Proszek likopenowy jest powszechnym czerwonym pigmentem. Jest jednym z najsilniejszych przeciwutleniaczy wśród karotenoidów, ustępującym jedynie astaksantynie. Występuje powszechnie w czerwonych owocach i warzywach. Ludzki organizm nie jest w stanie samodzielnie syntetyzować dużej ilości likopenu i może go przyjmować wyłącznie z pożywieniem. Likopen ma lepsze funkcje fizjologiczne. Jednak jego struktura izoprenowa sprawia, że jest on bardzo podatny na zewnętrzne czynniki fizyczne i chemiczne. Prowadzi to do degradacji oksydacyjnej i zmniejsza jego biodostępność. Ogranicza to w pewnym stopniu stosowanie proszku ekstraktu pomidorowego. Wyniki kilku badań wykazały, że izomer cis likopenu ma silniejsze działanie antyoksydacyjne w porównaniu do likopenu all-trans. Biodostępność i bioaktywność są również wyższe. Sugeruje to, że izomer cis likopenu może mieć lepsze właściwości niż izomer trans.
Wpływ metody ekstrakcji na izomeryzację likopenu
Izomeryzacjaproszek likopenowywymaga znacznej energii aktywacji. Podczas konwersji all-trans likopenu do mono-cis izomeru, 5-cis izomer ma wyższą barierę rotacyjną. Nie tworzy się łatwo podczas izomeryzacji, ale nie jest też łatwo przekształcany w inne cis-izomery. Jest stosunkowo stabilny. A 13-cis likopen ma niską energię aktywacji. Jest najłatwiejszym izomerem do wytworzenia. Jest przekształcany w all-trans likopen lub inne izomery pod wpływem światła i ciepła podczas izomeryzacji.
Główne metody ekstrakcji likopenu i jego izomerów cis obejmują ekstrakcję wspomaganą mikrofalami, ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami i ekstrakcję nadkrytycznym CO2. Obróbka mikrofalowa rozrywa błonę komórkową, co ułatwia uwalnianie likopenu. Ta metoda deformuje i wibruje cząsteczki likopenu w wyższych temperaturach poprzez efekty termiczne, elektryczne i magnetyczne. To dodatkowo zwiększa stopień izomeryzacji i poprawia wydajność ekstrakcji.
Metoda ekstrakcji wspomagana ultradźwiękami ze względu na efekt kawitacji (pękanie pęcherzyków kawitacyjnych) i efekt termiczny (uwalnianie ciepła). Bardziej prawdopodobne jest, że zakłóci ścianę komórkową macierzy i przyspieszy uwalnianie związków bioaktywnych. Wysoce reaktywne rodniki hydroksylowe generowane przez efekt kawitacji i większa ilość ciepła również dostarczają energię aktywacji do izomeryzacji. Najwyższą ekstrakcję all-trans likopenu uzyskuje się, gdy te dwa efekty są w równowadze ze zmianami temperatury.
Ekstrakcja nadkrytycznym płynem CO2 jest nowatorską metodą ekstrakcji. Płyn CO2 lepiej dyfunduje do ekstrahowanej substancji rozpuszczonej i zmniejsza prawdopodobieństwo kontaktu substancji rozpuszczonej z tlenem. Ułatwia to ekstrakcję związków niestabilnych termicznie. Na przykład podczas ekstrakcji likopenu CO2 może lepiej rozpuścić izomer cis. Może skutecznie zwiększyć stosunek izomerów cis likopenu, a tym samym poprawić biodostępność likopenu. Jest bezpieczniejsza niż ekstrakcja rozpuszczalnikiem organicznym, a wydajność ekstrakcji jest znacznie zwiększona.
Ponadto zwiększenie powierzchni styku pomiędzyproszek likopenowypróbka i ekstrahent mogą również zwiększyć wydajność izomerów likopenu.
Ze względu na doskonałe właściwości cis-izomerów likopenu, izomeryzacja jest uważana za ważny cel w przechowywaniu i przetwarzaniu likopenu i jego produktów. Czynniki takie jak ciepło, światło, katalizatory (katalizatory naturalne i jonowe metali), mikrofale, elektroliza itp. mogą wpływać na izomeryzację likopenu, co skutkuje produkcją wielu rodzajów cis-izomerów. Jednak izomeryzacja likopenu wiąże się z degradacją likopenu, co zmniejsza jego aktywność. Dlatego wyjaśnienie czynników wpływających na izomeryzację likopenu i uniknięcie degradacji likopenu jest pilnym problemem do rozwiązania.
Rodzaje reakcji izomeryzacji likopenu
Na podstawie czynników wpływającychproszek likopenowyizomeryzacja, reakcje izomeryzacji likopenu można ogólnie podzielić na reakcje izomeryzacji termicznej i fotoizomeryzacji.
