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《生命时报》中外专家大咖聚焦红A红球藻健康价值

时间:2019-10-15 来源:法甲买球官网网络


中外专家大咖聚焦红A红球藻健康价值

2019-10-15 14:03生命时报


“红A红球藻天然虾青素功能独特”

张成武 国家“863”项目首席科学家、暨南大学二级教授

红A红球藻是目前确认的天然虾青素含量较高的单细胞绿藻,也是所有已知的虾青素合成生物体中积累量最高的物种,其积累量最高可达细胞干重的4%。在300多个同行评审的出版物中进行了超过65项临床研究和报告,证实了红A红球藻在促进人类健康和营养状况方面的良好应用。

必须要注意的是虾青素有合成虾青素和天然虾青素的区别。人工合成虾青素含量以顺式结构为主,并且在人体内不能转化成天然的反式构型。合成虾青素的生物吸收效果、着色能力和生物效价均比同浓度的天然虾青素低,存在安全性风险。FDA(美国食品和药品管理局)已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场。因此,红A红球藻天然虾青素的营养应用、生物活性及保健作用无可替代。

红A红球藻天然虾青素的营养应用体现在其抗氧化、抗炎和抗凋亡活性都超高。其生物活性则体现在抗癌活性、抗肥胖活性、抗甘油三酯和胆固醇活性、心脏保护活性、免疫调节活性、抗糖尿病活性、肝保护活性、神经保护活性、养护骨的活性、眼科疾病、对生殖系统的活性、脊髓损伤后神经病理性疼痛中的活性、提高运动成绩以及对皮肤的益处都作用明显、 效果可期。

红A红球藻天然虾青素对于人体健康而言,还有其独特的“屏障穿透性”。我们生活中听说过很多抗氧化剂:酶、维生素、花青素、辅酶Q10等,这些不是水溶性就是脂溶性,这个特性使它们很难穿透人体内的屏障,停留在细胞表面,对细胞、组织、系统的核心保护作用有限,抗氧化作用较差。许多实验已经证实红A红球藻天然虾青素是自然界中较强的抗氧化剂,这与其完美的水油双溶分子结构、强大的穿透力密切相关。

红A红球藻天然虾青素具有以下其他抗氧化剂没有的独特功能——天然虾青素可以畅通无阻地穿越血脑屏障,到达大脑和中枢神经系统;穿越血眼屏障,进入眼睛;进入关节、肌腱中,缓解运动员、网球运动员的疼痛;进入皮肤,预防紫外线伤害,修复外观老化痕迹。不仅如此,虾青素对于其他器官如心脏、心血管系统、免疫系统、生殖系统以及消化系统都有很强的修复、保护作用。虾青素到达身体各处,并能在各处发挥抗氧化、抗炎等功效,这一巨大的特性是其他抗氧化剂没有的。红A红球藻天然虾青素是安全的,与食物一起食用时没有任何副作用。▲

“多种疾病防治有了新方向”

陈峰 国际食品科学院院士、国际欧亚科学院院士、北京大学终身讲席教授


晚期糖基化终产物(AGES)是一类具有结构多样性和高度异质性的化合物,是由还原糖(葡萄糖、果糖等)的活性羟基与氨基酸、蛋白质、多肽、脂质、核酸等生物大分子的游离氨基经过缩合、重排、裂解、以及氧化后修饰形成的产物。除了内源性AGES外,人体内AGES的另一个重要来源即食源性AGES在食品基质中被渐渐发现,包括焙烤类食物、牛奶、咖啡等。研究发现,大约1/10的食源性AGES可以进入人体的血液循环。在正常机体内,AGES从早期胚胎开始缓慢而匀速地形成并随时间累积,是一个不可逆的过程。它们在体内的过量积累被认为是许多疾病的诱因,例如糖尿病及并发症、 阿尔茨海默病、动脉粥样硬化、老化等。寻找和研究AGES抑制剂被作为抑制由AGES引起的相关疾病极具潜力的预防措施。

迄今为止,用于抗糖基化阻断AGES形成的抑制剂主要是合成化合物和天然产物。尽管一些合成化合物可以抑制AGES合成或者打断AGES的产生,但是也存在较高的引发副反应风险。与合成化合物相比,天然产物对人体是相对安全的。最近几年的研究表明,一些植物和藻类提取物以及其中相应的酚类、色素类化合物表现出有效的AGES抑制性能,而这与化合物本身的强抗氧化性有关。从安全和功效两方面考虑,天然来源的红球藻天然虾青素作为保健成分甚至作为治疗AGES引发的相关疾病的预防药物均展现出了很大的研究及应用潜力。

红A红球藻是一种广泛应用于天然虾青素生产的绿藻。在雨生红球藻中天然虾青素的含量一般可达到干重的2%~4%,在诱导条件下最高可以达到7%。除了天然虾青素外,雨生红球藻内还有其他少量的类胡萝卜素如紫黄素、叶黄素、玉米黄质、α胡萝卜素和β胡萝卜素以及脂质等多种生物活性成分。这也使得其具有抗氧化、抗糖基化、抗炎、抗肥胖等多种生理调节功能,是重要的食品和功能成分的天然来源。

