Astaxanthin, im Englischen als Astaxanthin bekannt, ist ein roter Farbstoff, der in lebenden Organismen weit verbreitet ist, und obwohl der Begriff „Astaxanthin“ im Alltag nicht oft verwendet wird, kommt Astaxanthin in vielen Arten menschlicher Nahrung vor. Die rote Farbe der meisten Krebstiere wie Garnelen, Hummer und Krabben ist auf die Ansammlung von Astaxanthin zurückzuführen, einem natürlichen Antioxidans, das erstmals 1938 aus Hummer isoliert und Astaxanthin genannt wurde. In den folgenden Jahrzehnten fanden Wissenschaftler die Struktur und biologische Aktivität dieses Antioxidans heraus, dessen chemischer Name lautet: 3,3'-Dihydroxy-4,4'-Diketonyl-p,B'-Carotin, Summenformel C40H52O4, Molekulargewicht 596. 86.
Astaxanthin ist ein Keto-Carotinoid und eine ungesättigte Terpenoidverbindung. Astaxanthin wird leicht oxidiert und wird nach der Oxidation zu Astaxanthin. Astaxanthin in Kristallform ist ein feines dunkelviolett-braunes Pulver mit einer rosa Farbe und einem Schmelzpunkt von etwa 224 Grad. Es ist fettlöslich, wasserunlöslich und gut löslich in organischen Lösungsmitteln wie Chloroform, Aceton, Benzol und Schwefelkohlenstoff. Die chemische Struktur von Astaxanthin besteht aus vier Isopreneinheiten, die durch eine konjugierte Doppelbindung verbunden sind, und zwei Isopreneinheiten an beiden Enden, um eine Ringstruktur mit sechs Knoten zu bilden.
Natürliches Astaxanthin ist ein starker Löscher von Singulett-Sauerstoff. Natürliches Astaxanthin ist wirksamer als Carotinoid, -Carotin und Zeaxanthin bei der Verhinderung der Peroxidation von ungesättigten Fettsäuremethylestern, und seine antioxidative Aktivität ist 550-mal so hoch wie die von Vitamin E und 10-mal so hoch wie die von Carotinoiden wie -Carotin, Zeaxanthin, Lutein und Carotinoid , und ist als „Super-Vitamin E“ und „Super-Antioxidans“ bekannt. Es ist als „Super-Vitamin E“ und „Super-Antioxidans“ bekannt. Tierversuche haben gezeigt, dass Astaxanthin NO2, Sulfid und Disulfid abfangen und auch die Lipidperoxidation reduzieren kann, wodurch die durch freie Radikale induzierte Lipidperoxidation wirksam gehemmt wird. Gleichzeitig hat Astaxanthin eine krebshemmende Wirkung, beeinflusst die Immunfunktion von Tieren erheblich, stärkt den aeroben Stoffwechsel, verbessert die menschliche Muskelkraft und -toleranz erheblich und hat eine antiinfektiöse Wirkung.
Astaxanthin hat in jeder seiner endständigen Ringstrukturen eine Hydroxylgruppe, und diese freie Hydroxylgruppe kann Ester mit Fettsäuren bilden. Bildet eine der Hydroxylgruppen mit einer Fettsäure einen Ester, spricht man von Astaxanthinmonoester; Bilden beide Hydroxylgruppen mit einer Fettsäure einen Ester, spricht man von Astaxanthin-Diester. Nach der Veresterung wird seine Hydrophobie verstärkt und der Doppelester ist lipophiler als der Einzelester.
Astaxanthin-Produktionsmethoden sind hauptsächlich natürliche Extraktion und chemische Synthese von zwei:
Natürliche Extraktion von Astaxanthin.
Die aktuellen biologischen Astaxanthinquellen werden hauptsächlich durch mikrobielle Fermentation hergestellt und aus Schalentierabfällen gewonnen.
Astaxanthin ist weit verbreitet in Lachs, Garnelen, Krabben, Zierfischen und Fischeiern sowie in Pflanzenblättern, Blüten und Früchten. Die überwiegende Mehrheit der marinen Krebstiere und Fische enthält Astaxanthin, aber sie werden über die Nahrungskette aus marinen Mikroalgen, Phytoplankton und Pflanzen gewonnen. Die Extraktion aus Krustentierverarbeitungsabfall ist ein wichtiger Weg zur Astaxanthin-Produktion, und die Hauptmethoden umfassen die Alkaliextraktion, die Ölsolubilisierung, die organische Lösungsmittelmethode und die überkritische C02-Flüssigkeitsextraktion. Das meiste aus Organismen extrahierte Astaxanthin ist transstrukturiert und sicher in der Anwendung.
Derzeit sind Regenbogenalgen die im In- und Ausland am häufigsten gemeldete. Rainy Coccolithophore ist ein einzelliger Organismus, der Astaxanthin im Körper anreichert, wenn die Stickstoffquelle während des Kulturprozesses fehlt, und wenn dem Kulturmedium zweiwertige Eisen(II)-Ionen zugesetzt werden, kann die Synthese von Astaxanthin deutlich gesteigert und sein Astaxanthingehalt erreicht werden 40 mg/L Kulturlösung und 43 mg/g Trockenzellgewicht. Die Herstellung von Astaxanthin aus kultivierten Chlorella zeichnet sich durch schnelle Vermehrung einzelliger Organismen, einfache Kultivierung, einfache Extraktion und Algenpulver aus, das direkt in der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie eingesetzt werden kann, was die Kosten senkt. Neben Chlorella wird Astaxanthin auch durch die Kultivierung von Grünalgen, Chlamydomonas, Nacktalgen, Doldenblütigen Algen usw. gewonnen, die alle Astaxanthin enthalten.
Chemische Synthese.
Da der Gehalt an fermentativ hergestelltem Astaxanthin gering ist, hat die chemische Synthese von Astaxanthin einen Wettbewerbsvorteil. Die Synthese von Astaxanthin erfordert zur Vervollständigung eine mehrstufige chemische und biokatalytische Reaktion, bei der die Rolle der Biokatalyse darin besteht, die Stereokonfiguration des intermediären Kohlenstoffatoms oder die Substitutionsposition des Sauerstoffatoms im Syntheseprozess auszuwählen. Die Hauptvorläufersubstanz für die chemische Synthese ist (S)-3-Essigsäure-4-oxo- -azulenon, das Produkt der asymmetrischen Hydrolyse von (R)-Terpineolacetat durch verschiedene Mikroorganismen, gefolgt von Extraktions-, Gegenstromverteilungs- und Umkristallisationstechniken. Diese Vorläufersubstanz wird reaktiv in ein Vitriolsalz mit 15 C-Atomen umgewandelt und besteht schließlich aus zwei Vitriolsalzen mit 15 C-Atomen mit einem Astaxanthin entsteht schließlich durch die Reaktion von zwei 15-C-Vitriolsalzen mit einem {{ 10}}Kohlenstoffdoppelaldehyd.
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