主题:【资料】CNS_08.132_姜黄素

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肖剑梅

目录



1 姜黄素的基本概述4

1.1姜黄素的性状4

1.2 姜黄素的主要成分4

1.3制法、用途、安全性4

1.3.1 制法4

1.3.2 用途4

1.3.3 安全性4

1.4感官要求4

2 姜黄素在养殖业的应用4

2.1 姜黄素在鸡蛋生产中的应用4

2.2 姜黄素在猪肉中的应用5

2.3 结论5

3 姜黄素在食品运载体系的应用5

3.1 应用背景5

3.2 姜黄素在应用方面的限制5

3.3 包埋技术5

3.4 结论6

参考文献6

1 姜黄素的基本概述



1.1姜黄素的性状

姜黄素是橙黄色结晶性粉末。有特殊臭。熔点179182℃。不溶于水和乙醚,溶于乙醇、冰醋酸、丙二醇。碱性条件下呈现红褐色,酸性则呈现浅黄色。与氢氧化镁形成色淀,呈黄色。与金属离子(尤其是铁离子)形成螯合物,导致变色。15mg/kg铁离子就开始影响色素,10mg/kg以上变为红褐色染色能力降低,因此需要选用适当容器。最好与螯合剂六偏磷酸钠、酸式焦磷酸钠共同使用。耐光性。耐铁离子性较差,耐热性较好。染着力强(特别是对蛋白质)。

1.2 姜黄素的主要成分

由天然品提取所得的姜黄素(按FAO/WHO1995规定,仅限于天然提取的可提供食品添加剂。),主要含三种色素。2

1.姜黄素:分子式C21H20O6,相对分子质量368.39

2.脱甲氧基姜黄素:分子式C20H1805,相对分子质量338.39

3.双脱甲氧基姜黄素:分子式C19H16O4,相对分子质量308.39

1.3制法、用途、安全性

1.3.1 制法

由姜科植物姜黄的根茎干燥后制成粉末,用95%乙醇或者丙二醇或冰醋酸(按FDA/WHO,1992规定只准用丙酮、甲醇、乙醇或轻汽油)提取后,经脱溶剂、浓缩、结晶提纯后干燥而得。

1.3.2 用途

食用黄色色素。我国用于咖喱粉等已有很久历史。

1.3.3 安全性

1.ADI 00.1mg/kgFAO/WHO,1994)。

2.LD50>1500mg/kg(小鼠,皮下)

1.4感官要求

项目要求检验方法
色泽橙黄色

取适量试样置于白色瓷盘中,在自然光线下,观察其色泽、状态、嗅其气味。
状态晶体或结晶性粉末
气味带有姜黄素特有气味


1.5 检查标准介绍

本标准所用试剂和水在没有注明其他要求时.均指分析纯试剂和GB/T6682中规定的三级水。试验中所用杂质测定用标准溶液、试剂溶液及样品溶液,在没有注明其他要求时.均按GB/T 601.GB/T602GB/T603的规定制备。试验中所用溶液在未注明用何种溶剂配制时,均指水溶液。

2 姜黄素在养殖业的应用



2.1 姜黄素在鸡蛋生产中的应用

姜黄素能提高鸡蛋的生产性能以及产蛋性能。王志[3]在鸡蛋日粮中添加姜黄素,发现鸡蛋产蛋率、采食量提高,,鸡蛋总胆固醇含量也有所减少,这表明姜黄素对鸡蛋的产量和提高鸡蛋的营养性能有很好的一面。杨泰[4]在鸡蛋日粮中添加0mg/kg,100mg/kg,200mg/kg,300 mg/kg 的姜黄素,发现在炎热环境下添加水平为200 mg/kg 的姜黄素对蛋鸡的产蛋性能、自身的抗氧化能力、免疫能力以及肠道健康方面均具有明显的促进作用。有研究指出,姜黄素缓解蛋鸡的热应激、提高蛋鸡的生产性能主要是通过提高抗氧化酶的活性增强蛋鸡的抗氧化性能来实现。[5-6[ 