以螺旋藻、红A红球藻、小球藻为代表的微藻具有生物多样性和代谢产物丰富可调性这两大显著优势,特别是能合成一些具有独特特征的化合物。大量的研究结果表明,微藻及其生物活性代谢物在很多病理条件中都发挥了有利于健康的作用,包括神经退行性疾病、高胆固醇血症、炎症疾病、心血管疾病、癌症和病毒性感染等。▲

“红球藻引领21世纪健康产业主流市场”

胡强 中科院水生所微藻生物技术与生物能源研发中心主任

20世纪下半页,抗生素拯救了无数传染病患者。本世纪,抗氧化剂将给人类的健康史带来新的革命——它不仅能防治人类因衰老而致的各种慢性疾病,如白内障、动脉硬化、高血脂、心脏病、恶性肿瘤、糖尿病、老年痴呆等,更引人注目的是——它能延缓人类衰老的过程,延长人类的预期生命周期。

雨生红球藻是一种生活在淡水中的单细胞绿藻,该藻能大量累积虾青素而呈红色,故名红球藻,因为是绿藻中的雨生种,又称雨生红球藻。雨生红球藻中的虾青素是类胡萝卜素的一种,也是迄今发现的类胡萝卜素合成的较高级别产物,在自然界具有较强的抗氧化性,因此被誉为21世纪抗氧化的革命性产品。

尽管如此,有关雨生红球藻的研究论文,从1960到1990年间也只有零星发布,年均不足20篇;而从90年代中期开始相关论文迅速增多,至今已达到年均上百篇。雨生红球藻不管是科研、应用,还是推广上都有了长足的发展。雨生红球藻的产业化从个体分析、生理研究到规模化培养,从生物原料、萃取藻油、藻粉及藻微粒等基础产品,逐步发展衍生出涵盖化妆品、护肤品、营养保健品等一系列终端产品。在抗氧化领域,雨生红球藻提取的天然虾青素有着绝对的优势。

目前,天然虾青素的生物来源一般有三种:水产品加工工业中的废弃物、红发夫酵母、雨生红球藻。其中,虾、蟹等水产品的废弃物中虾青素不仅含量低,而且提取费用高,而天然红发夫酵母中虾青素的平均含量也仅为0.4%。相比之下,雨生红球藻中虾青素含量1.5%~4%。更重要的是,雨生红球藻所含虾青素是100%左旋结构,具有较强的生物学活性,优于利用红发夫酵母等提取的虾青素。因此,雨生红球藻被确认为自然界中生产天然虾青素的较好生物来源。

作为抗氧化前沿产品,雨生红球藻被发现的生理和生物学功能已达100多种,比如抗衰老、保护皮肤健康、预防心血管疾病、抑制和预防糖尿病、保护眼睛和中枢神经系统、增强免疫力、缓解运动疲劳、增强机体能量代谢、抑制肿瘤等。

相信随着对雨生红球藻功能更深入的研究和认识,随着应用更广泛的推广,人类将越来越多地享受到红A红球藻带来的健康益处。▲

“规模化生产、提高生物提取物仍然是挑战”

Vítor Verdelho Vieira 欧洲藻类生物量协会eaba负责人

微藻作为一类单细胞光合生物,具有光能利用率高、生长速度快、生物活性成分和能源物质含量高等特点,在大健康产业、碳减排、新能源与富含N/P废水资源化利用等方面应用前景广阔。雨生红球藻则是一个广泛用作食品的工业化藻种,红球藻天然虾青素曾获得FDA(美国食品和药品管理局)的17项功能认证(维持关节健康、维持正常的免疫、维持腱部健康、维持腕部健康、维持强烈运动后关节的正常功能、维持日光暴晒下皮肤组织的健康、维持皮肤健康、保护日光暴晒下的皮肤、保护紫外线辐射的皮肤功能、保持健康的身体氧化平衡状态、维持精神活力的提升水平、促进身体运动后的迅速恢复、维持体内正常的C反应蛋白含量水平、维持健康的心血管系统、维持眼睛健康、穿越血脑屏障)。

全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在日本这个“长寿之国”非常受欢迎,近3年来虾青素成为日本销售量很高的健康食品之一。虾青素的强大功效得到了确切而普遍的认可,同时也使人类在探索虾青素的科研成果上,取得了一个又一个突破。而如何高效培养红球藻,使其规模化应用,最大化完成其价值生物提取物虾青素提取依然成为广大研究人员攻克的目标。

国外原有的红球藻大规模养殖生产技术为“两步法”,即先在封闭式培养系统中培养绿色细胞,达到一定的生物量后再将绿色细胞放到开放培养系统中转化孢子,积累虾青素。云南绿A法甲买球在雨生红球藻规模化养殖中采用中科院武汉植物园的专利技术“一种培养雨生红球藻生产虾青素的方法”,红球藻培养的全过程,包括藻绿色细胞的生长繁殖、生物量积累、孢子转化和天然虾青素积累在同一光生物反应器——开放池中完成,与国外的“两步法”技术相比,简化了培养工艺,加强了质量控制。

