どのようにしてリコピンパウダーを抽出しますか?

Lycopene (C40H56) is a carotenoid found in plant foods that has nutritional とcoloring effects. It has the strongest quenching activity のsinglet oxygen among known carotenoids, twice that のbeta-carotene, 100 times that of vitamin E, and 1000 times that of vitamin C [1].

Lycopene is widely found in tea and the roots of radishes, carrots, turnips and ケール, as well as in tomatoes, watermelons, papayas and pomegranates [2]. In ripe tomatoes, 80% to 90% of the pigment composition is lycopene [3]. Lycopene is a typical straight-chain hydrocarbon. Thanks to its special chemical structure (11 conjugated double bonds and 2 non-conjugated double bonds) [4], it has the potential to affect the auto-oxidation of fats. Its strong antioxidant properties and applications are also the main research areas in the study of the physiological functions of lycopene. It also contains a variety of beneficial ingredients such as vitamins, minerals and carbohydrates, and has been dubbed “plant gold” [1].

食品加工の分野ではlycopene is used as a food additive to reduce the lipid oxidation rate in beef and its meat products and extend the shelf life. It is often used in the processing of products such as Frankfurt sausages, fresh sausages, fermented sausages, hamburgers and minced meat [5]. At the same time, epidemiological surveys have shown that the nutritional and health benefits of lycopene have been reported as appropriate supplementary treatments for diseases, such as those used to treat and improve obesity, diabetes, prostate cancer, cardiovascular disease and metabolic syndrome. LEH et al. [6] demonstrated that lycopene can help prevent and treat type 2 diabetes mellitus (T2DM) by reducing oxidative stress biomarkers and inducing antioxidant defense mechanisms.

一方、mirahmadiらは、細胞培養実験を通じて、リコピンの抗がんメカニズムを解析しました。リコピンが表現を軽减によってB-cellリンパ腫2 (Bcl 2) anti-apoptoticの分子TP 53のoverexpressionを活性化し、バックス(Bcl 2-associated Xタンパク質)タンパク質mRNA、アポトーシスをを増加させレートおよびanti-proliferative能力、がん細胞を補足治療となる、前立腺ガンで闘病中だ。また、リコピンは動物の飼料添加物としても利用でき、酸化ストレスを介した畜産や肉の品質向上にも積極的な役割を果たしています[8]。このように、独特の生理機能と幅広い応用があるからこそ、「21世紀の新しい人気機能性食品」となっているのです。に认定され一級栄养素?成分の食品や国連農業機関(FAO / WHO合同添加物)と世界保健機関(WHO連合食糧農業組織及食品添加物専門家委員会()に幅広く応用できる健康食品、薬、化粧品など[9]。以下は、リコピンの抽出方法とその典型的な生理機能を系統的に総括し、リコピンの工業的な調製と機能性食品の開発のための理論的基礎を築きます。

1トマトの红素抽出

経済の発展と人々の改善'の材料の生活水準は、食品の栄養と安全性は徐々に積極的な社会的関心のホットな話題となっている。そのため、消費者は特定の機能性物質を持つ食品に興味を持ち、それを求めています。リコピンは、そのユニークな機能のために、国際的な話題となっており、世界中の専門家の注目を集めています。現在、リコピンの主な抽出方法には、有機溶媒抽出、超音波補助抽出、超臨界流体抽出などがある[10]。

1.1有機溶媒抽出

The lipophilic nature of lycopene is often exploited in industry, and lycopene is extracted from plant raw materials using an organic solvent extraction method. This method is simple to manipulate and highly practical, and has now become one of the mainstream methods for extracting lycopene in industry. Zhao Jianying et al. [11] explored the use of response surface optimization to analyze the effects of different solutions, liquid-to-material ratios, extraction temperatures, extraction times, and other factors on the extraction efficiency of lycopene from fresh cherry tomatoes. The results showed that when ethyl acetate was selected as the extraction medium, the extraction temperature was 45°C, the extraction time was 4 h, and the extraction pH was 6. In addition, POOJARY et al. [12] used a factorial design method to extract pure all-trans lycopene from tomato processing waste, and similar results were obtained. The optimal extraction medium was a mixture of hexane and acetone in a ratio of 1:3, and the extraction temperature was 20°C and the extraction time was 40 min. The recovery rate and purity of all-trans lycopene were as high as 94.7% and 98.3%b. However, this method is very likely to cause chemical solvent residues on the surface of the extract, and most of the extraction solvents selected are potentially harmful to the human body and the environment [13]. Therefore, KYRIAKOUDI et al. [14] optimized the extraction conditions of lycopene based on this method, using a hydrophobic natural deep eutectic solvent synthesized with different proportions of capric acid and lauric acid as the extraction medium. The lycopene recovery rate is comparable to that of the organic solvent (acetone). This method is non-toxic, environmentally friendly, and makes the most of raw materials. It is set to become industrialized.

