3.2 reducir los lípidos sanguíneos y prevenir la aterosclerosis

Ling et al. informaron que la dieta de arroz negro y salvado de arroz negro pueden reducir los niveles de lípidos en la sangre e inhibir la aparición y el desarrollo de la aterosclerosis (AS) en animales de experimentación. Zhang Mingwei et al. [10] utilizaron antocianina de harina de arroz negro (el contenido total de antocianina fue determinado por HPLC como 72,83%, de los cuales 38,75% era cianidin-3-glucósido, cianidin-3, 5-diglucósido 13,47 %, Pelargonidin-3, 5-diglucósido 12,53 %, malvinidin-3-glucósido 8,08 %) se realizaron pruebas en ratas con hiperlipidemia para determinar el colesterol total (TC), colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C), Los resultados mostraron que la antocianina de salvado de arroz negro redujo significativamente los niveles de CT y LDL-C en el suero de ratas de ensayo, tuvo un efecto positivo sobre HDL-C, y podría inhibir la producción de ox-LDL.

Yu Xiaoping et al. [11] también investigaron el efecto del extracto de antocianina de salvado de arroz negro sobre la estabilidad de las placas ateroscler(As) y los lípidos sanguíneos en ratones con deficiencia de apolipoproteína e (ApoE-/-). Los resultados mostraron que la antociande de piel de arroz negro puede reducir significativamente los niveles séricos de CT y LDL-C de ApoE-/- ratones, y la frecuencia de placas aterosclerinestables en la arteria sin nombre se reduce, y el área de la placa se reduce. Xia Xiaodong etal. [12] usaron extracto de antocianina de arroz negro para llevar a cabo el mismo experimento, que demostró que el extracto de antociande de arroz negro puede reducir significativamente las concentraciones séride CT y LDL-C de ratón, reducir el área de las placas As en la arteria sin nombre, reducir el contenido de metaloproteinasa-1 de la matriz en las placas y aumentar la estabilidad de las placas As, lo que las hace menos propensas a romperse y producir coágulos de sangre. Yu Xiaoping et al. [13] también establecieron un modelo animal de placas ateroscleróticas inestables (ratones knockout de lipoproteína E) y especularon que la antocianina de arroz negro promueve la estabilidad de la placa, que se relaciona con la regulación a la baja de la expresión inducible de óxido nítrico sintasa en las placas inestables. Se encontró que el extracto de antociande de arroz negro puede inhibir significativamente la expresión de ARNm inducible de óxido nítrico sintasa en las placas inestables en el Arteria sin nombre, pero el mecanismo no está claro.

3.3 protección de las células endotelivasculares

Zhang Mingwei et al. [9] estudiaron el efecto protector de cuatro tipos de antocianinas de arroz negro sobre el daño endotelial vascular causado por la ox-LDL y analizel efecto de las antociande de arroz negro sobre la morfoy viabilidad de las células endotelivasculares indupor la ox-LDL, así como la producción de malondialdehído (MDA) y radicales libres por las células endoteli. Los resultados mostraron que la antocianina de arroz negro puede reducir significativamente el daño a la morfode las células endotelicausado por la ox-LDL, restaurar la forma normal, reducir el efecto inhibitde la ox-LDL en la proliferación celular y reducir significativamente el aumento de la MDA en las células. Las antocianinas de arroz negro tienen un efecto protector significativo sobre el daño peroxidativo a las células endotelivasculares, que puede estar relacionado con la eliminación de los radicales libres por las antocianinas de arroz negro y la reducción del daño causado por el estrés oxidativo. También puede estar relacionado con el alto contenido de Zn en el pigmento [14].

3.4 mejora la anemia ferropénica

Las pruebas han demostrado que el arroz negro es rico en oligominerales Fe, Zn y Cu, y en particular, es alto en contenido de Fe [15]. Xu Fei et al. alimentaron con arroz negro a ratas con anemia por deficiencia de hierro, y los resultados mostraron que después de 30 días, la anemia de las ratas mejoró significativamente, y el contenido de hemoglobina de las ratas anémicas se incrementó. Fang Junjie et al. estudiaron el efecto y el mecanismo de acción del extracto de pigmento de arroz negro (OSP) en la recuperación de la hematopoyesis de médula ósea en ratones después de la radiación y el tratamiento químico. Los resultados mostraron que la OSP promovía la proliferación de células hematopoyéticas en la médula ósea inhibidas por la ciclofosfamiy aceleraba la recuperación hematopoyética; Para los ratones con daño grave a las células hematopoyéticas de la médula ósea, el arroz negro también puede ayudar a restaurar la función hematopoyética, y se especula que el efecto protector y restaurativo de OSP contra el daño por radiación se puede lograr mediante la mejora de la renovación de las células madre hematopoyéticas y la diferenciación en células progenit[16]. Zhao Zesheng y otros también lograron buenos resultados usando gachas de arroz negro para tratar la anemia durante el embarazo. En resumen, el arroz negro tiene el efecto de mejorar la anemia ferropénica, la cual se relaciona con su alto contenido de Fe y bajo contenido de factores que interfieren con la absorción de Fe [17].

