Aphanizomenon flos-aquae (пищевая добавка) - Aphanizomenon flos-aquae (dietary supplement)

Афанизоменон flos-aquae(/əˌжæпɪˈzɒмɪпɒпˌжлɒsˈeɪkшя/) является разновидностью цианобактерии (сине-зеленые водоросли), который коммерчески перерабатывается в пищевую добавку. Афанизоменон flos-aquae (AFA), как известно, содержит питательные вещества, в том числе незаменимые жирные кислоты, активный ферменты, витамины, аминокислоты, минералы, белки, сложные углеводы, и фитохимические вещества и продается как пищевая добавка.

Биология

Как и другие цианобактерии и растения, AFA использует фотосинтез для производства пищевого материала (гликогена), который хранится и используется клеткой. В то время как клеточные стенки растений в основном целлюлоза, AFA'sклеточные стенки состоят из пептидогликан (углеводы и пептиды ), типичный материал клеточной стенки бактерии. Следовательно, обозначение «цианобактерии» (лат. Cyano = сине-зеленый) относится к сине-зеленой окраске этого подразделения бактерий, включая AFA.

Ячеистая структура AFA представляет собой простую прокариот.[1][ненадежный источник? ] Большинство цианобактерий являются высокоэффективными фотосинтезаторами, даже в большей степени, чем растения.[нужна цитата ] Водоросли используют световую энергию солнца, углекислый газ из воздуха и воды для синтеза белков, углеводов и липидов. AFA также может напрямую использовать молекулярные азот из воздуха для производства белков и других азотсодержащих биомолекулы.[нужна цитата ] Эта способность широко распространена у прокариот, но неизвестна у эукариот.

Потенциальная токсичность

Афанизоменон flos-aquae как вид имеет как токсичные, так и нетоксичные формы.[2][3] Хотя преимущества были указаны,[1] токсичность была показана на некоторых штаммах вида Афанизоменон flos-aquae,[4] с цилиндроспермопсин[5] и сакситоксины настоящее время,[6] и микроцистины, обнаруженные в пищевых добавках AFA.[7] В Всемирная организация здоровья с Рекомендации по качеству питьевой воды примечание Анатоксин-а, сакситоксины и цилиндроспермопсины присутствуют в роду Aphanizomenon.[8] В этой связанной статье рассказывается об одном штамме AFA, который был реклассифицирован как токсичный.[9] Колониеобразующая морфология - одна из характеристик вида. Афанизоменон flos-aquae; наоборот Афанизоменон не образуют колоний. Альгологи Ли и Кармайкл отметили образование колоний или их отсутствие, а также другие морфологические различия при сравнении Афанизоменон flos-aquae с Афанизоменон. Их генетическое сравнение Афанизоменон flos-aquae к другим видам рода Афанизоменон указывает на несходство между Афанизоменон flos-aquae и Афанизоменон разновидность.[9][10]

История

Цианобактерии были основным продуктом питания многих культур.[11][12] и использовались как для еды, так и для торговли коренными народами по всему миру, от Африки и Азии до Америки, от китайцев до ацтеков и майя.[13]

Афанизоменон flos-aquae начали собирать в качестве пищевой добавки для человека в начале 1980-х годов. В 1998 году сухой вес AFA составил около 2,2 миллиона фунтов (1 миллион килограммов) для последующего производства добавки рядом коммерческих комбайнов.[13] Коммерческие стандарты сильно различаются с точки зрения документирования состава продукта для потребителя.

Сегодня AFA продается как пища, богатая питательными веществами, собранная в основном из Озеро Верхний Кламат в Северной Америке.[12]

Сбор и переработка

Цианобактерии как культура чувствительны к теплу, свету и быстрой порче. Некоторые коренные культуры в Африке и Америке использовали простые методы сушки на солнце для сохранения, но вполне вероятно, что значительная часть питательной ценности была потеряна в процессе из-за воздействия сильной жары во время сбора урожая и обработки.[11] Методы сбора и обработки, используемые сегодня для того, чтобы цианобактерии стали доступными для потребления, являются критическими факторами качества и безопасности конечного продукта.