绿A法甲买球独特的萃取工艺——CO2超临界萃取技术,提取率可达80%以上,该技术在国内处于领先地位,达到了国际先进水平。发明专利“一种雨生红球藻提取物的制备方法”(ZL201010548303.9),“一种雨生红球藻提取物制剂、其制备方法和用途”(ZL201010548322.1)已获得授权。该技术具有以下优势:含量更高,抗氧化功效提高5倍;纯度更高,零残留;生物活性更高;有效成分更稳定。此技术目前属于国际领先水平。▲

“优质红球藻天然虾青素产品从藻种开始”

Michael A. Borowitzka 澳大利亚珀斯默多克大学海洋植物学教授兼藻类研发中心主任

雨生红球藻是一类生活在淡水中的单细胞绿藻,该藻在它的孢子中能积累一种经济价值很高的虾青素及其酯类。随着研究的深入,虾青素的功能越来越引起人们的兴趣。一方面由于其优异的着色效果及对水产、家禽等生长促进作用而被广泛用于饲料添加剂。另一方面作为优越的天然抗氧化剂其抗氧化性优于β胡萝卜素、维生素E,被广泛开发应用于食品、医药化妆品等行业的生产。虾青素具有广阔的应用前景,而如何获得大量虾青素已成为国际上研究的热点之一。根据目前的文献报道,虾青素的来源主要有化学合成、从甲壳类动物中提取、利用真菌生产及利用微藻生产。研究表明在自然界中雨生红球藻的虾青素含量最高。

但大规模培养红球藻生产虾青素存在以下几方面技术问题:1.易被其他微藻,变形虫原生动物污染;2.红球藻普遍适应低温,一般超过28℃就抑制其生长;3.生长较慢;4.虾青素含量仍然偏低。因此筛选出温度适应范围广、生长快、虾青素含量高的藻种是解决上述问题的关键。在过去的20年里,我们筛选出了20多种藻种。研究过程中发现不同的藻种在生长、营养需求和虾青素生产方面都存在很大差异。正确适宜的最优藻种选择可以显著提高生物量和虾青素产量。

云南绿A法甲买球2006年起与中国科学院武汉植物园合作,从中国内陆水体采集、分离出红球藻藻种38株,经过单细胞克隆,获得单藻培养,建有相应的藻种库进行藻种保藏,为培养红球藻生产天然虾青素研发提供了具有自主知识产权的藻种资源。对4株适合于程海湖天然水质的藻种进行进一步比较研究,通过不同温度梯度培养繁育,对比各品系的温度适应能力及生长情况,以各藻种品系的虾青素含量和产量为考核指标,经多次实验研究,最终选育出WZ1和WZ2两株适合于程海湖区大规模养殖的红球藻优良藻种品系,实验条件下虾青素含量达到干重的3.0%以上,大规模养殖,虾青素平均含量达到干重的2.23%。为红球藻应用奠定了坚实基础。▲

“稀缺性挑战与大市场机遇并存”

袁文桥 美国北卡罗来纳州立大学教授

雨生红球藻被公认为是自然界中能够大量合成和积累天然虾青素的优势生物,在相关的文献中没有任何有毒性的报道。因此被看作是天然虾青素的“浓缩品”。

可以说红球藻天然虾青素的推出导致抗氧化剂市场的革命,有人甚至说:21世纪将是抗氧化剂的世纪。红球藻天然虾青素是迄今为止人类发现自然界较强的抗氧化剂之一,其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。

研究表明,红球藻天然虾青素很容易通过血脑屏障和细胞膜,有效地防止视网膜的氧化和感光细胞的损伤,以及对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用,从而有助治疗缺血损伤、脊髓损伤、帕金森综合征、 阿尔茨海默病等中枢神经系统损伤。另有动物研究表明,天然虾青素在体内具有显著升高“好”胆固醇(HDL-C)和降低“坏”胆固醇(LDL-C)的功效,因此推测天然虾青素能减轻载脂蛋白的氧化,可用来预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤。此外,天然虾青素还具有免疫调节、缓解运动疲劳、增强机体能量代谢、抗炎抗感染、抑制肿瘤、抑制糖尿病肾病等健康功效。

正是基于这些已有明确实验数据证实的健康功效,全球红球藻天然虾青素市场前景广阔。天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚的发达国家已经得到广泛应用。尤其在“长寿之国”日本,约占全球40%的产量市场份额。中国仅占30%,以色列占15%,美国占10%。受制于生产、提取、生物合成等核心技术,红球藻天然虾青素虽然市场增长很快,却面临市场严重不饱和状态,目前每年全球产能仅800吨/年,价格达1200美元/公斤。红球藻天然虾青素目前仅能提供应用于保健品、食品饮料及化妆品领域。而红球藻天然虾青素对于水产家禽在存活率、生长性能、生殖能力、应激耐受性、抗病性和免疫相关基因表达方面的各种改善,使得下游水产家禽饲料产业还有巨大的市场空间。12%的产量年增长率远远供不应求。红球藻天然虾青素市场前景广阔,这对科研单位和企业来说都将是挑战与机遇并存的。▲

文章来源:法甲买球官网生命时报


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