Licopene in polvere è un comune pigmento rosso. È uno degli antiossidanti più potenti tra i carotenoidi, secondo solo all'astaxantina. Si trova comunemente nella frutta e nella verdura rossa. Il corpo umano non può sintetizzare il licopene in massa da solo e può solo ingerirlo dal cibo. Il licopene ha funzioni fisiologiche superiori. Tuttavia, la sua struttura isoprenica lo rende altamente suscettibile a fattori fisici e chimici esterni. Ciò porta alla degradazione ossidativa e riduce la sua bioaccessibilità. Ciò limita in una certa misura l'applicazione dell'estratto di pomodoro in polvere. I risultati di diversi studi hanno dimostrato che l'isomero cis del licopene ha un'attività antiossidante più forte rispetto al licopene tutto trans. Anche la biodisponibilità e la bioattività sono più elevate. Ciò suggerisce che l'isomero cis del licopene potrebbe avere proprietà migliori dell'isomero trans.
Effetto del metodo di estrazione sull'isomerizzazione del licopene
Isomerizzazione dipolvere di licopenerichiede una notevole energia di attivazione. Durante la conversione del licopene tutto-trans nell'isomero mono-cis, l'isomero 5-cis ha una barriera rotazionale più elevata. Non si forma facilmente durante l'isomerizzazione, ma non è nemmeno facilmente convertito in altri isomeri cis. È relativamente stabile. E il licopene 13-cis ha una bassa energia di attivazione. È l'isomero più facile da produrre. Viene convertito in licopene tutto-trans o altri isomeri sotto l'influenza di luce e calore durante l'isomerizzazione.
I principali metodi di estrazione del licopene e dei suoi isomeri cis includono l'estrazione assistita da microonde, l'estrazione assistita da ultrasuoni e l'estrazione con CO2 supercritica. Il trattamento a microonde rompe la membrana cellulare, il che facilita il rilascio del licopene. Questo metodo deforma e fa vibrare le molecole di licopene a temperature più elevate attraverso effetti termici, elettrici e magnetici. Ciò aumenta ulteriormente il grado di isomerizzazione e migliora l'efficienza di estrazione.
Metodo di estrazione assistito da ultrasuoni dovuto all'effetto di cavitazione (scoppio delle bolle di cavitazione) e all'effetto termico (rilascio di calore). È più probabile che rompa la parete cellulare della matrice e favorisca il rilascio di composti bioattivi. I radicali idrossilici altamente reattivi generati dall'effetto di cavitazione e la maggiore quantità di calore forniscono anche energia di attivazione per l'isomerizzazione. La massima estrazione di licopene tutto trans si ottiene quando questi due effetti sono in equilibrio con le variazioni di temperatura.
L'estrazione con fluido supercritico di CO2 è un nuovo metodo di estrazione. Il fluido di CO2 si diffonde meglio nel soluto estratto e riduce la probabilità di contatto del soluto con l'ossigeno. Ciò facilita l'estrazione di composti termicamente instabili. Ad esempio, nell'estrazione del licopene, la CO2 può dissolvere meglio l'isomero cis. Può aumentare efficacemente il rapporto di isomeri cis del licopene e quindi migliorare la biodisponibilità del licopene. È più sicuro dell'estrazione con solvente organico e l'efficienza di estrazione è notevolmente migliorata.
Inoltre, aumentando l'area di contatto tra ipolvere di licopeneIl campione e l'estraente possono anche aumentare la resa degli isomeri del licopene.
Grazie alle eccellenti proprietà degli isomeri cis del licopene, l'isomerizzazione è considerata un obiettivo importante nello stoccaggio e nella lavorazione del licopene e dei suoi prodotti. Fattori come calore, luce, catalizzatori (catalizzatori naturali e a ioni metallici), microonde, elettrolisi, ecc. possono influenzare l'isomerizzazione del licopene, che si traduce nella produzione di molti tipi di isomeri cis. Tuttavia, l'isomerizzazione del licopene è accompagnata dalla degradazione del licopene, che ne diminuisce l'attività. Pertanto, chiarire i fattori che influenzano l'isomerizzazione del licopene ed evitare la degradazione del licopene è un problema urgente da risolvere.
Tipi di reazioni di isomerizzazione del licopene
In base ai fattori che influenzanopolvere di licopeneisomerizzazione, le reazioni di isomerizzazione del licopene sono generalmente classificate in reazioni di isomerizzazione termica e di fotoisomerizzazione.