2.2姜黄素在猪肉中的应用

蓝耳病(PRRS)是严重威胁猪健康的疾病之一。研究表明,姜黄素能够抑制PRRS 病毒[7]。朱光等[8]利用细胞试验发现,姜黄素通过诱导HO-1 mRNA 和蛋白表达来抑制病毒的复制,且呈浓度依赖性。姜黄素通过抑制病毒内化、阻止G 蛋白介导的细胞融合抑制病毒的脱壳过程来抑制病毒在细胞内增殖。此外,姜黄素也是猪圆环病毒免疫疫苗的增强剂[9],通过促进机体活性免疫细胞增殖分化并加强活性而加强机体的免疫功能,还明显提高NK 细胞的活性,提示姜黄素作为免疫增强剂的可能性。研究表明[10]在三元杂育肥猪日粮中添加姜黄素,发现姜黄素对猪的日增重、饲料转换率、肉色、系水力等都具有显著的影响,表明姜黄素能够提高猪的生长性能并改善肉质,育肥猪日粮中添加姜黄素还能改善血液生化指标,增强猪的抗病力,为提高经济效益建议添加量为300 mg/kg[11]。仔猪饲粮中添加姜黄素显著提高肠内麦芽糖酶活性,葡萄糖转运蛋白mRNA 转录水平来促进仔猪对糖的消化代谢。[12-13]

2.3结论

姜黄素在动物生产方面前景很大,这一过程中可利用姜黄素的抗氧化性、抗菌、抗炎等一些生理性状,但在这一过程中也要解决比较多的问题,稳定性比较差,利用率比较低等问题,并且姜黄素在动物生产方面研究较少因此需要比较多的动物来进行试验。

3 姜黄素在食品运载体系的应用



3.1 应用背景

姜黄素不仅水溶性差,化学不稳定,光降解性,代谢速率高,以及生物利用度低等。另外,姜黄素由于具有亲脂性而在人体内显示出较差的吸附性,因此口服后会迅速被代谢系统从体内清除。因此为了克服这些问题,研究人员已尝试使用递送系统将姜黄素包埋,例如水凝胶、纳米颗粒、乳液、脂质体等。脂质是用于输送活性物质最受欢迎的载体之一[14],但是,在某些情况下,它们的理化性质不稳定,易发生聚集,融合,水解,氧化等[15]。因此,研究人员还引入了各种类型的生物聚合物,如壳聚糖,淀粉,玉米醇溶蛋白,蚕丝蛋白等[16]。这些载体具有改善姜黄素溶解度,增加其稳定性,减少对食品感官特性的不良影响,使其在目标部位靶向释放的能力,从而提高姜黄素的生物利用度。

3.2 姜黄素在应用方面的限制

姜黄素只有被胃肠道上皮细胞吸收,并转运到体循环中之后才能发挥其生物活性。然而,由于姜黄素的疏水性,大部分通过口服摄入的姜黄素不能被吸收到小肠上皮细胞中。即使有一部分可以被吸收,最后还是由于新陈代谢会被排出体外。[17]因此控制姜黄素的新陈代谢速度是非常重要的。

3.3 包埋技术

在食品研究领域,常将对外界环境敏感的功能活性物质(如姜黄素)加入食品运载体系中,以改善活性物质的水溶性,提高对光和热的稳定性,延长货架期,提高缓释功效及靶向性,进而提高其生物利用度。常用的姜黄素运载体系有乳液、脂质体、环糊精包合物、纳米颗粒等。不同种类的包埋体系的特性是不一样的。对比如下表:

包埋体系特性及优缺点
脂质体对亲脂性药物具有优势,可以有效将分子容纳在磷脂双层中,避免光和化学降解;缺点是与血液成分混合后理化稳定性差,导致包埋物快速泄漏。
固体脂质纳米颗粒稳定性较强,表面易于修饰,具有合适的ζ电势,可快速内化到细胞中从而避免被网状内皮系统吸收;但是负载能力较低且存储过程中可能发生爆裂。
生物聚合物纳米颗粒体积小,高稳定性,有效延长血液循环时间,对药物的负载率高,具有易于化学修饰的表面。
微乳液/纳米乳液粒径小,对产品外观影响小,油相的存在有利于增强药物的吸收性;针对亲脂性化合物,主要应用于饮料行业。
环糊精包合物药物可嵌入其柱状结构,有效掩盖异味,减少毒副作用,调节释放速率;剂型较多(粉状、凝胶、溶液等),易于加工。缺点是对酸不稳定,且受药物分子大小和形状的限制。
纳米晶体悬浮液大大提高药物的溶解度和溶解速度,负载率高,剂型多,易于工业规模化生产;缺点是物理稳定性差。
树枝状高分子对生物组织的穿透性强,易附着于其他载体,药物输送能力较强;天然存在的树状高分子较少。目前应用于医药领域的主要是人工合成分子。


3.4 结论

由于姜黄素的理化性质,姜黄素在运载体系的研究需要了解纳米级姜黄素对人体的影响,需要进一步的体内和临床研究以确定其毒理学安全性。增加对姜黄素类化合物的研究,分析其进入纳米系统后的化学稳定性。

参考文献



[1] 段晶晶等.水溶性姜黄素的提取及理化性质的研究.湖北化工,1997,(1):24-25.

[2] 薛瑞等,从姜黄素中提取姜黄素的研究.中国食品用化学,1998,(5):23-25.

[3] 王志. 姜黄素对高温条件罗曼蛋鸡生产性能和蛋品质的影响[D]. 湛江:广东海洋大学,2017

[4] 杨泰.姜黄素对鸡蛋品质抗氧化与免疫功能及肠道形态在影响[D].长沙:湖南农业大学,2018

[5] 祝启钊. 几种抗应激添加剂对高温环境下蛋鸡产蛋性能的影响[C]//2018年学术年会禽病学分会第十九次学术研讨会论文集. 南宁:中国畜牧兽医学会,2018

[6] 李光辉,钟秀伶,AamriN,等. 姜黄素对罗曼蛋鸡血液和组织抗氧化性能的影响[J]. 安徽农业科学,201846 21):96-99

[7] Du T F, Shi Y P, Xiao S Q, et al. Curcumin is a promising inhibitor ofgenotype 2 porcine reproductive and respiratory syndrome virusinfection[J]. BMC Veterinary Research, 2017, 13(1): 298-299.

[8] 朱光,吴小萍,周恩民,等. 姜黄素通过增强血红素加氧酶-1 的表达抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒复制[J]. 中国兽医学报,2019395):943-947.

[9] 余建国,周立. 姜黄素对猪圆环病毒灭活苗细胞免疫效果的影响[J].中国动物传染病学报,201725 5):60-63.

[10] 周明,张靖,申书婷,等. 姜黄素在育肥猪中应用效果的研究[J]. 中国粮油学报,201429 3):67-73.

[11]颜国华,杨玉增,张秋良,姜黄素在猪饲料中替代抗生素应用前景[J]. 北方牧业,2016 21):28-29.

[12]邓卉,杨加豹,陈瑾,等. 姜黄素对川藏黑仔猪生长性能、机体抗氧化及免疫功能的影响[J]. 中国饲料,2018 12):31-35.

[13]余嘉瑶,李毅,王恬,等. 日粮中添加姜黄素对免疫应激断奶仔猪肠道抗氧化能力及糖代谢的影响[J]. 畜牧与兽医,201850 5):51-55.

[14]NADIMI A E, EBRAHIMIPOUR S Y, AFSHAR E G, et al. Nano-scale drug delivery systems for antiarrhythmic agents[J].European Journal of Medicinal Chemistry. 2018, 157: 1153-1163. DOI: 10.1016/j.ejmech.2018.08.080

[15]TAVAKOL S, ASHRAFIZADEH M, DENG S, et al. Autophagy modulators: Mechanistic aspects and drug delivery systems[J] Biomolecules, 2019, 9(10): 530. DOI: 10.3390/biom9100530

[16]NASERY M M,ABADI B, POORMOGHADAM D, et al. Curcumin Delivery Mediated by Bio-Based Nanoparticles:AReview[J].Molecules,2020,25(3): 689. DOI: 10.3390/molecules25030689

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