AFA обрабатывается путем просеивания для удаления мусора, тестирования на загрязняющие вещества, хранения при оптимальной температуре и сушки методом, сохраняющим питательные вещества.[нужна цитата ] Как и в случае с любой культурой, существуют различия в процедурах сбора урожая, контроле качества против заражающих видов, соблюдении надлежащей обработки для защиты питательных веществ от разложения и внимании к адекватным условиям хранения обработанных водорослей.[12]

Пищевая ценность

Цианобактерии часто продаются как источник питательных веществ, таких как витамины, минералы, незаменимые жирные кислоты (включая омега-3 жирные кислоты ), бета-каротин, хлорофилл, фикоцианин, активный ферменты, аминокислоты, белки, сложные сахара, фитонутриенты, и другие биоактивные компоненты.[14]

Содержание питательных веществ в Афанизоменон flos-aquae подвержен значительным изменениям из-за различных мест обитания, факторов окружающей среды и процедур сбора урожая, все из которых влияют на питательную ценность; например, высота, температура и пребывание на солнце могут сильно повлиять на липидный и пигментный состав. По мере того, как мы узнаем все больше о компонентах различных видов цианобактерий, производители и сборщики урожая могут лучше определять оптимальные условия роста для получения оптимальных урожаев.[1]

Витамины

Афанизоменон flos-aquae было показано, что они содержат в различных количествах не менее 13 витаминов: витамин А (бета-каротин ), Витамин С (аскорбиновая кислота ), витамин Е, витамин К и многие витамины группы B, включая B1 (тиамин ), B2 (рибофлавин ), B6 (пиридоксин ), холин, биотин, ниацин, фолиевая кислота, пантотеновая кислота, а B12 (кобаламин ).[14] Тем не мение, Афанизоменон flos-aquae содержит псевдовитамин B12 который может блокировать поглощение истинного B12 и поэтому не подходит для использования в качестве B12 источник для людей.[15]

Минералы

Афанизоменон flos-aquae содержит минералы и микроэлементы (в том числе кальций, хлористый, хром, медь, утюг, магний, марганец, фосфор, натрий, и цинк ). Содержат ли микроводоросли AFA баланс биодоступных минералов и микроэлементов, зависит от минерального состава среды их роста.

Протеин

AFAсоставляет примерно 60% белок по сухому весу.[14]

Незаменимые жирные кислоты

Примерно 45% липидов (жиров) AFA являются незаменимые жирные кислоты. Афанизоменон flos-aquae содержит баланс обоих линолевая кислота (LA, an омега-6 жирная кислота ) и альфа-линоленовая кислота (ALA, жирная кислота омега-3). Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля, изучавшие содержание жира в AFA, пришли к выводу, что AFA «должен быть ценным источником питания». AFA повышает уровень полезных жирных кислот в крови больше, чем можно было бы ожидать, основываясь только на содержании в нем ALA. Они предположили, что некоторые питательные микроэлементы могут улучшить усвоение жирных кислот. Уровни «хороших» жирных кислот (ALA, EPA, DHA) повысились, в то время как уровни арахидоновая кислота пошел вниз.[16]

Фотосинтетические пигменты

Хлорофилл зеленый пигмент, содержащийся в растениях, который отвечает за производство кислорода в процессе фотосинтез. Хлорофилл - важный фитонутриент[17] а также мощный антиоксидант. AFA содержит от 1 до 2% хлорофилла (сухой вес).[16] AFA также является источником фикоцианин (PC), фотосинтетический пигмент с антиоксидантными и противовоспалительными свойствами, который вносит «синие» в сине-зеленые водоросли.[14]

Фенилэтиламин

AFA содержит фенилэтиламин (PEA).[18]

Доказательства воздействия на здоровье

Многие утверждения основаны на исследованиях отдельных питательных веществ, которые Афанизоменон flos-aquae содержит, например, витамины, минералы, хлорофилл, различные антиоксиданты, и другие. Например, полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), которые очень важны для поддержания текучести мембран, составляют до 10% от сухой массы AFA. Исследования на животных в Массачусетской больнице общего профиля и Гарвардской медицинской школе показали, что микроводоросли AFA повышают уровень в крови эйкозапентаеновая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (ДГК). Известно, что EPA и DHA способствуют оптимальному функционированию многих систем органов, включая нервную систему. Исследователи обнаружили, что AFA более эффективен, чем соевое масло, хороший источник ПНЖК, повышающих уровень этих жирных кислот омега-3 в крови.[16]

Команда из Королевской больницы Виктории в Монреале, Канада, продемонстрировала, что потребление AFA приводит к немедленному изменению движения иммунных клеток. Эффект временный и зависит от типа клеток. Обширный объем данных свидетельствует о том, что длительное потребление не приводит к гиперстимуляции иммунная система. По мнению исследователей, сине-зеленые водоросли AFA производят естественные клетки-киллеры "патрулировать" лучше по всему телу. Эти эффекты были замечены при использовании низкой пероральной дозы водорослей (1,5 грамма), соответствующей небольшому количеству пищевых добавок.[19][20]

