Ликопеновый порошок — распространенный красный пигмент. Это один из самых мощных антиоксидантов среди каротиноидов, уступающий только астаксантину. Он обычно содержится в красных фруктах и овощах. Человеческий организм не может синтезировать ликопин самостоятельно и может усваивать его только из пищи. Ликопин имеет превосходные физиологические функции. Однако его изопреновая структура делает его очень восприимчивым к внешним физическим и химическим факторам. Это приводит к окислительной деградации и снижает его биодоступность. Это в определенной степени ограничивает применение порошка томатного экстракта. Результаты нескольких исследований показали, что цис-изомер ликопина обладает более сильной антиоксидантной активностью по сравнению с полностью транс-ликопином. Биодоступность и биоактивность также выше. Это говорит о том, что цис-изомер ликопина может иметь лучшие свойства, чем транс-изомер.
Влияние метода экстракции на изомеризацию ликопина
Изомеризацияпорошок ликопинатребует значительной энергии активации. Во время превращения полностью транс-ликопина в моно-цис-изомер, 5-цис-изомер имеет более высокий вращательный барьер. Он нелегко образуется во время изомеризации, но и нелегко превращается в другие цис-изомеры. Он относительно стабилен. А 13-цис-ликопин имеет низкую энергию активации. Это самый простой изомер для получения. Он превращается в полностью транс-ликопин или другие изомеры под воздействием света и тепла во время изомеризации.
Основные методы экстракции ликопена и его цис-изомеров включают микроволновую экстракцию, ультразвуковую экстракцию и сверхкритическую экстракцию CO2. Микроволновая обработка разрывает клеточную мембрану, что облегчает высвобождение ликопена. Этот метод деформирует и заставляет вибрировать молекулы ликопена при более высоких температурах посредством термического, электрического и магнитного воздействия. Это дополнительно увеличивает степень изомеризации и повышает эффективность экстракции.
Метод экстракции с помощью ультразвука из-за эффекта кавитации (разрыва кавитационных пузырьков) и термического эффекта (выделения тепла). Он с большей вероятностью разрушает стенку матриксной клетки и способствует высвобождению биоактивных соединений. Высокореактивные гидроксильные радикалы, образующиеся под действием кавитации, и большее количество тепла также обеспечивают энергию активации для изомеризации. Самая высокая экстракция полностью транс-ликопена достигается, когда эти два эффекта находятся в равновесии с изменениями температуры.
Сверхкритическая флюидная экстракция CO2 — это новый метод экстракции. Флюид CO2 лучше диффундирует в экстрагируемое растворенное вещество и снижает вероятность контакта растворенного вещества с кислородом. Это облегчает экстракцию термически нестабильных соединений. Например, при экстракции ликопена CO2 может лучше растворять цис-изомер. Он может эффективно увеличивать соотношение цис-изомеров ликопена и, таким образом, улучшать биодоступность ликопена. Он безопаснее, чем экстракция органическим растворителем, и эффективность экстракции значительно повышается.
Кроме того, увеличивается площадь контакта междупорошок ликопинаобразец и экстрагент также могут увеличить выход изомеров ликопена.
Из-за превосходных свойств цис-изомеров ликопена изомеризация считается важной целью при хранении и переработке ликопена и его продуктов. Такие факторы, как тепло, свет, катализаторы (природные и металлические ионные катализаторы), микроволны, электролиз и т. д. могут влиять на изомеризацию ликопена, что приводит к образованию многих типов цис-изомеров. Однако изомеризация ликопена сопровождается деградацией ликопена, что снижает его активность. Поэтому выяснение факторов, влияющих на изомеризацию ликопена, и предотвращение деградации ликопена является неотложной проблемой, требующей решения.
Типы реакций изомеризации ликопена
На основе факторов, влияющихпорошок ликопинаизомеризация, реакции изомеризации ликопена обычно подразделяются на реакции термической и фотоизомеризации.
