天然褪黑素及其同分异构体在保健食品中的研究应用及市场前景论文_李丹,高靳磊

天然褪黑素及其同分异构体在保健食品中的研究应用及市场前景论文_李丹,高靳磊

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摘要:褪黑素小分子活性物质,具有一定的生理功能,广泛存在于植物动物与人体。对于天然褪黑素及其同分异构体在保健食品中的应用研究,对保健食品行业发展有着积极促进作用。

关键词:天然褪黑素;同分异构体;保健食品领域

褪黑素褪黑素(melatonin)又名松果体素,是哺乳动物和人类松果腺主要在夜间分泌的一种吲哚胺类激素,它的化学名为N-乙酰-5-甲氧基色胺,分子式为C13H16N2O2。它每日所分泌的量极其微小,但它的作用却极其强大,具有广泛的生理和药理作用。随着检测技术优化,天然褪黑素及其同分异构体的检测成为了可能,研究表明,其同分异构体的生理功能,甚至比褪黑素要强的多,对提高人体生理功能有着现实意义。但对两物质的具体应用、对微生物作用等还需要进一步研究。

1褪黑素的检测

近年来,对于天然褪黑素,及其同分异构体的发现报道逐渐增多,为其应用领域的发展、检测技术的优化奠定了良好基础。发酵食品中含有的褪黑素及其同分异构体较多,鉴于标准品缺乏,以往HPLC等检测方法的精确度也存在较多不足,对其异构体的检测相对局限。直到HPLC-MS的应用,检测出了葡萄酒等发酵食品中的异构体;随后应用质谱仪MRM模式,检测出了异构体官能团断裂后产生的二级碎片离子。利用褪黑素作为标准,可了解其异构体的保留时间等属性,同时以褪黑素含量标曲,检出限为0.01ng/mL,定量限为0.05ng/mL。

吴艳迪[1]等利用超高效液相色谱串联质谱法提取葡萄组织中的褪黑素,结果显示该测量结果的相对标准偏差(RSD)<7%;最低检测限(LOD)为0.04ng/mL;最低定量限(LOQ)为0.12ng/mL,并表示褪黑素的合成,是对逆境胁迫的应激反应。王成等[2]通过研究表示,目前通过HPLC-MS/MS或是UPLC-MS/MS、UHPLC-MS/MS几种检测方法,可检测出植物组织、果实中的褪黑素含量,以及其同分异构体含量,如UPLC-MS/MS检测方法,可检测出西拉红酒中的褪黑素含量(0.23ng/mL),以及其同分异构体含量(72.4ng/mL);UHPLC-MS/MS可检测出橙汁中的褪黑素含量(21.9ng/mL),以及其同分异构体含量(14.2ng/mL);HPLC-MS/MS可检测出发酵面团的褪黑素含量(0.09ng/g),以及其同分异构体含量(16.71 ng/g);番茄中的褪黑素含量为0.024 ng/g,其同分异构体含量为1.6ng/g;HPLC-MS/MS可检测出益生菌酸奶的褪黑素含量(0.126ng/g),以及其同分异构体含量(0.9ng/g)。植物中的褪黑素含量(在pg/mL、pg/g范围内),要比人体内含量高。发酵后的食品,其含量明显上升,表示其含量与微生物发酵有直接关系。

褪黑素在酵母联合乙酰血清素、色胺素或血清素的影响下,褪黑素合成加剧。各微生物促使褪黑素合成的作用、能力不同,色胺素直接参与褪黑素合成,在发酵过程中,褪黑素合成呈先高后低趋势,随着酵母生长代谢而发展。除此之外,酵母在发酵中,还会产生褪黑素同分异构体。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆添加的外源色胺素、外源褪黑素,不参与同分异构体形成,表示同分异构体的产生,与褪黑素合成途径不同。同时褪黑素的产生,对色胺素也有着严格要求,对外源色胺素不依赖,主要依赖微生物自身的色胺素,且与植物体代谢途径不一。酵母发酵过程中,不仅会产生微量褪黑素,还能够产生大量异构体。