120 Ultrasonic-assisted抽出

超音波補助抽出は、キャビテーション効果、熱効果および機械的作用によってもたらされる高効率のために、機能性活性物質の抽出、食品加工および食品保存に広く使用されている[15]。従来の加熱抽出、マイクロ波抽出、超臨界抽出法と比較して、超音波補助抽出は、抽出時間が短く、低温、抽出効率が高いという特徴があり、より経済的で、適応性がある。xuら[16]は、超音波補助抽出法を用いてレッドグレープフルーツから全トランスリコピンを抽出した。従来の溶媒抽出法と比較して、超音波アシスト抽出法は抽出時間(30分)を大幅に短縮し、抽出速度を1.81倍に向上させました。は計算に比べて一段と説明の最適な温度(40°C)伝统的な抽出、食べ方の最適な温度(30°C) ultrasonic-assisted抽出過程は低いことなどからも自律規制の実効性all-transトマトの红素抽出の過程での劣化抽出率〔17〕発生率を高めることになる。

[18]これに基づき、li changbaoらは、細胞壁の溶解を促進する酵素加水分解技術の特徴と超音波補助酵素加水分解技術を組み合わせて、共晶緑色溶液抽出がチェリートマトのリコピン抽出速度に及ぼす影響を調べた。最適な抽出条件が発見されたことが酵素(構成されpectinase)用量で3.6%、liquid-to-solidの割合1の40分、抽出54°Cの温度、で最高トマトの红素抽出の石高410.94±178μgを取得し/ g音波時間22分。はい。この結果は同様のKonwarhほか[19]。単一と治療より(小野塚だけでR-10 cellulase治療と超音波)、ultrasonic-assistedタンパクプロダクトオブザ酵素の収益率を増進させることが出来る662%による中のトマトの红素の皮225%に比して150%のシングル治療(小野塚だけでR-10 cellulase治療と超音波)、方法のフリーラジカルを率は38.2%。したがって、超音波酵素加水分解は、抽出条件が穏やかで、抽出時間が短いという特徴を持っており、リコピンの効率的な分離と精製の分野で大きな発展見通しと応用可能性を持っている。

1.3超臨界流体抽出

超臨界流体抽出(sfe)技術は、主に超臨界流体(溶剤)を使用して、複雑な食品マトリックスから目的の成分(抽出物)を分離します。一般的に使用される抽出剤には、co2、エチレン、メタノールなどがあります。従来の化学溶剤抽出法と比較して、sfe技術は化学溶剤の消費や残留物がなく、環境汚染が少なく、高温での抽出物の分解や劣化がなく、生物活性の破壊を防ぎます。生物活性物質のsfe抽出は、持続可能な開発に沿った「グリーン」な新技術と言えます[20,21]。dhakane-ladら[22]では、原料にグレープフルーツ、共溶剤にsc-co2、米ぬか油を用い、反応面解析により最適なリコピン抽出法を検討した。その結果、バーの圧力を条件に325 aの温度64°C、、抽出時間平均8.41分回収率トマトの红素は7割近くに達し、保有率がγ-oryzanolは97% >

