Annatto –具有许多健康益处的天然食用色素

 

    Annatto(胭脂红素)是从achiote树（Bixa orellan）的种子中获得的天然橙红色食用色素。它已被食用色素行业广泛使用。 Annatto包含类胡萝卜素的混合物，其中包括bixin和norbixin。Bixin是Annatto的油溶性形式，是植物果实种子周围的主要色素。Bixin可以变成水溶性的norbixin。 Annatto被广泛用于许多加工食品，尤其是乳制品。它是用于将奶酪染成亮黄色，橙色或鲜红色的成分。

Bixin和norbixin属于同一类胡萝卜素家族，其中包括许多著名的彩色植物色素，例如胡萝卜中的β-胡萝卜素。类胡萝卜素包括许多只能由植物而非人类合成的植物色素，它们负责清除自由基并因此充当抗氧化剂。许多研究论文报告了annatto/bixin/norbixin对健康的各种益处。

 

    人们发现norbixin可以保护细胞免受紫外线，过氧化氢和超氧阴离子（所有已知的DNA损伤原因）引起的DNA损伤。 Norbixin增强细胞存活率至少10倍。当细胞在norbixin存在下生长时，紫外线辐射对SOS的诱导被抑制了2.3倍。 Norbixin还具有抗诱变特性，对过氧化氢诱导的诱变活性的最大抑制作用为87％（1）。

 

    接触汞可导致神经毒性作用，破坏免疫和心血管系统，并导致DNA损伤和癌症。Bixin和norbixin都对汞诱导的DNA损伤具有保护作用。连续用甲基汞，bixin，norbixin或金属化合物和色素的组合治疗大鼠45天。单独使用金属进行治疗会导致glutathione水平（GSH，抗氧化剂）降低35％，并引起肝脏和血细胞DNA损伤。当bixin或norbixin与有机汞结合使用时，最高的类胡萝卜素浓度（10 mg / kg / bw /天bixin和1 mg / kg / bw /天norbixin）可防止DNA损伤（降低44％-49 ％）。有了它们，在有金属处理和无金属处理的动物中，glutathion水平都会适度增加。食用bixin和norbixin能保护人类免受因接触汞引起的不良健康影响（2）。

 

    免疫系统特别容易受到氧化损伤，因为中性粒细胞等许多免疫细胞会产生活性氧（ROS）和氮氧化物，这是机体破坏入侵病原体防御机制的一部分。糖尿病患者中性粒细胞的功能发生改变。在糖尿病中，高反应性自由基的过量产生（主要是由于高血糖症）会引起氧化应激，从而进一步加速疾病及其并发症的发生和发展。

 

    啮齿动物研究表明，来自糖尿病动物的中性粒细胞产生的ROS和一氧化氮比其各自的对照明显多。补充0.1％的β-胡萝卜素或annatto（每100 g annatto提取物2.17 g bixin）7天可以显著减少糖尿病大鼠中性粒细胞中ROS的产生（3），并且持续30天可以减少ROS和氮氧化物（4）。Annatto提取物可能具有降低氧化应激和保护糖尿病免疫细胞的治疗潜力。

 

    发现每天补充狗5、10或20 mg 16周后，bixin可以刺激免疫反应并发挥抗炎（C反应蛋白降低）和抗氧化（8-OHdG降低，DNA损伤标记）的作用。在10 mg / day的治疗组中，第6周的自然杀伤细胞杀伤效率与对照治疗组相比时显提高（p <0.05）效应物：靶标比率为10：1（5）。

 

    在日本批准的145种食品添加剂中，norbixin是41种有效的食品添加剂之一，这些食品添加剂在小鼠模型中对流感致死血凝素（HA）疫苗具有增强的抗致命病毒攻击的功效（6）。这意味着，如果一个人接触病毒，那么这些食物成分可能会更好地保护该人免受病毒感染的有害损害，例如极端情况，死亡。

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    有证据表明，抗氧化剂可以使免疫细胞充分发挥功能，抵抗由氧化应激引起的体内稳态干扰。因为免疫系统是健康的指标和寿命的预测因素，所以饮食中添加抗氧化剂可以保护该系统，对实现健康起着重要作用。类胡萝卜素是被认为对预防多种主要疾病有益的植物化学物质。有证据表明，类胡萝卜素对免疫力和疾病的作用可能至少部分地由其抑制ROS的能力。

 

    在饮食诱发的肥胖小鼠中，bixin疗法抑制了高脂血症和肝脂肪蓄积的发展。在由bixin喂养的小鼠的肝脏中，与脂肪酸氧化相关的PPARα靶基因的mRNA水平上调。 Bixin治疗还改善了肥胖引起的碳水化合物代谢功能异常，例如高血糖症和高胰岛素血症。Bixin喂养的小鼠的血清甘油三酯浓度显著降低（与对照小鼠相比，1％的bixin喂养的小鼠降低了24％）。与对照小鼠相比，在饮食中添加1％的bixin分别使血清葡萄糖和胰岛素水平分别降低了22％和32％。这些结果表明，bixin可用于控制饮食引起的肥胖和后来发展成糖尿病的糖尿病患者的代谢功能障碍（7）。

 

