Lutein ¿Qué es?

La luteína existe en la naturaleza junto con la zeaxantina.Ésteres naturales de luteínaSon un importante éster de grasas carotenoides, que es más estable que la luteína libre. El cuerpo también lo absorbe mejor que la luteína libre. La biodisponibilidad de los ésteres de luteína en el cuerpo es 1,6 veces mayor que la de la luteína. El Ministerio de salud aprobó la luteína Ester como nuevo alimento de recurso en 2008. Therefore, bothLuteína y luteína EsterPuede ser utilizado como factores funcionales en el nuevoAlimentos saludables y aditivos alimentariosY sus perspectivas de aplicación son amplias.

1 propiedades físicas y químicas y fuentes de luteína

1.1 propiedades físicas y químicas de la luteína

Luteína, también conocida comoFitoluteína o xantifila, es un compuesto tetraterpenoide ampliamente encontrado en animales y plantas [1]. Su fórmula molecular es C40H56O2 y su peso molecular relativo es 568.87. La luteína es un polvo de color amarillo anaranjado, una pasta o un líquido de color amarillo-marrón con un olor similar al heno débil. Es insoluble en agua, pero soluble en propanol, metan, isopropanol y dicloroetano, y tiene buena resistencia al calor.

1.2 fuentes de luteína

La luteína se encuentra ampliamente en las verduras verdes, el maíz y las yemas de huevo, y es más abundante en espinacas, kiwis y zanahorias. Los estudios han encontrado que las yemas de huevo y el maíz tienen los niveles más altos deLuteína y zeaxantinaHasta el 85% de los carotenoides totales, y el maíz tiene el nivel más alto de luteína (60% de los carotenoides totales). Además, las verduras y frutas más oscuras como el calabacín, la papaya, las narany las calabazas también contienen algo de luteína. En los últimos años, se ha descubierto que los caléngoldos son ricos en carotenoides, especialmente luteína. La empresa sudamericana Henkle tieneÉsteres de luteína extraídosDe los residuos de calabaza y naranja ricos en recursos después del jugo, que pueden ser automáticamente convertidos en luteína en el cuerpo humano. Hoy en día, las caléngoldas, el polvo de proteína de maíz y las algas se han convertido en las principales fuentes de extracción de luteína.

Marigolds

Caléndula, es una hierba anual nativa de México. Las flores de caléndula vienen en colores amarillo, naranja y rojo de los pétalos. Los caléngoldos se introdujeron por primera vez en China en la década de 1980 y ahora se cultiven en grandes cantidades, por lo que son la principal fuente de luteína. La empresa estadounidense Kemin Foods fue la primera en inventar un nuevo proceso para la producción de luteína, convirtiéndolo en un nuevo tipo de aditivo alimenticio saludable. La compañía extrae elCristales de luteína acabadosDe grandes cantidades de caléngolos salvajes de todos los Estados Unidos. Li et al. [3] estudiaron laContenido de luteína de 11variedades diferentes de caléngoldosY encontraron que el contenido de luteína variaba mucho, con el contenido más alto alcanzando 611.0 mg/100g y el más bajo 161.0 mg/100g. Esto indica que el contenido de luteína en los caléngoldos varía mucho. Bhattacharyya et al. [4] estudiaron las propiedades antioxidantes de la luteína en tres colores diferentes de caléndula (naranja, amarillo y rojo). Encontraron que las propiedades antioxidantes de la luteína en las marigolds de naranja eran las más altas, y el contenido de luteína también era más alto que el de los otros colores.

1.2.2 harina de gluten de maíz

La harina de gluten de maíz, también conocida como polvo de gluten de maíz, es un subproducto de la producción de almidón de maíz y procesamiento de alcohol. Se obtiene secando el purín proteico separado de la leche de almidón crudo producido por molición húde de granos de maíz a través de un separador de almidón. Se compone principalmente de proteína de maíz, contiene una pequeña cantidad de almidón y celul, y lo más importante, es rico enLuteína, zeaxantina, − -carotenoEtc. El maíz es uno de los world's tres cultivos alimentarios principales. Cada año, una gran cantidad de gluten de maíz se utiliza como alimento, que es unFuente importante de luteína. Por lo tanto, mediante el procesamiento secundario del maíz, los residuos se convierten en tesoros.Extracción de luteínaDe polvo de proteína médica se ha convertido en un maíz actual es uno de los world&#Cada año una gran cantidad de gluten de maíz se utiliza como alimento, que es una fuente importante de luteína. Por lo tanto, a través del procesamiento secundario del maíz, el desecho se convierte en tesoro. La extracción de luteína del polvo de proteína médica se ha convertido en un tema de investigación hoy en día.

