麦角硫因(L-Ergothioneine, EGT)是一种天然氨基酸,学名2-巯基-组氨酸-三甲基内盐,具有显著的抗氧化、抗炎、保护细胞、护色和抗紫外线辐射等多种功能,也是一种天然的抗氧化剂。麦角硫因分子结构中的硫酮基团会发生硫醇-硫酮的共振互变平衡,但在生理pH条件下主要以硫酮形式存在,这一特性将麦角硫因与其他的生物巯基化合物区分开来。
1909年,Tanret C首次从麦角(寄生在禾本科植物黑麦上的一种真菌所成的菌核)中分离得到麦角硫因。
麦角硫因是许多微生物细胞(螺旋藻、分枝杆菌、担子菌和子囊菌等)的普遍成分,且在几种真菌内(金针菇、香菇、黄白侧耳、杏鲍菇等)能够合成,但不能在细菌内合成。动物也不能自身合成,人体中的麦角硫因主要是通过食物(如蘑菇、燕麦、谷物等)获得。
区别于其他常见抗氧化剂(如谷胱甘肽、抗坏血酸等),麦角硫因被人体或其他动物从饮食中迅速吸收后,不会被快速代谢或排泄到尿液中,而是以硫酮形式存在于人体组织和体液中,因而不易发生自动氧化并能在某些组织和体液中累积至较高水平。
麦角硫因的摄取需要依赖一种特殊的转运蛋白OCTN1,而皮肤的角质细胞、黑色素细胞中存在OCTN1,所以皮肤组织细胞都能很容易的接受、获取、利用EGT。(OCTN1 对麦角硫因的亲和力非常高。
线粒体可谓是细胞的“发动机”、能力工厂,是将糖类、脂肪等氧化释放能量的场所。如同发动机燃烧汽油可以为汽车提供动力,但也会产生多余的热量危害发动机和汽车的安全。
线粒体在产生能量的同时,也会产生大量的自由基,过量的自由基会导致线粒体凋亡,从而导致细胞死亡及人体衰老。
麦角硫因可以通过细胞膜和线粒体膜上的转运体OCTN-1进入细胞和线粒体内,直接清除活性氧自由基,发挥抗氧化、保护线粒体的作用。
麦角硫因主要清除活性氧化物,谷胱甘肽等主要清除自由基,也就是说麦角硫因阻止氧化发生,其它抗氧化剂清除氧化发生后的产物。
1、对羟基自由基的清除
如图2所示,0.262 mmol/L的谷胱甘肽羟自由基清除率最高仅为22.2%,而麦角硫因最高可至64.26%,这说明麦角硫因的羟基自由基清除能力是强于谷胱甘肽的,且与添加量呈正相关。
图2 麦角硫因的羟自由基清除能力
FRANZONI等发现和抗坏血酸、生育酚、谷胱甘肽等常见抗氧化剂相比,麦角硫因清除过氧自由基和羟自由基等效果更好。
2、对DPPH自由基的清除
作为一种比较稳定的自由基,DPPH自由基可与抗氧化剂的单电子结合导致褪色。其褪色强弱与抗氧化剂的抗氧化能力直接相关。
如图3所示,在0.349-0.872 mmol/L的麦角硫因的DPPH自由基清除能力始终位于抗坏血酸和谷胱甘肽之间,且当浓度增加至0.523-1.047 mmol/L时,麦角硫因的DPPH自由基清除能力稳定在96%左右。
图3 麦角硫因的DPPH 自由基清除能力
如图4、图5所示,随着麦角硫因浓度的增加,对酪氨酸酶活性抑制能力也有所提高,但无论是单酚酶活性抑制途径还是双酚酶活性抑制途径,麦角硫因都表现出良好的抑制酶活性的能力,其抑制能力明显优于相同浓度的阳性对照品Vc。
图4 麦角硫因、Vc对酪氨酸酶单酚酶活性的抑制对比图
图5 麦角硫因、Vc对酪氨酸酶双酚酶活性的抑制对比图
如图6所示,经过阳性对照曲酸处理48h后,细胞黑色素的生成被抑制,黑色素相对含量减少,达到空白对照组的82.01%。当麦角硫因浓度为0.25 mg/mL时,细胞黑色素相对含量为空白组的58.87%,已经优于25 μg/mL曲酸的美白效果。
图6 麦角硫因对B16-F10细胞黑色素相对含量的测定
四、安全性
2014年,麦角硫因被国家食品药品监督管理局列入已使用化妆品原料目录
2017年欧洲食品安全局发布合成的麦角硫因作为一种新资源视频用于婴幼儿、孕妇和哺乳期妇女膳食中是安全的
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