    评估单餐高热量餐（汉堡和350毫升软饮料，约1/2成人每日热量摄入量）中annatto类胡萝卜素的摄入对餐后生化，炎症和氧化应激指标的影响，12位年轻健康志愿者被纳入一项随机对照研究。收集基线空腹血样后，受试者接受以下3种餐食之一：高热量餐食不含类胡萝卜素（安慰剂）或含有1.2 mg / kg bixin或0.06 mg / kg norbixin。摄入高热量膳食所含的annatto类胡萝卜素不会改变餐后血糖或胰岛素水平。然而，饭后60-120分钟，norbixin的摄入降低了餐后炎症细胞因子（IL-1，IL-6和TNF-α）的水平和脂质氧化。 Bixin仅部分预防餐后诱导的脂质氧化。结果表明，摄入这些annatto类胡萝卜素可能有助于减少对高热量餐食的餐后炎症和氧化应激反应（8），但一餐可能太短了，无法看到对葡萄糖，胰岛素或脂质的任何其他作用长期饮食诱发的肥胖大鼠研究中显示的水平(7)。

 

    N-retinylidene-N-retinylethanolamine（A2E，视觉色素循环的有毒副产物）在视网膜色素上皮（RPE）中的积累是老年人视觉障碍的主要原因。 A2E的光氧化导致视网膜色素上皮变性，继而导致视力丧失。在用A2E攻击并用蓝光照射的视网膜色素上皮细胞中评估了norbixin，与叶黄素 (lutein)或玉米黄质(zeaxanthin)相比，它具有更好的光保护作用。在与年龄相关的黄斑变性（AMD）的小鼠模型中，玻璃体内注射的norbixin维持了视网膜电图并保护了感光细胞免受光损伤。在标准的大鼠光损伤蓝光模型中，norbixin的活性至少与自由基自旋捕集阱的phenyl-N-tert-butylnitrone相当。对AMD模型的小鼠进行口服norbixin治疗3个月，norbixin显示出视网膜中A2E的积累减少。 Norbixin具有水溶性特性，因此可以快速有效地吸收，可以作为口服药物治疗主要的视力丧失疾病黄斑变性（9）。

 

    虽然我们可能反对在市场上发现的添加到加工食品中的人造色素，但天然食用色素annatto / bixin / norbixin可能是我们实际上希望在饮食中看到的色素。这些类胡萝卜素具有许多健康益处，例如抗氧化，抗炎和增强免疫力。它们保护细胞/动物免于常见的已知环境氧化应激原因，并有助于减少已知的升高的氧化应激，例如肥胖症和糖尿病患者。它们刺激免疫反应，保护动物免受致命的病毒感染，甚至保护眼细胞免受光损伤而退化。 Annatto可以作为营养食品的一部分，成为功能性食用色素。

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参考文献：

           

1. Júnior AC, Asad LM, Oliveira EB, Kovary K, Asad NR, Felzenszwalb I. Antigenotoxic and antimutagenic potential of an annatto pigment (norbixin) against oxidative stress. Genet Mol Res. 2005. 31;4(1):94-9.

2. Barcelos GR, Grotto D, Serpeloni JM, Aissa AF, Antunes LM, Knasmüller S, Barbosa F Jr. Bixin and norbixin protect against DNA-damage and alterations of redox status induced by methylmercury exposure in vivo. Environ Mol Mutagen. 2012. 53(7):535-41.

3. Rossoni Júnior JV, Araújo GR, Pádua Bda C, Magalhães CL, Chaves MM, Pedrosa ML, Silva ME, Costa DC. Annatto extract and β-carotene enhances antioxidant status and regulate gene expression in neutrophils of diabetic rats. Free Radic Res. 2012. 46(3):329-38.

4. Rossoni-Júnior JV, Araújo GR, Pádua Bda C, Chaves MM, Pedrosa ML, Silva ME, Costa DC. Annato extract and β-carotene modulate the production of reactive oxygen species/nitric oxide in neutrophils from diabetic rats. J Clin Biochem Nutr. 2012. 50(3):177-83.

5. Park JS, Mathison BD, Chew BP. Uptake and immunomodulatory role of bixin in dogs. J Anim Sci. 2016. 94(1):135-43.

6. Feng H, Yamashita M, Wu L, Jose da Silva Lopes T, Watanabe T, Kawaoka Y. Food Additives as Novel Influenza Vaccine Adjuvants. Vaccines (Basel). 2019. 7(4). pii: E127.

7. Goto T, Takahashi N, Kato S, Kim YI, Kusudo T, Taimatsu A, Egawa K, Kang MS, Hiramatsu T, Sakamoto T, Uemura T, Hirai S, Kobayashi M, Horio F, Kawada T. Bixin activates PPARα and improves obesity-induced abnormalities of carbohydrate and lipid metabolism in mice. J Agric Food Chem. 2012. 60(48):11952.

8. Roehrs M, Conte L, da Silva DT, Duarte T, Maurer LH, de Carvalho JAM, Moresco RN, Somacal S, Emanuelli T. Annatto carotenoids attenuate oxidative stress and inflammatory response after high-calorie meal in healthy subjects. Food Res Int. 2017. 100(Pt 1):771-779.

9. Fontaine V, Monteiro E, Brazhnikova E, Lesage L, Balducci C, Guibout L, Feraille L, Elena PP, Sahel JA, Veillet S, Lafont R. Norbixin Protects Retinal Pigmented Epithelium Cells and Photoreceptors against A2E-Mediated Phototoxicity In Vitro and In Vivo. PLoS One. 2016. 11(12):e0167793.