同様の結果は、熟したグレープフルーツの皮からのリコピン抽出に関するpriyadarsaniらの実験[23]でも確認されています。抽出圧力が高くなると、リコピンの抽出速度が大幅に上昇し、圧力と時間がリコピンの抽出速度と密接に関系していることが明らかになった。305 bar、70°c、35 g/分の超臨界co2流量と135分の抽出時間の最適条件では、リコピンの抽出速度は93%にもなります。また、オレオレジンを用いた単一のヘキサン抽出と比較して、超臨界二酸化炭素(sc-co2)を用いてヘキサン抽出との相乗効果により、リコピン抽出速度が24%向上し、バイオアベイラビリティが3.3倍に向上した[24]。したがって、sfe技術の使用は、短い生産サイクル、低エネルギー消費、高効率、過剰な溶剤残渣がないという特徴を持っているだけでなく、抽出物の活性を向上させる可能性があります。これは、大規模な工業生産への幅広い応用の可能性を秘めた新しい環境に優しいリコピン抽出法である[25]。

2 .リコピンの機能活性

リコピン粉, as a precursor substance capable of synthesizing carotene, has a unique long-chain molecular structure that gives it strong free radical scavenging ability and high antioxidant capacity. It also has a variety of biological functions, such as inhibiting tumor proliferation, preventing cardiovascular disease, enhancing the body'の免疫と老化を遅らせる[26]。そのため、その優れた生物活性は、食品、医学、健康製品などの分野で強力な研究価値と幅広い応用の見通しを示しています。

2.1抗酸化作用

どのように老化を遅らせるかについての人間の研究は止まらない。「フリーラジカル加齢論」の登場は、人間のアンチエイジング論を高潮させた。フリーラジカル理論は、フリーラジカルの蓄積が人間の老化の重要な原因であることを指摘する[27]。リコピンは現在、健康上の利点と着色効果の両方を持つ自然界で数少ない抗酸化物質の1つです。人体のフリーラジカルを除去し、体内のdnaやタンパク質への酸化損傷を防ぎ、細胞老化を遅らせ、老化プロセスを遅らせる効果があります。王らを見出す[28]vitroや生体内での実験の缓和リコピンストレス腎臓や酸化高めアポトーシスをグラヴィッツを当てると発動するNrf 2抑制ながら抗酸化核移植要素NF -κB信号の要素の表情を示し活性酸素のを抑えることで生产され、腎怖くて上皮細胞よ

ZHAO et al. [29] showed that lycopene powder not only has the potential to improve neuronal damage in the human brain, but also plays a positive role in repairing synaptic dysfunction. This result is similar to that of HU [30], which showed that Blakeslea trispora powder ( a lycopene preparation) has the effect of improving the activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase, effectively reducing the level of free radicals in the body, indicating that Blakeslea trispora powder has the effect of protecting the body from oxidative stress damage and improving free radical-induced cell aging. It is precisely because of its super antioxidant activity that lycopene has the potential to become a natural antioxidant, and it has broad application prospects and development potential in delaying food oxidation and the development of functional foods.

亜硝酸塩は現在、発酵ソーセージの製造に不可欠な食品添加物ですが、潜在的な健康被害を引き起こす強力な発がん性物質でもあります[31]。[32]が王ら一部の亜硝酸塩リコピンが代わりに、ソーセージ発酵自動車の生産だけでなくソーセージの色が著しく向上レベルを抑えるなど揮発性の基本的な窒素とthiobarbituric酸ソーセージの事実上の赏味期限の表発酵ソーセージ幅を大きく拡げ務めは色があると開発者と保つ防腐剤です。他の研究では、リコペン抽出物が亜麻仁油の貯蔵寿命と安定性を効果的に延ばすことが示されています[33]。しかし、生産コストが高く安定性が低いため、食用油の製造には適さない。これを大きくまとめれば、 lycopene has sustainable development and application value in both the pharmaceutical and food processing fields due to its strong antioxidant properties.