Специальная молекула, обеспечивающая синий цвет сине-зеленым водорослям, называется фикоцианин. В зависимости от источника водорослей количество фикоцианина может составлять до 15% от сухого веса водорослей. Фикоцианин имеет антиоксидант и противовоспалительное средство последствия.[21] В одном исследовании оценивалась способность нового натурального экстракта AFA, обогащенного фикоцианином, защищать нормального человека. эритроциты и плазма крови образцы от окислительного повреждения in vitro. В эритроцитах окислительный гемолиз и перекисное окисление липидов индуцированные водным генератором пероксильных радикалов [2, 2'-азобис (2-амидинопропан) дигидрохлорид, AAPH] были значительно снижены экстрактом AFA в зависимости от времени и дозы; в то же время истощение цитозольный глутатион было отложено. В образцах плазмы натуральный экстракт подавлял степень окисления липидов, вызванную прооксидантным агентом. хлорид меди (CuCl2); сопутствующее повышение устойчивости плазмы к окислению наблюдалось по оценке конъюгированных диен формирование.[22]

В последние годы наблюдается рост интереса к микроводорослям. метаболиты. Водный экстракт Афанизоменон flos-aquae содержащие высокие концентрации фикоцианина ингибировали in vitro рост одной из четырех линий опухолевых клеток, что указывает на то, что по крайней мере некоторые типы опухолевых клеток могут быть непосредственно чувствительны к уничтожению фикоцианином. Сине-зеленые водоросли в целом содержат значительное количество каротиноидов, а именно бета-каротина, ликопин, и лютеин, обеспечивающие микроводоросли антиоксидантными свойствами. Благодаря своему подавляющему действию на активные формы кислорода антиоксиданты обладают внутренними противовоспалительными свойствами.[23]

Другое исследование описывает идентификацию трех новых высокомолекулярных полисахарид препараты, выделенные из пищевых микроводорослей, которые являются эффективными активаторами человеческого моноциты /макрофаги, в том числе «Иммунон» от Афанизоменон flos-aquae. Иммуностимулирующую активность измеряли с помощью биоанализа на основе факторов транскрипции. Каждый полисахарид, изученный в этом исследовании, включая AFA, значительно увеличивал уровни мРНК интерлейкин и фактор некроза опухоли-а (TNF-а). Эти полисахариды от ста до тысячи раз более активны для in vitro активации моноцитов по сравнению с полисахаридными препаратами, которые в настоящее время используются в клинической практике для иммунотерапии рака.[24]

Исследования также характеризуют действие водорастворимого препарата из известных агентов, которые модулируют иммунную систему. Одно из таких исследований предполагает, что активирующие макрофаги свойства водорастворимого препарата AFA опосредуются путями, которые аналогичны LPS-зависимый активация.[25]

В антимутагенный свойства цельного пресноводного AFA были протестированы с использованием Тест Эймса. Одновременное добавление в тестовую среду как водорослей, так и нитровина (мутагена) не снижало мутагенной активности. Добавление лиофилизированного AFA к тестовой среде за 2–24 часа до применения мутагена снижает мутагенную активность.[26]

Было показано, что этанольный экстракт AFA-клеточного концентрата увеличивает пролиферативное действие стволовых клеток при инкубации с человеческими клетками костного мозга взрослого человека или человеческими гематопоэтическими предшественниками CD34 + в культуре. Предварительное исследование предполагает, что этанольный экстракт клеточного концентрата AFA может способствовать пролиферации популяций стволовых клеток человека.[27]