Izomeryzacja termiczna promuje konwersję oleju likopenowego z izomeru all-trans do cis poprzez bezpośrednie ogrzewanie, a ta metoda jest obecnie najszerzej stosowana w badaniach izomeryzacji. Izomeryzacja jest wynikiem chemicznej transformacji względnych pozycji grup. Podczas przetwarzania wszystkie izomery trans i cis likopenu są przekształcane w siebie nawzajem. Udział izomeru cis wzrastał wraz ze wzrostem temperatury i czasu przetwarzania, obróbka cieplna znacznie zmniejszyła stężenie all-trans likopenu i 13-cis-izomeru i zwiększyła stężenie 9-cis-izomeru. Zachowanie izomeryzacji likopenu podczas obróbki cieplnej było ściśle związane z jego matrycą. Zachowanie izomeryzacji likopenu w różnych rozpuszczalnikach organicznych, matrycach olejów jadalnych i matrycach naturalnej żywności było różne.
Oceniając izomeryzację płynnego likopenu w różnych matrycach w warunkach obróbki cieplnej w temperaturze 80 stopni Celsjusza, stwierdzono, że w rozpuszczalnikach organicznych występuje bardziej wyraźna izomeryzacja. Likopen all-trans rozpuszczony w CH2Cl2 poddany obróbce cieplnej przez pewien czas, względna zawartość izomeru cis stopniowo wzrastała wraz z czasem ogrzewania i ostatecznie osiągnęła 75,6%. Podczas gdy reakcja izomeryzacji w niektórych grupach olejowych i wodnych prawie nie występuje. Może to wynikać z tego, że likopen jest bardziej rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych. W oleju jest jednak również rozpuszczalny. Jednak wydajność wymiany ciepła jest niska. Prowadzi to do faktu, że jego izomeryzacja nie jest znacząca w stosunkowo niskich temperaturach. Likopen jest mniej rozpuszczalny w bazie wodnej. Ponadto temperatura reakcji jest niska, co prowadzi do niskiego poziomu izomeryzacji.
Reakcje izomeryzacji wspomagane termicznie, takie jak:proszek likopenowysą tymi, w których katalizator może wpływać na izomeryzację likopenu. Reakcja zazwyczaj musi być przeprowadzona w określonej temperaturze ogrzewania (niższej niż w przypadku izomeryzacji termotropowej). Promowanie reakcji izomeryzacji za pomocą katalizatora ma zalety krótkiego czasu reakcji i wysokiej wydajności katalitycznej. Sole metali, dwutlenek tytanu domieszkowany jodem, polisulfidy i izotiocyjaniany, jod i disiarczek węgla są skutecznymi katalizatorami do przekształcania all-trans likopenu w izomer cis.
Izomeryzacja likopenu z katalizatorami charakteryzuje się wysoką wydajnością katalityczną i znacząco zwiększa zawartość izomeru 5-cis. Naturalne katalizatory mogą promować izomeryzację likopenu w sposób bardziej ekologiczny i bezpieczny. Podczas gdy niektóre katalizatory jonów metali i jonów niemetali mają silne właściwości utleniające. Pozostałości są trudniejsze do usunięcia z żywności, co wpływa na stabilność i jakość produktów likopenowych. Jest to kluczowy czynnik ograniczający zastosowanie tej metody. Jak rozwiązać problem pozostałości katalizatora, jednocześnie poprawiając wydajność jego zastosowania, jest pilnym problemem naukowym i kluczowym kierunkiem przyszłych badań.
Reakcja fotoizomeryzacji odnosi się do reakcji izomeryzacji likopenu katalizowanej przez bezpośrednie warunki świetlne lub fotosensybilizatory. W warunkach bezpośredniego światła różne rodzaje źródeł światła i różne czasy naświetlania będą wpływać na izomeryzację likopenu. Instytut Fizycznej i Chemicznej Technologii Chińskiej Akademii Nauk odkrył, że likopen z nawet 70% lub większą liczbą izomerów cis można uzyskać z dobrą stabilnością przy użyciu metod fotochemicznych.
Reakcja fotoizomeryzacji może wydajnie wytwarzać 5-cis likopen. Jednak fotosensybilizator dodawany w trakcie reakcji jest trudny do usunięcia z produktu, a bezpieczeństwo żywnościproszek likopenowynie można zagwarantować. Będzie to również wiązało się z wysokimi kosztami produkcji i nie nadaje się do produkcji przemysłowej.
Ciepło, katalizator, światło itd. mogą promować izomeryzację likopenu. Jednak izomeryzacja likopenu jest niska i niestabilna. Ma to pewne ograniczenia i nadal konieczne jest znalezienie metod leczenia, które mogą zwiększyć zawartość cis-izomerów, są łatwe w obsłudze i mogą zminimalizować degradację likopenu w kolejnych badaniach, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność izomeryzacji likopenu i rozszerzyć zastosowanie.
W ostatnich latach wiele badań wykazało, że likopen ma różnorodne właściwości fizjologiczne, a jego zastosowanie w dziedzinie żywności funkcjonalnej, medycyny i kosmetyków staje się coraz szersze. Guanjie Biotech jestChińska fabryka ekstraktu pomidorowego w proszkudo masowej produkcji likopenu. Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami, zapraszamy do zapytania:info@gybiotech.com.