L'isomerizzazione termica promuove la conversione dell'olio di licopene dall'isomero tutto-trans all'isomero cis mediante riscaldamento diretto, e questo metodo è attualmente il più ampiamente utilizzato negli studi di isomerizzazione. L'isomerizzazione è il risultato della trasformazione chimica delle posizioni relative dei gruppi. Durante la lavorazione, tutti gli isomeri trans e cis del licopene vengono convertiti l'uno nell'altro. La proporzione di isomero cis è aumentata con l'aumento della temperatura e del tempo di lavorazione, il trattamento termico ha ridotto significativamente la concentrazione di licopene tutto-trans e 13-isomero cis e ha aumentato la concentrazione di 9-isomero cis. Il comportamento di isomerizzazione del licopene durante il trattamento termico era strettamente correlato alla sua matrice. Il comportamento di isomerizzazione del licopene in diversi solventi organici, matrici di oli commestibili e matrici alimentari naturali era diverso.
Valutando l'isomerizzazione del licopene liquido in diverse matrici in condizioni di trattamento termico a 80 gradi Celsius, si è scoperto che si verificava un'isomerizzazione più pronunciata nei solventi organici. Licopene tutto trans disciolto in CH2Cl2 trattato termicamente per un certo periodo di tempo, il contenuto relativo dell'isomero cis è gradualmente aumentato con il tempo di riscaldamento e ha infine raggiunto il 75,6%. Mentre la reazione di isomerizzazione in alcuni gruppi di olio e acqua difficilmente si verifica. Potrebbe essere perché il licopene è più solubile nei solventi organici. Nell'olio, tuttavia, è anche solubile. Tuttavia, l'efficienza di trasferimento del calore è bassa. Ciò porta al fatto che la sua isomerizzazione non è significativa a temperature relativamente basse. Il licopene è meno solubile in base acquosa. Inoltre, la temperatura di reazione è bassa, il che porta al suo basso livello di isomerizzazione.
Reazioni di isomerizzazione promosse termicamente comepolvere di licopenesono quelli in cui il catalizzatore può influenzare l'isomerizzazione del licopene. La reazione di solito deve essere eseguita a una certa temperatura di riscaldamento (inferiore a quella dell'isomerizzazione termotropica). Promuovere la reazione di isomerizzazione con un catalizzatore ha i vantaggi di un breve tempo di reazione e di un'elevata efficienza catalitica. Sali metallici, biossido di titanio drogato con iodio, polisolfuri e isotiocianati, iodio e disolfuro di carbonio sono catalizzatori efficaci per convertire il licopene tutto trans in isomero cis.
L'isomerizzazione del licopene con catalizzatori ha un'elevata efficienza catalitica e aumenta significativamente il contenuto di isomero 5-cis. I catalizzatori naturali possono promuovere l'isomerizzazione del licopene in un modo più ecologico e sicuro. Mentre alcuni catalizzatori di ioni metallici e ioni non metallici hanno forti proprietà ossidanti. I residui sono più difficili da rimuovere dal cibo, il che influisce sulla stabilità e sulla qualità dei prodotti di licopene. Questo è un fattore chiave che limita l'applicazione del metodo. Come risolvere il problema dei residui del catalizzatore migliorandone al contempo l'efficienza applicativa è un problema scientifico urgente e una direzione chiave per la ricerca futura.
La reazione di fotoisomerizzazione si riferisce alla reazione di isomerizzazione del licopene catalizzata da condizioni di luce diretta o fotosensibilizzatori. In condizioni di luce diretta, diversi tipi di sorgenti luminose e diversi tempi di esposizione alla luce influenzeranno l'isomerizzazione del licopene. L'Istituto di tecnologia fisica e chimica dell'Accademia cinese delle scienze ha scoperto che il licopene con fino al 70% o più di cis-isomeri può essere ottenuto con buona stabilità utilizzando metodi fotochimici.
La reazione di fotoisomerizzazione può produrre in modo efficiente 5-cis licopene. Tuttavia, il fotosensibilizzatore aggiunto durante il processo di reazione è difficile da rimuovere dal prodotto e la sicurezza alimentare delpolvere di licopenenon può essere garantito. Ciò avrà anche un costo di produzione elevato e non è adatto alla produzione industriale.
Calore, catalizzatore, luce e così via possono promuovere l'isomerizzazione del licopene. Tuttavia, l'isomerizzazione del licopene è bassa e instabile. Ciò presenta alcune limitazioni ed è ancora necessario trovare trattamenti che possano aumentare il contenuto di isomeri cis, siano facili da usare e possano ridurre al minimo la degradazione del licopene in studi successivi, per migliorare ulteriormente l'efficienza dell'isomerizzazione del licopene ed estendere l'applicazione.
Negli ultimi anni, molti studi hanno dimostrato che il licopene ha una varietà di attività fisiologiche e la sua applicazione nei campi degli alimenti funzionali, della medicina e della cosmetica sta diventando sempre più ampia. Guanjie Biotech è laFabbrica cinese di estratto di pomodoro in polvereper la produzione di licopene in grandi quantità. Se siete interessati ai nostri prodotti, contattateci:info@gybiotech.com.