Органическая сертификация

Органическая сертификация может быть длительным и сложным процессом, и это достигается только при строгом соблюдении установленных официальных правил. Требования различаются от страны к стране и, как правило, включают строгий набор производственных стандартов для выращивания, хранения, обработки, упаковки и доставки. Отдельные производители водорослей должны подавать заявку и обеспечивать органическую сертификацию, соблюдая стандарты сертифицирующего агентства.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Jensen, Gitte S .; Гинзберг, Дональд I .; Драпо, Кристиан (2001). «Сине-зеленые водоросли как иммуноусилитель и биомодулятор» (PDF). Журнал Американской ассоциации нутрицевтиков. 3 (4): 24–30. Архивировано из оригинал (PDF) 26 апреля 2012 г.. Получено 2 января, 2012.
  2. ^ Кармайкл, Уэйн В .; Стукенберг, Мэри; Бец, Джозеф М. (2010). «Сине-зеленые водоросли (цианобактерии)». Энциклопедия пищевых добавок (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Informa Healthcare. С. 75–81. ISBN  978-1-4398-1928-9.
  3. ^ Дебелла, HJ (2007). «Массовая культура Афанизоменон flos-aquae Ральф экс родился. И Фла. Вар. Flos-Aquae (цианобактерии) из Кламат-Фолс, штат Орегон, США, в закрытых камерных биореакторах ». Эфиопский журнал биологических наук. 4 (2). Дои:10.4314 / ejbs.v4i2.39019.
  4. ^ Кармайкл, Уэйн В. (1994). «Токсины цианобактерий». Scientific American. 270 (1): 78–86. Bibcode:1994SciAm.270a..78C. Дои:10.1038 / scientificamerican0194-78. PMID  8284661.
  5. ^ Пройссель, Карина; Штюкен, Анке; Виднер, Клаудиа; Хор, Ингрид; Фастнер, Ютта (2006). «Первое сообщение о производстве цилиндроспермопсина Aphanizomenon flos-aquae (Cyanobacteria), выделенном из двух немецких озер». Токсикон. 47 (2): 156–62. Дои:10.1016 / j.toxicon.2005.10.013. PMID  16356522.
  6. ^ Чен, Y; Лю, Дж; Ян, В. (2003). «Влияние токсинов Aphanizomenon flos-aquae на некоторые физиологические параметры крови мышей». Вэй Шэн Ян Цзю. 32 (3): 195–7. PMID  12914277.
  7. ^ Saker, M.L .; Jungblut, A.-D .; Neilan, B.A .; Rawn, D.F.K .; Васконселос, В. (2005). «Обнаружение генов микроцистинсинтетазы в диетических пищевых добавках, содержащих пресноводную цианобактерию Aphanizomenon flos-aquae». Токсикон. 46 (5): 555–62. Дои:10.1016 / j.toxicon.2005.06.021. PMID  16098554.
  8. ^ Всемирная организация здоровья (2011). Рекомендации по качеству питьевой воды (PDF) (4-е изд.). п. 293. ISBN  978-92-4-154815-1. Получено 2 декабря, 2011. Таблица 11.1 Цианотоксины, продуцируемые цианобактериями. Aphanizomenon spp: анатоксин-а, сакситоксины, цилиндроспермопсины.
  9. ^ а б Ли, Ренхуэй; Кармайкл, Уэйн В .; Перейра, Пауло (2003). «Морфологические данные и выявление гена 16S рРНК для реклассификации паралитического токсина моллюсков, продуцирующего Aphanizomenon flos-aquae LMECYA31, как Aphanizomenon issatschenkoi (Ctanophyceae)». Журнал психологии. 39 (4): 814–8. Дои:10.1046 / j.1529-8817.2003.02199.x. ИНИСТ:15056815.
  10. ^ Ли, Ренхуэй; Кармайкл, Уэйн В .; Лю Юндин; Ватанабэ, Макото М. (2000). «Таксономическая переоценка Aphanizomenon flos-aquae NH-5 на основе морфологии и последовательностей гена 16S рРНК». Гидробиология. 438: 99–105. Дои:10.1023 / А: 1004166029866. S2CID  28669008.
  11. ^ а б Challem, Джек Джозеф (1981). Спирулина. Keats Publishing, Inc. ISBN  978-0-87983-262-9.
  12. ^ а б c Кармайкл, Уэйн В .; Драпо, Кристиан; Андерсон, Дональд М. (2000). "Сбор Афанизоменон flos-aquae Ralfs ex Born. И Flah. var. Flos-Aquae (Cyanobacteria) из озера Кламат для употребления в пищу человеком ". Журнал прикладной психологии. 12 (6): 585–595. Дои:10.1023 / А: 1026506713560. S2CID  21588022.
  13. ^ а б Барсанти, Лаура; Гуальтьери, Паоло (2006). Водоросли: анатомия, биохимия и биотехнология. Флорида, США: CRC Press. ISBN  978-0-8493-1467-4. Получено 3 января, 2012.
  14. ^ а б c d Кей, Роберт А .; Бартон, Ларри Л. (1991). «Микроводоросли в пищу и добавку». Критические обзоры в области пищевой науки и питания. 30 (6): 555–73. Дои:10.1080/10408399109527556. PMID  1741951.