Otros efectos biológicos

De acuerdo con los reglamentos pertinentes de la organización de las naciones Unidas para la alimentación y la agricultura/organización mundial de la salud sobre aditivos alimentarios, el extracto de arroz negro se puede utilizar en la producción de alimentos sin pruebas farmacológicas. Hay muy poca información farmacológica sobre el extracto de arroz negro en China, pero durante mucho tiempo, la gente ha tenido una comprensión relativamente consistente del arroz negro: el arroz negro puede promover el crecimiento de glóbulos blancos en el cuerpo, mejorar la inmunidad y la tolerancia a la hipoxia, prevenir el envejecimiento, tener efectos de oscurecimiento del cabello, e inhibir el crecimiento de células cancerosas. Hu Qiulin[18] utilizó extracto de arroz negro para llevar a cabo pruebas de tolerancia a la fatiga y la hipoxia en ratones, y los resultados mostraron que la alimentación de ratones con una solución acuosa de extracto de arroz negro puede mejorar significativamente los animal' Tolerancia a la hipoxia y resistencia a la fatiga, especialmente la tolerancia a la hipoxia. El extracto de arroz negro puede mejorar la vitalidad del cuerpo. Li Jing et al. [14] también discutieron el mecanismo biológico del extracto de arroz negro en ejercicio. El efecto antitumoral del extracto de arroz negro es positivo, pero falta literatura sobre este aspecto.

4 conclusión

El extracto de arroz negro es una mezcla compleja. Con la mejora de los métodos de separación y purificación, especialmente la aplicación de la tecnología de cromatografía y espectrometría de masas, seguramente se promoverá el estudio de la composición química de los pigmentos de arroz negro. El arroz negro es rico en nutrientes, y el extracto de arroz negro tiene buenos efectos biológicos. Con más investigación, el extracto de arroz negro mostrará amplias perspectivas de desarrollo en el desarrollo y aplicación de pigmentos naturales en alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos.

referencias

[1] Wang Li, Wang Lingxian, Yao Huiyuan, et al. Tratamiento y utilización del arroz negro y del pigmento del arroz negro [J]. Grain and Feed Industry, 2004(6): 11-14.

[2] Liu Xiaogeng, He Haohua, Ding Yueqin. Estudio preliminar sobre el pigmento de arroz negro [J]. Grain and Feed Industry, 1994(8): 35-39.

[3] Zhong Liyu, Hu Qiulin. Análisis de la estructura molecular del pigmento de arroz negro [J]. Journal of Wuxi University of Light Industry, 1996, 15(1): 33-38.

[4] Cao Xiaoyong, Li Xinsheng. Progreso de la investigación sobre antocianinas en arroz negro [J]. Aminoácidos y recursos biológicos, 2002, 24(1): 3-6.

[5] Zhang Fudi, Cai Xiangyang. Separación e identificación de componentes en pigmentos de arroz negro mediante cromatode papel [J]. Fujian Chemical Industry, 2005(1): 41-42.

[6] Xiao Xiang, Lu Gang, Zhang Jie, et al. The effect of Black Food coloring on scavenging active Oxygen and ITS antioxidante activity [J] (en inglés). Pharmaceutical Biotechnology, 2000, 7(2): 112-115.

[7] Zhang Fudi, Su Jinyi, Cai Biqiong, et al. Caracterización de las propiedades del pigmento hidrofóbico de arroz negro [J]. Journal of Southwest Agricultural University: Natural Science Edition, 2006, 28(3): 373-375.

[8] largo Shengjing. Determinación del efecto antioxidante del pigmento de arroz negro mediante quimioluminiscanalysis [J]. Laboratorio analítico, 1999, 18(4): 76-79.

[9] Zhang Mingwei, Zhang Ruifen, Guo Baojiang, et al. Efecto protector de la antocianina de arroz negro sobre el daño oxidativo a las células endotelivasculares [J]. Journal of Nutrition, 2006, 28(3): 216-220.

[10] Zhang Mingwei, Zhang Ruifen, Guo Baojiang, et al. Efectos antioxidantes e hipolipidémicos de las antocianinas de salvado de arroz negro [J]. Journal of Nutrition, 2006, 28(5): 404-408.

[11] Yu Xiaoping, Xia Xiaodong, Xia Min, et al. Efecto de la antocianina de la piel de arroz negro sobre la estabilidad de las placas ateroscleróticas [J]. Chinese Journal of Public Health, 2006, 22(2): 155-156.

[12] Xia Xiaodong, Ling Wenhua, Xia Min, et al. Efectos del extracto de antocianina de arroz negro sobre placas ateroscleróticas avanzadas en ratones deficientes en apoe [J]. Nutrición y salud, 2006, 27(3): 213-215.

[13] Yu Xiaoping, Xia Xiaodong, Xia Min, et al. Efectos de la antocianina de arroz negro sobre las placas aterosclerinestables y la expresión de ARNm inducible de óxido nítrico sintasa [J]. Chinese Journal of Clinical Rehabilitation, 2006, 10(39): 113-115.

[14] Li Jing, Zhang Yuchao. Mecanismos biológicos del salvado de arroz negro en ejercicio [J]. Guizhou Sports Science and Technology, 2006(3): 36-38.

[15] Xie Bijun, Hu Weiwang, Wang Xiaohong. Estudio de los oligonutrientes Fe, Zn, Cu y pigmentos en arroz negro [J]. Food Science, 1993(6): 17-19.

[16] Fang Junjie, Meng Peilin, Yi Yanghua, et al. El efecto del extracto de pigmento de arroz negro púrpura sobre la recuperación de la función formadora de sangre en ratones después de la radiación y el tratamiento con fármacos químicos [J]. Chinese Journal of Hematology, 1991, 12(12): 22-24.

[17] Ma Jing, Chen Qixuan, Ling Wenhua. Investigación sobre los beneficios para la salud del arroz rojo y negro [J]. Food Science, 2000, 21(12): 139-140.

[18] Hu Qiulin. Informe sobre los experimentos farmacológicos con animales de pigmentos de arroz negro [J]. Journal of Wuhan Institute of Food Industry, 1997(3): 10-13.