1.2.3 algas

Extraer luteína de caléndulaS es un proyecto complejo. El cultivo de caléndulas requiere no sólo una gran cantidad de tierra y mano de obra, pero el contenido de luteína en caléndulas también varía mucho, con algunos alcanzando el 0,03%. Cómo detectar la luteína de alto rendimiento es un problema difícil, así que desde un punto de vista económico, las caléndulas no son la fuente más ideal de luteína. Hoy en día, los investigadores están dirigiendo su atención a las algas, ya que no sólo las algas contienen luteína, sino que también crecen rápido y son fáciles de criar, lo que mejora en gran medida la eficiencia deProducción de luteína. La luteína se ha extraído de muchas algas, como Muriellopsis sp y Chlorella zofingensis, y se cree que las algas pronto se convertirán en la principal fuente de producción industrial de luteína.

2 funciones de la luteína y su mecanismo de acción

2.1 función de coloración

Polvo de luteínaTiene un buen efecto colorante. Debido a que tiene un color amarillo brillante, es insoluble en agua, soluble en aceite y etanol, tiene un fuerte poder colorante, y es resistente a la luz, el calor, el ácido y álcali. Puede ser ampliamente utilizado para colorear pasteles, dulces, condimentos, encury piensos. También se puede utilizar para colorear productos para la salud y tabletas y cápsulas de color sugarcoat. La luteína, como un pigmento amarillo natural, tiene las ventajas de una fuerte capacidad de coloración, buena estabilidad y alta seguridad. Ha sido catalocomo un agente colorante de alimentos en Europa y los Estados Unidos. Se puede utilizar para dar a los alimentos un hermoso color amarillo dorado y puede reemplazar químicamente sintetizamarillo limón, amarillo gardenia, etc.

añadirLuteína para alimentarPuede hacer que el color de la piel de los animales se vuelva más brillante a través de la deposición continua. En comparación con otros colorantes, la luteína tiene las ventajas de una buena estabilidad, fuerte persistencia, bajo daño y alta seguridad. Zhou Liangjuan et al. añadirLuteína para alimentar puede hacer animales ' El color de la piel se vuelve más brillanteA través de deposición continua. En comparación con otros colorantes, la luteína tiene las ventajas de una buena estabilidad, fuerte persistencia, bajo daño y alta seguridad. Zhou Liangjuan et al. [5] encontraron a través de experimentos que la luteína puede mejorar significativamente la coloración de los pollos bro. Leng Xiangjun et al. [6] realizaron un estudio sobre el efecto de la luteína en el color del cuerpo de los peces de colores. Al probar los cambios en el agua, la grasa y la proteína en los músculos de los peces de colores, encontraron que la luteína no afectaba la composición de los músculos de los peces de colores, y que la adición de una cantidad adecuada de luteína también podría mejorar la tasa de supervivencia de los peces de colores.