2保健食品中褪黑素的应用及市场前景

内源性褪黑素,是由神经内分泌器官松果腺分泌的激素,合成原料为L-色氨酸。色氨酸有D型、L型、消旋体DL型三种同分异构体,D色氨酸多存在于植物中,人只能通过食物摄取L-色氨酸。褪黑素的分泌呈现明显的昼夜节律,其分泌高峰在夜间,白天分泌水平降低,光照抑制褪黑素的分泌。人的褪黑素分泌量还与年龄有关,人出生后几个月即可见褪黑素分泌,3~5岁时褪黑素分泌最高,6~8岁降至70%,12岁时降到成人水平,老年后褪黑素水平则更低,尤以夜间为甚[3]。研究表明,褪黑素具有调整生物钟、诱导睡眠、调节内分泌系统、维持内环境稳定、保护细胞免受氧自由基的伤害、增强免疫力、抗氧化、抗应激、延缓衰老等多种生理功能。褪黑素及其同分异构体,在保健食品领域的发展潜力更大[4]。世界各国对褪黑素的使用标准不尽相同,我国允许其作为保健食品原料使用。不同国家和地区对褪黑素的使用标准和规定也不尽相同。在美国,褪黑素被美国食品药品监督管理局(FDA)允许作为膳食补充剂原料使用,上市销售不需要政府许可。在欧盟,褪黑素不被允许作为食品原料使用。澳大利亚药物管理局批准褪黑素为药物。在加拿大,褪黑素被允许作为天然健康产品的原料使用,成人每日推荐用量范围为0.5-10mg。在我国,褪黑素被允许作为保健食品原料使用,要求纯度为99.5%以上,每日推荐用量为1-3mg,申报的保健功能限定为改善睡眠。

澳大利亚国家以褪黑素为主的功能性食品,其功效主要体现在以下几方面,一是安眠、安神、调整睡眠,效果迅速显著,无明显的副作用。二是预防老年疾病,如老年痴呆、老年抑郁症、帕金森等,老年性疾病多与脑细胞功能减退有关,主要受自由基伤害影响,褪黑素及其同分异构体具有一定的抗氧化功能,对自由基有特殊功效,同时也是选择性再生反应抑制药,可释放神经递质,改善痴呆与抑郁情况。三是预防癌症,调整人体内环境。随着年龄增加,松果腺分泌褪黑素逐渐减少,虽然其不是治疗癌症特效药,但对癌细胞有抑制作用。可清除自由基,有抗氧化功效。四是调节血压、预防血管疾病,血脂降低的同时,血管疾病发生率随之降低。褪黑素及其同分异构体可降低血脂,改善血压以保护心脏[5]。五是预防眼部疾病,通过调节血锌水平,改善自由基侵害,以起到青光眼、白内障疾病预防作用[6]。

褪黑素应用市场主要以口服普通胶囊制剂、口服普通片剂,如同仁堂牌褪黑素胶囊、汤臣倍健褪黑素片及海王生产的褪黑素软胶囊等保健食品。在上世纪90年代,褪黑素已经实现了工业批量化生产,终端产品相继投放市场,且贸易往来更加频繁,保健食品在市场的活力、品牌效应、经济效益相对理想,与维生素一样,成为了被大众认可的健康保健食品。

总结

随着保健产品研究的深入,褪黑素产品会更加趋于完善。在我国褪黑素功效主要体现在改善睡眠方面,随着检测技术的不断优化,检测褪黑素及其同分异构体的方法也会更加多样化,其生理功能、合成机制等方面的研究也会越发成熟。

参考文献:

[1]吴艳迪,焦健,姜建福,等.褪黑素UPLC-MS/MS检测方法优化及其对干旱和盐胁迫下葡萄幼苗褪黑素含量的分析[J].西北植物学报,2017,37(8):1657-1663.

[2]王成,刘兴艳,孙翔宇,等.天然褪黑素及其同分异构体在食品领域的研究进展[J].中国食品学报,2016,16(7):192-200.

[3]黄文华,唐俊峰.论褪黑素对睡眠的生理作用.现代中医药,2002,(5):12~13.

[4]刘哲宇,孙铮.褪黑素代谢模式的研究进展[J].生命科学,2017(2):209-214.

[5]余沛,王雪,王怡,等.褪黑素对实验性动脉粥样硬化兔心脏的保护作用及其可能的分子机制[J].安徽医科大学学报,2017(12):1747-1751.

[6]张海涛,徐力.褪黑素在眼部表达及其与青光眼关联性的研究进展[J].内蒙古医学杂志,2017,49(1):57-60.

论文作者:李丹,高靳磊

论文发表刊物:《健康世界》2018年20期

论文发表时间:2018/11/27

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