シリコペンの研究

In 1903, Schunck studied the absorption spectrum のリコピン とcompared it with the absorption spectrum のcarotene. He found that the two absorption spectra were significantly different, and officially named it lycopene. Lycopene lacks the β-ionone ring structure and has no physiological activity のvitamin A. Therefore, リコピンhas strong anti-cell proliferation ability and cのreduce the incidence of cancer, cardiovascular disease, etc., regulate immunity, and delay aging. Currently, リコピンis mainly used in two ways: as a food coloring agent or a highly effective food antioxidant; and as a functional food or health food to prevent cancer. However, because lycopene is unstable, the lycopene in plants is all all-trans, while in various tissues of the human body, it is mainly the cis isomer, which is therefore more easily absorbed by the body. This article summarizes the structure, physiological function, and effect of lycopene isomerization on its physiological activity of lycopene, as well as the common types of lycopene isomerization reactions (thermo-induced, thermo-promoted, and photo-induced isomerization reactions) at home and abroad, providing a theoretical basis ためthe development of high-physiological-activity lycopene products.

1. リコピンの構造的特徴

リコピンはカロテノイドの一種で生理活性が顕著で、熟したトマト果実やトマト製品に豊富に含まれています。リコピンの分子式はc40h56、分子量は536.85、融点は174°c (trans)で、暗赤色の針状結晶であり、脂溶性である。Lycopene's 2つの非共役c-c二重結合と11の共役二重結合は安定性に乏しく[1]、酸化分解やcis-トランス異性化を起こしやすい。リコピンの構造を図1に示します。

リコピンは合計11個の共役二重結合を持っているため分子内での回転は不可能であり、立体障害効果のため分子の再配置の数が制限されるため、理論上の2,048個からわずか72個のcis異性体しか存在しない[2]。

2 .リコピンの生理機能

2.1アンチエイジング

リコピンは、in vitro一重項酸素焼入れ能力(焼入れ速度定数kq= 31×109 m-1・s-1)が強く、ペルオキシルラジカルを除去する効果がある。他のカロチノイド色素に比べリコピンの100倍のkq値α-caroteneβの2.2倍-carotene。リコピンは、h2o2やno2などの活性酸素断片と反応し、リンパ球膜の損傷やno2フリーラジカルによる細胞死を阻害し、老化プロセスを遅らせることができます[3]。

2.2癌予防

研究によると、リコピンは13種類のがんの予防効果があり、その摂取量はがんの発生率と負の相関関係があることがわかっています[3-4]。ヘルスケア分野におけるランダム化比較研究では、トマトおよびトマト製品が前立腺がんのリスクを低下させることが確認されています。edward giovannucciら[5]は、他のカロテノイドにはこの効果がないことを実験的に実証しており、リコピンは前立腺特異抗原の濃度を増加させ、腫瘍中のアポトーシス細胞の死亡率を増加させることによって、がんのリスクを低下させることを指摘している。発がんの主なメカニズムは、細胞間の接続の通信を阻害または破壊することであり、リコピンはこの通信機能を誘導して発がんを防ぐことができます。nancy j . engelmannら[6]は、リコピンに加えて、ヘキサヒドロリコピンおよびオクタヒドロリコピンもがん予防に重要な役割を果たしている可能性があることを発見した。

2.3心血管疾患の予防

心血管疾患は、毎年世界全体の死亡の3分の1を占めています。しかし、「地中海式ダイエット」は植物の栄養素が豊富で、その主な機能物質はリコピンであるため、地中海地域の心血管疾患による死亡率は非常に低い【7】。howardら[8]は、約4万人の中高年女性を対象に、リコピン摂取と心血管疾患との関係を観察するための長期試験を実施した。その結果、リコピンを多く含む食品(ケチャップやソースなど)やトマトと油を混ぜた食品を食べれば、心血管疾患の予防に効果があることが分かった。リコピンは、低密度リポタンパク質の酸化とコレステロールの合成を防ぎ、血中のリコピンの量を減らすことができます[9]。これは、心血管疾患や高脂血症の治療に使用される薬剤と同じ効果があります。

3 .リコピンの異性化がその生理活性に及ぼす影響

天然植物に存在するリコピンはほとんどがトランスであるが、動物やヒトではシスの割合が増え、トランスの割合が減少する。ヒトの血液中のcis異性体の含有量は60%以上である。ほとんどのトランス異性体は消化管で消化中にcisに変換される。トランス異性体は沈殿しやすく結晶を形成し、吸収に影響する。

Lycopene's共役二重結合は、不安定で異性化しやすいが、これはまた、その生理学的機能の基礎である。リコピンの異性化は主に光、熱、酸などの要因によって引き起こされる。異性化が起こり、リコピンがシスになるとき、主に次のような面があります。第二にcis異性体はより溶解しやすい第三にシス体は抗酸化作用が強い;第四にシス体は体に吸収されやすい第五に、cis異性体はtrans異性体よりも波長が短く、色を形成することができない。

4 .リコピンの異性化法

のcis-isomerization of lycopene is of significant importance in enhancing the physiological activity of lycopene and reducing the risk of disease [10-13]. のcommon types of lycopene isomerization reactions are mainly thermo-induced, thermo-promoted and photo-induced isomerization reactions.