  15. ^ Миямото, Эми; Таниока, Юрий; Накао, Томоюки; Барла, Флорин; Инуи, Хироши; Фудзита, Томоюки; Ватанабэ, Фумио; Накано, Ёсихиса (декабрь 2006 г.). «Очистка и характеристика корриноидного соединения в съедобных цианобактериях Aphanizomenon flos-aquaeas в качестве пищевой добавки». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 54 (25): 9604–9607. Дои:10.1021 / jf062300r. ISSN  0021-8561. PMID  17147452.
  16. ^ а б c Кушак, Рафаил I .; Драпо, Кристиан; Ван Котт, Элизабет М .; Уинтер, Харланд Х. (январь 2000 г.). «Благоприятное воздействие сине-зеленых водорослей Aphanizomenon flos-aquae на липиды плазмы крыс» (PDF). Журнал Американской ассоциации нутрицевтиков. 2 (3): 59–65. Архивировано из оригинал (PDF) 26 апреля 2012 г.. Получено 3 января, 2012.
  17. ^ Апсли, Джон В. (1995). Эффект регенерации: профессиональный трактат о самолечении. Genesis Communications. ISBN  978-0-945704-02-7.
  18. ^ Апсли, Джон В. (1996). Эффект Генезиса: возглавление регенерации с помощью диких сине-зеленых водорослей, Том 1 (2-е изд.). Genesis Communications. ISBN  978-0-945704-01-0.
  19. ^ Jensen, Gitte S .; Гинзберг, Дональд I .; Уэрта, Патрисия; Читтон, Моника; Драпо, Кристиан (январь 2000 г.). «Потребление Aphanizomenon flos-aquae оказывает быстрое влияние на кровообращение и функцию иммунных клеток у людей» (PDF). Журнал Американской ассоциации нутрицевтиков. 2 (3): 50–58. Архивировано из оригинал (PDF) 26 апреля 2012 г.. Получено 3 января, 2012.
  20. ^ Манукин, Раффи; Читтон, Моника; Уэрта, Патрисия; Род, Барбара; Драпо, Кристиан; Дженсен Гитте С. (1911). «Воздействие сине-зеленых водорослей Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralphs на естественные клетки-киллеры человека». Фито-препараты. Архивировано из оригинал на 2012-09-06. Получено 2012-05-19. В: Сэвидж, Линн М. (1998). Фитокцевтики: изучение пользы для здоровья и фармацевтических свойств природных антиоксидантов и фитохимических веществ. Бостон: Международные деловые коммуникации. С. 233–241. ISBN  9781579360849.
  21. ^ Romay, C .; Armesto, J .; Ремирес, Д .; González, R .; Ledon, N .; Гарсия, И. (1998). «Антиоксидантные и противовоспалительные свойства C-фикоцианина из сине-зеленых водорослей». Исследование воспаления. 47 (1): 36–41. Дои:10.1007 / с000110050256. PMID  9495584. S2CID  672069.
  22. ^ Бенедетти, Серена; Бенвенути, Франческа; Пальярани, Сильвия; Франчольи, Соня; Скольо, Стефано; Канестрари, Франко (2004). «Антиоксидантные свойства нового экстракта фикоцианина из сине-зеленой водоросли Aphanizomenon flos-aquae». Науки о жизни. 75 (19): 2353–62. Дои:10.1016 / j.lfs.2004.06.004. PMID  15350832.
  23. ^ Kumar, K .; Лакшманан, А .; Каннайян, С. (2003). «Биорегуляторные и лечебные эффекты сине-зеленых водорослей». Индийский журнал микробиологии. 43 (1): 9–16. ISSN  0046-8991. ИНИСТ:14838544.
  24. ^ Пью, Нирмал; Росс, Самир; Эльсохлы, Хала; Эльсохли, Махмуд; Паско, Дэвид (2001). «Выделение трех препаратов полисахарида с высокой молекулярной массой с сильной иммуностимулирующей активностью из Spirulina platensis, Aphanizomenon flos-aquae и Chlorella pyrenoidosa». Planta Medica. 67 (8): 737–42. Дои:10.1055 / с-2001-18358. PMID  11731916. S2CID  32844645.
  25. ^ Пью, N; Паско, Д.С. (2001). «Характеристика активации человеческих моноцитов водорастворимым препаратом». Фитомедицина. 8 (6): 445–53. Дои:10.1078 / S0944-7113 (04) 70063-X. PMID  11824519.
  26. ^ Lahitová, N .; Doupovcová, M .; Zvonár, J .; Chandoga, J .; Хокман, Г. (1994). «Антимутагенные свойства пресноводных сине-зеленых водорослей». Folia Microbiologica. 39 (4): 301–3. Дои:10.1007 / BF02814317. PMID  7729766. S2CID  22260995.
  27. ^ Shytle, DR; Тан, Дж; Ehrhart, J; Смит, AJ; Sanberg, CD; Санберг, PR; Андерсон, Дж; Бикфорд, ПК (2010). «Влияние экстрактов сине-зеленых водорослей на пролиферацию взрослых стволовых клеток человека in vitro: предварительное исследование». Монитор медицинских наук. 16 (1): BR1–5. PMID  20037479.