Термическая изомеризация способствует превращению масла ликопина из полностью транс- в цис-изомер путем прямого нагревания, и этот метод в настоящее время наиболее широко используется в исследованиях изомеризации. Изомеризация является результатом химического преобразования относительного положения групп. Во время обработки все транс-изомеры и цис-изомеры ликопина преобразуются друг в друга. Доля цис-изомера увеличивается с увеличением температуры и времени обработки, тепловая обработка значительно снижает концентрацию полностью транс-ликопина и 13-цис-изомера и увеличивает концентрацию 9-цис-изомера. Поведение изомеризации ликопина во время тепловой обработки тесно связано с его матрицей. Поведение изомеризации ликопина в различных органических растворителях, матрицах пищевых масел и натуральных пищевых матрицах было различным.
Оценивая изомеризацию жидкого ликопина в различных матрицах в условиях термической обработки при 80 градусах Цельсия, было обнаружено, что в органических растворителях наблюдается более выраженная изомеризация. Полностью транс-ликопин, растворенный в CH2Cl2, подвергнутом термической обработке в течение определенного времени, относительное содержание цис-изомера постепенно увеличивалось со временем нагревания и, наконец, достигло 75,6%. В то время как реакция изомеризации в некоторых группах масла и воды практически не происходит. Это может быть связано с тем, что ликопин более растворим в органических растворителях. Однако в масле он также растворим. Однако эффективность теплопередачи низкая. Это приводит к тому, что его изомеризация незначительна при относительно низких температурах. Ликопин менее растворим в водном основании. Кроме того, температура реакции низкая, что приводит к его низкому уровню изомеризации.
Реакции изомеризации, стимулируемые термическим путем, такие какпорошок ликопинаявляются те, в которых катализатор может влиять на изомеризацию ликопена. Реакцию обычно необходимо проводить при определенной температуре нагрева (ниже, чем температура термотропной изомеризации). Промотирование реакции изомеризации с помощью катализатора имеет преимущества короткого времени реакции и высокой каталитической эффективности. Соли металлов, легированный йодом диоксид титана, полисульфиды и изотиоцианаты, йод и сероуглерод являются эффективными катализаторами для превращения полностью транс-ликопена в цис-изомер.
Изомеризация ликопена с катализаторами имеет высокую каталитическую эффективность и значительно увеличивает содержание цис-изомера 5-. Природные катализаторы могут способствовать изомеризации ликопена более экологичным и безопасным способом. В то время как некоторые катализаторы на основе ионов металлов и неметаллических ионов обладают сильными окислительными свойствами. Остатки сложнее удалить из пищи, что влияет на стабильность и качество продуктов ликопена. Это ключевой фактор, ограничивающий применение метода. Как решить проблему остатков катализатора, одновременно повышая эффективность его применения, является актуальной научной проблемой и ключевым направлением будущих исследований.
Реакция фотоизомеризации относится к реакции изомеризации ликопина, катализируемой прямыми световыми условиями или фотосенсибилизаторами. В условиях прямого света различные виды источников света и разное время освещения будут влиять на изомеризацию ликопина. Институт физико-химических технологий Китайской академии наук обнаружил, что ликопин с содержанием цис-изомеров до 70% и более может быть получен с хорошей стабильностью с использованием фотохимических методов.
Реакция фотоизомеризации может эффективно производить 5-цис-ликопен. Однако фотосенсибилизатор, добавленный в процессе реакции, трудно удалить из продукта, а безопасность пищевых продуктовпорошок ликопинане может быть гарантировано. Это также будет иметь высокую себестоимость производства и не подходит для промышленного производства.
Тепло, катализатор, свет и т. д. могут способствовать изомеризации ликопена. Однако изомеризация ликопена низкая и нестабильная. Это имеет определенные ограничения, и все еще необходимо найти методы обработки, которые могут увеличить содержание цис-изомеров, просты в эксплуатации и могут минимизировать деградацию ликопена в последующих исследованиях, чтобы еще больше повысить эффективность изомеризации ликопена и расширить применение.
В последние годы многочисленные исследования показали, что ликопин обладает разнообразной физиологической активностью, и его применение в области функционального питания, медицины и косметики становится все более и более обширным. Guanjie Biotech являетсяКитайская фабрика по производству томатного экстрактадля массового производства ликопина. Если вас интересует наша продукция, добро пожаловать к нам:info@gybiotech.com.