4.1熱誘起異性化反応

リコピンは特定の条件下で、または有機状態で加熱すると、全トランスからシスへと急速に変換することができる。この反応は熱誘起異性化と呼ばれる。特許ep 1358139 a1[14]には、低濃度の5-cisリコピンを抽出する加熱還元法による有機相cisリコピン抽出法が記載されており、手間がかかる煩雑なプロセスである。また、li hong[15]では、酢酸エチルを用いた従来の加熱と乳酸エチルを用いた高温加熱を用いて異性化反応を行ったところ、10 ~ 12時間の反応でcis配置比が78% ~ 85%に達することが分かった。zhang lianfuら[16]は、短時間熱逆流/コール酸吸着分離回収溶媒プロセスを用いた。5 - 10時間の反応後、リコピンのcis構成比は65%から95%に達した。

Wu Dacheng etアル[17] mixed tomato sauce with cooking oil, heated, filtered, and then evaporated the clear liquid by heating in a circulation process. After condensation and reflux, the cis content in lycopene reached 11.5% to 48.1%. Honda etアル[18] used CHCl3 as a solvent for a thermally induced isomerization reaction. After 24 hours, the total cis-lycopene content was 48.4%; Zhang etal. [19]refluxed lycopene with ethyl acetate as the solvent for 24 h, and the total cis-lycopene content was 49.9%; Colle etal. [20] heated tomato paste to increase the cis-lycopene content. The cis ratio can reach 15% when heated at temperatures below 140 °C. In another study by Colle et al. [21], the same method was used, with オリーブoil as the oil carrier for the tomato sauce, and the heating treatment was carried out. This method can increase the total cis content to 28.5% to 55.2%. The above studies show that direct heating can promote the isomerization of lycopene, but the heat treatment process not only easily degrades lycopene, but also has a serious impact on the quality of lycopene-related products, greatly limiting its scope of application.

4.2熱によって促進される異性化

熱によって促進される異性化は、触媒を用いた有機相におけるリコピンの異性化反応である。liu qinghuiらは、リコピン異性化溶媒にエチレングリコールとsec-ブチルアルコールを、副触媒に硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムを用いて、リコピン異性化実験を行った[22]。その結果、エチレングリコールと硫酸ナトリウムを溶媒として使用した場合の方が異性化効果が高いことが分かった。hondaら[23]は、溶媒にアセトン、触媒にfecl3を用いた。3時間反応した後、シス-リコピン比は79.9%に達した。この反応に添加される触媒は非常に酸化性が高いため、反応生成物から除去することが困難であり、リコピン異性化生成物の生産と実用化に深刻な制約がある。

4.3光化学異性化反応

リコピン粉is treated under direct light or the catalysis of a photosensitizer to produce lycopene isomerization. This process is called photoisomerization. Treatment under direct light conditions is to place lycopene under certain temperature and wavelength conditions and isolate it from 酸素to cause cis-trans conversion of the double bond group. Wang Xuesong et al. [24] used direct photochemical synthesis technology to irradiate with a 450 W high-pressure mercury lamp under nitrogen protection through a cut-off filter that could cut off different wavelengths, and controlled the reaction temperature to obtain 73% cis isomers. This method has high yield of cis isomers, but there are problems such as high cost and easy production of by-products. Photochemical isomerization reactions using photosensitizers as catalysts mainly use iodine as the catalyst. For example, Zechmeister L et al. [25] have carried out related research that can increase the cis isomer content to 80%. However, this reaction requires a special device, so it is difficult to apply in practice.

現在、国内外のリコピンの異性化研究は主に熱誘起、熱促進、光誘起の3種類の反応に焦点を当てている。しかし、これら3種類の反応にはいずれも欠点があります。将来的には、シス異性体の含有量を増やすことができるだけでなく、操作が簡単で低コストな異性化処理法を見出すことが期待されます。

5展望

Lycopene powder is one of the most important antioxidant nutrients, but its bioavailability is very low, which is related to its physiological activity and specific isomers. At present, there are many functional studies on lycopene, but there is very limited research on lycopene isomerization. Therefore, studying an efficient lycopene isomerization process can help improve the absorption and utilization of lycopene体の中に息づいているからだ。

参照:

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