微生物發酵β-胡蘿蔔素粉的抗氧化活性

β-胡蘿蔔素（CAS 編號：7235-40-7）傳統上來自胡蘿蔔和紅薯等植物，但越來越多地透過微生物發酵過程生產，其中涉及*Bulacella trispora*、*Dunaliella salina*和工程大腸桿菌*等菌株。這種微生物發酵方法提供了一種可擴展、可持續且可控的生產高純度β-胡蘿蔔素的方法，適用於功能性食品、營養保健品和化妝品配方。在這篇文章中，高品質化妝品原料製造商CASOV分享了微生物發酵 β-胡蘿蔔素粉末的抗氧化活性。

β-胡蘿蔔素粉末抗氧化活性

抗氧化劑是能夠抑制其他分子氧化的分子，從而防止活性氧（ROS）對細胞​​造成的損傷，例如超氧陰離子、羥基自由基和過氧化氫。氧化壓力是由ROS的產生與人體解毒能力之間的失衡引起的，在老化、發炎、癌症、心血管疾病和神經退化性疾病中起著關鍵作用。

β-胡蘿蔔素的抗氧化活性主要歸功於其由共軛雙鍵組成的多烯鏈，該鏈能夠猝滅單線態氧併中和自由基。該化合物作為脂質相抗氧化劑，尤其能有效保護細胞膜免受氧化損傷。

微生物發酵：一種現代方法

β-胡蘿蔔素的微生物發酵比植物萃取有幾個優點，包括：

1. 更高的產量和純度：工程微生物菌株可以產生濃度超過天然植物來源的β-胡蘿蔔素。

2. 永續生產：發酵系統需要較少的土地、水和農業投入。

3. 受控環境：可嚴格控制pH值、溫度和營養成分等生產參數，最大限度地減少污染並優化產量。

4. 一致性和標準化：微生物β-胡蘿蔔素保持一致的質量，這是藥物和營養保健品應用的關鍵因素。

β-胡蘿蔔素粉的抗氧化機制

微生物發酵產生的β-胡蘿蔔素粉末的抗氧化活性可以透過幾種生化機制來闡明：

1. 單線態氧猝滅：β-胡蘿蔔素是單線態氧（^1O_2）最有效的猝滅劑之一，它能將其轉化為基態，且不形成活性中間體。猝滅過程涉及一種物理機制，即單線態氧的能量轉移到多烯結構，並以熱量的形式耗散。

2. 自由基清除：β-胡蘿蔔素中長鏈共軛雙鍵使其能夠捐贈電子或氫原子來中和自由基，如過氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）和羥基（·OH）自由基。

3. 脂質過氧化抑制：β-胡蘿蔔素位於富含脂質的細胞區室，如磷脂雙層，在那裡它攔截脂質過氧化物自由基，阻止脂質過氧化的鍊式反應。

4. 與其他抗氧化劑的協同作用：β-胡蘿蔔素與維生素C和E等其他微量營養素結合使用時，表現出協同抗氧化作用。這些協同作用增強了生物系統中的整體氧化防禦機制。

影響β-胡蘿蔔素抗氧化性能的因素

雖然微生物發酵β-胡蘿蔔素粉末具有顯著的抗氧化活性，但有幾個因素會影響其功效：

1. 異構體組成：β-胡蘿蔔素存在多種異構體，主要為全反式和各種順式異構體。全反式異構體通常更穩定，在標準條件下具有更高的抗氧化能力。然而，某些順式異構體由於生物利用度較高，在特定生理條件下可能提供更佳的保護。

2. 基質效應：其他食品或配方成分的存在會影響β-胡蘿蔔素的溶解度、穩定性及反應性。將其封裝於脂質體、奈米乳液或環糊精中可以增強其抗氧化性能和生物利用度。

3. 氧化環境：β-胡蘿蔔素在高氧分壓和高濃度下可發揮促氧化作用。因此，必須仔細優化施用劑量和環境條件。

4. 儲存和穩定性：暴露於光、熱和氧氣會導致β-胡蘿蔔素降解，降低其抗氧化潛力。微膠囊技術和惰性包裝可以減輕這些影響。

微生物發酵β-胡蘿蔔素粉的應用

微生物發酵產生的β-胡蘿蔔素粉末具有強大的抗氧化活性，可應用於多個產業：

1. 營養保健品和功能性食品：β-胡蘿蔔素被加入膳食補充劑和強化食品中，可支持免疫功能、視力健康和氧化平衡。

2. 藥妝品：β-胡蘿蔔素用於護膚配方中，以防止光氧化壓力、改善膚色並支持膠原蛋白的完整性。

結論

微生物發酵產生的β-胡蘿蔔素粉末是一種高純度、環保且具有生物活性的抗氧化劑，在健康和保健領域有著廣泛的應用。它能夠中和活性氧，保護細胞脂質，並與其他抗氧化劑協同作用，使其成為有價值的功能性成分。