2.2抗がん効果

腫瘍は人間の健康にとって深刻な脅威であり、現在は主に手術と放射線治療によって治療されている[34]。食事にリコペンを添加すると、がん細胞の増殖を抑制し、がん合併症の発生を減らすことが実験で示されている[35]。リコピンが大幅に腫瘍細胞の増殖を阻害し、体を強化&#損傷や中断から細胞間通信を保護することによって39;sの免疫システム[36]。朱Yuchenら。[37]確認リコピン乳ガンのstemnessのようです幹細胞を抑える化学療法を(BCSCs)に強化感度をにおける要因表現規制されシグナリング経路NF -κBを縮小しbody' sロスレベル。同時に、リコピンは細胞骨格の形成を阻害し、選択的に細胞の成長を抑制し、細胞周期タンパク質の発現を調節し、アポトーシスを誘導する可能性もある[38]。臨床的な抗がん実験では、リコピンとganoderma spore oil (lzfq)の組み合わせは、様々ながん細胞の増殖を阻害することが示されている。作用機序は主にプロアポトーシス性タンパク質(bax)、カスパーゼ-3およびbcl-2の発現の調節に現れ、in vivo移植腫瘍のアポトーシスを誘導し、成長を阻害する。特に、ヒト非小細胞肺がん細胞に対する阻害効果は最高である(ic 50= 0.49 mg/ ml)[39]。その後、sui jingjingらの研究。[40]また、リコペンganoderma lucidum胞子油ソフトカプセルは、非毒性で身体に無害であり、身体を強化する潜在的な治療サプリメントであることをさらに確認した'の細胞免疫能力。これは、リコピンは、がんの予防と治療の発展のための良好な見通しを持っていることを示しており、健康食品や医療薬に広く使用することができます。

2.3他

心血管疾患(cvd)は、心血管および脳血管疾患の総称であり、中高年の健康を深刻に脅かしている[34]。酸化ストレスと抗酸化物質の欠如は、cvdの発生と進行に重要な役割を果たしている。疫学研究によると、地中海諸国ではcvdによる死亡率が低く、これは地中海の食事でのリコピン摂取と関連している可能性がある[41]。トマトは地中海料理に欠かせない野菜の一つで、リコピンなどの生理活性物質を大量にヒトに供給している。

臨床研究は、冠動脈アテローム性動脈硬化症の患者では、7 mgのリコピンの毎日のサプリメントが効果的に体を減らすことができることを示しています's肺炎クラミジアigg含有量、リコピンは重要な抗炎症特性を有し、心血管疾患の改善と予防に積極的な役割を果たしていることを示している[42]。また、メタボリックシンドローム(ms)は、糖尿病、肥満、心血管・脳血管疾患などの様々な疾患の発生と発症を引き起こす代謝障害の病態である。TSITSIMPIKOUら[43]臨床実験の内に见付けるの約60日連続、トマトジュースの取水口多発性硬化症の患者のマイクが必要だった壊死大幅に削減腫瘍係数(TNF -α)および非対称dimethylarginine (ADMA)濃度が10.2%とする17.5%、それぞれ比重低密度インスリン抵抗性に著しい削減と(LDL)の33.1% 32.9%度も、それぞれにおける動作を指示(p <0.001)、高密度リポタンパク質コレステロール(hdl-コレステロール)レベルが7.6%増加しました。これらの指標はさらに、リコピンが炎症誘発性サイトカインの産生を阻害し、血管内皮細胞の機能障害を改善し、正常な血糖値を維持する効果があることを確認しています。これを大きくまとめれば、リコピンは細胞の代謝能力を向上させることができる体内の代謝因子の発現レベルを調節することにより、免疫を改善し、メタボリックシンドローム障害および関連する合併症を調節する可能性があります。

3概要

This paper provides a systematic overview of the development and application of lycopene extraction processes and its physiological activity in the fields of food, medicine and health products. The optimal extraction methods and process parameters for extracting lycopene by organic solvent extraction, ultrasonic-assisted extraction and supercritical fluid extraction are introduced respectively. Furthermore, starting from the physiological activity of lycopene, the mechanism of action of its functional properties (such as antioxidant activity, anticancer effects and others) in vivo/in vitro is analyzed, and it is applied to the production and manufacturing of food, medicine and health products, so as to improve the potential of free radical-induced oxidative damage, inhibit the malignant proliferation of tumor cells, and regulate cardiovascular and cerebrovascular diseases and metabolic syndrome disorders. However, the poor bioavailability of lycopene limits its application in the fields of biomedicine and functional food development. In the future, lycopene can be combined with various technologies such as encapsulation and carriers, such as microencapsulation, emulsion loading, and nanotechnology, to slow down its degradation in the body and improve its bioavailability and stability. This is undoubtedly a unique blueprint in food industry technology, and will surely open up new avenues for the development and application of lycopene' s機能活動を有する。

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