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试验研究史国食晶添加
7a0
类胡萝卜素分子的聚集
刘翔,惠伯棣2”,宫平2
(1.首都师范大学生命科学学院,北京100037;
2.北京联合大学应用文理学院,北京100191)
摘要:类胡萝卜素被认为是食品中重要的背养物质。它们在含水食品中的分布和存在形式备受关注。
本文综述了已报道的类胡萝卜素聚集研究方面的成果,期望对从事食品中类胡萝ト素研究的食品和营养科研
人员有参考价值。
关键词:类胡萝卜素;聚集
中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:1006-2513(2010)05-0133-06
The molecular aggregation of carotenoids
LIU Xiang', HUI Bo-di", GONG Ping
1. College of Life Science, Capital Normal University, Beijing 100037
2. College of Applied Arts Sciences, Beijing Union University, Beijing 100191)
Abstract Carotenoids are considered as important nurients from food Their distribution and occurring form in water
ontained foods was paid attention. This article reviewed published results of carotenoids aggregation studies. It is
expected at information prided in his a cle is able to be useful for food and nutrition scientists who are working on
carotenoids from foods
类胡萝ト素是一类天然产物的总称,分子结阻断链式自由基反应。在人体中,类胡萝ト素已
构由中央多聚共轭双烯链和两端的末端基团组被证明具有多种防治疾病功能,如降低前列腺疾
成。在自然界中,类胡萝ト素是一类广泛存在而病的风险、提高免疫力、降血压、降血脂、淬灭
且颇为重要的色素。到目前为止,人们在自然界单线态氧、延缓衰老等。
一共发现600多种该类化合物。它们分布于各种
天然食物中的类胡萝ト素分布丰富。同时,
生物中,但只能在植物和微生物中被合成。在高类胡萝ト素还越来越广泛地被用来作为食品添加
等植物的光合组织中,类胡萝ト素是捕光色素,剂应用于各种食品中。由于这类化合物已被认为
可以吸收蓝一绿光。此外,它们还可以调节体内是一种营养物质,它们在食品中的分布状态受到
的能量转移,防止光合器官的光损伤。在细胞越来越多的关注。从物理和化学的视角来考察食
中,类胡萝ト素是有效的单线态氧淬灭剂,可以品可以得出这样的结论:相当一部分食品是含水
收稿日期:2010-04-22
通讯作者
十ー五国家科技支撑计划项目(课题编号:2008BAI58B06)资助。
作者简介:惠伯棣,男,教授/博士。
万方数据
中国食晶添加剂
China Food Additive
试验研究
的体系。类胡萝卜素在这类体系中的存在状态理子间相互作用能的激发造成的。
应受到关注。研究这一问题的意义是明显的:首
与单体在有机试剂中的溶液吸收光谱相比,J
先,类胡萝卜素分子在食品中的分布对食品本身一聚集体在有机溶剂ー水体系中的吸收光谱发生
的性质有显著的影响,尤其是颜色;其次,这类了红移,同时,保留了分子的振动能级。在J
化合物在食品中存在的状态对其自身的营养功能聚集体中,类胡萝ト素分子以类似于“头-尾”
亦有较大影响。在目前的生产实践中,类胡萝ト相连的稀松方式排列。其电子吸收光谱的蓝移被
素在食品中应用时遇到的技术问题(如水分散产认为是由于分子间相互作用能的激发造成的。
品和产品稳态技术的研发等)使类胡萝ト素分子
图1和2分别是虾青素的Hー和J一聚集体在
聚集态的研究领域备受关注。本文重点综述了在含水体系中的模拟图。由AE的比较可知:在含
含水体系中类胡萝ト素分子聚集体的形成的研究水体系中,H-聚集体更稳定些。
结果及相关的研究方法。希望这些信息可以为从
事类胡萝卜素在食品中稳态技术的研发和改善其
s hydrogen bond
生物利用度的研究人员借鉴。
自从1936年以来,人们对染料分子的聚集进
行过长期的研究。分子聚集体是连接单个分子使
之形成有序的结构化晶体的桥梁。其物理性质使
人们探讨的重点。在生物系统中,分子的自组织
是构成生命体功能的基础。已有的研究表明:类
胡萝ト素分子同染料分子一样可以在含水的极性
5 hydrogen bonts
溶剂(如有机溶剂一水混合溶液)中形成聚集
图1虾青素的Hー聚集体示意图。
体?。当单个分子被包装形成聚集体后,类胡萝
AE=-66.77kcal/mol
ト素分子的许多性质都发生了变化,比如:光吸
Fig 1 Diagram of astaxanthin H-aggregate
收、光反射,光发射、能量转移、电子转移等。
AE=-66,77kca/mol
由于聚集体可能形成的螺旋结构,一些聚集体甚
至会产生单体所没有的手征性们。而这些变化
2 hydrogen bonds
可以通过紫外-可见光谱、圆二色光谱、散射光
谱、拉曼光谱等技术进行精确的测定。这就为我
们研究类胡萝卜聚集体状态和影响其形成的因素
提供了条件。
1类胡萝ト素分子的聚集
在有机溶剂-水体系中,类胡萝卜素分子形
成聚集体时,根据体系的紫外-可见吸收光谱发
生蓝移(向短波方向移动)还是红移(向长波方
图2虾膏素的J聚集体示意图。
向移动)分为两类:一类是H-聚集,另一类是
AE=-58.7okcal/mol
丁ー聚集。
Fig, 2 Diagram of astaxanthin J -aggregate.
与单体在有机试剂中的溶液吸收光谱相比
AE=-58, 70kcal/mol
Hー聚集体在有机溶剂-水体系中的吸收光谱发
生了蓝移,同时,损失了分子的振动能级S2。在
除了在含水环境中,类胡萝卜素在许多自然
Hー聚集体中,类胡萝卜素分子以平行的方式紧和人工控制的环境中也会发生聚集。最典型的是
密排列。其电子吸收光谱的蓝移被认为是由于分在双层的脂膜中类胡萝卜素分子的桑集。类胡萝
ト素分子的聚集可以对膜的物理和动态性质发生
万方数据