2.2 función anticcáncer

Estudios nacionales y extranjeros lo han demostradoLa luteína tiene un efecto inhibit.En el cáncer de mama, cáncer de esófago, cáncer de piel, cáncer de próstata, etc, y puede inhibir eficazmente la proliferación de células HepG2. El mecanismo puede estar relacionado con la regulación de los niveles de estrés oxidativo, inhibide la producción de ATP, y la regulación de la expresión de ARNm Bax y ARNm p53. Wang Ruozhong et al. [7] usaron la línea celular de cáncer de hígado humano HepG2 y la línea celular normal de hígado humano L02 como sujetos de investigación y observaron tasas de supervivencia celular al agregar diferenteDosis de luteína. El experimento demostró que la adición de una cierta cantidad de luteína puede reducir significativamente la tasa de supervivencia de las células cancerosas. El profesor Mark Chark de la escuela de medicina de Harvard en los Estados Unidos y otros investigaron la comida para bebés y encontraron que mientras los carotenoides eran 7,83 mg/l00g en los alimentos ordinarios, la luteína sólo representaba el 4%. Los carotenoides pueden reducir el daño oxidativo al ADN, y la luteína, como uno de los cinco carotenoides importantes en la sangre y los tejidos humanos, puede acelerar la fusión celular y mejorar el cuerpo#39;s inmunidad. Fu Lei et al. [8] trataron células HT29 con diferentes concentraciones de luteína (20, 40, 80, 160 mg/L) y encontraron que la luteína podría inhibir la proliferación de células HT29. Los resultados de la investigación de la escuela de farmacia de la universidad de nueva York muestran que la incidencia del cáncer de seno está estrechamente relacionada con el consumo de luteína. La incidencia de cáncer de mama en el grupo experimental conBajo consumo de luteínaSe encontró que era de 2,08 a 2,21 veces la del grupo de consumo alto. Por lo tanto, la ingesta dietde luteína puede inhibir y prevenir la aparición de tumores.

2.3 protege la vista

Los estudios realizados en los últimos años lo han demostradoLa luteína y la zeaxantina pueden prevenir el daño leve a una parte de la retina en el ojo. Hay dos mecanismos involucrados.

(1) La luteína puede filtrar la luz azul visible de alta energía. Los experimentos han demostrado que reducir la luz azul en un 40% puede reducir en gran medida la cantidad de radicales libres en la retina [9].

(2) como antioxidante, la luteína puede reducir el efecto oxidativo de la luz sobre los ojos y controlar la formación de especies reactivas de oxígeno y radicales libres. Lee et al. [10] estudiaron si la luteína puede reducir el impacto de la luz ultravioleta en el cuerpo. El experimento encontró que la hinchazón de las orejas en ratones alimentados con una dieta que contiene luteína se redujo significativamente en comparación con el grupo de control, el experimento encontró además que el número de radicales libres producidos por los ratones con luteína en su dieta bajo la irradiación UV fue menor que el del grupo en blanco. Esto demuestra que la luteína puede reducir el fotodaño a la piel causado por la luz, así como algunas reacciones patológicas, tales como hinchazón del oído.

La degeneración macular relacionada con la edad (DMAE), también conocida como degeneración macular senil, es una de las principales enfermedades oculares que amenaza la vista de personas de mediana edad y de edad avanzada. Estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia de DMAE se correlaciona negativamente con la DMEbody' contenido de s luteína. Muchos experimentos también han demostrado que la luteína puede reducir la incidencia de DMAE. Bone et al. [11] compararon a las personas con DMA y aquellas sin DMA y encontraron que elContenido de luteína en los ojosLas personas con DMAE fueron más bajas que las personas sin DMAE, lo que confirma el efecto preventivo y de control de la luteína en la DMAE. Investigadores de la universidad de New Hampshire investigaron la relación entre varios factores en 278 voluntarios y encontraron que la luteína en la dieta y la luteína en la sangre se correlacionpositivamente con la densidad de pigmento macular en los ojos. También demostraron que la adición de luteína a la dieta puede aumentar la densidad de pigmento macular en los ojos y reducir el riesgo de DMAE. Un estudio clínico realizado por el Dr. Schuart Richard del North Chicago Medical Center Ophthalmology Clinic deelAmerican Optometric Association Journal en pacientes con degeneración macular relacionada con la edad mostró que tomar 6 mg de luteína diariamente puede reducir el riesgo de degeneración macular [12].

2.4 función antioxidante

Antioxidantes sintéticos actualmente comúnmente utilizados como BHT, BHA, TBHQ, etc. pueden causar agrandamiento del hígado en animales. BHT también puede aumentar la actividad de las enzimas microsomales. También se ha encontrado que el BHA tiene potencial carcinogénico. Por lo tanto, se han puesto restricciones en el uso de antioxidantes sintéticos en el país y en el extranjero, y los antioxidantes naturales han comenzado a ser valorados y favorecidos.Luteína, como un tipo de carotenoContiene múltiples enlaces dobles insaturados y tiene un fuerte efecto de eliminación de radicales libres. Puede jugar un antioxidante y retrasar los efectos del envejecimiento. Li Jinsheng et al. [13] estudiaron ratones alimentados con diferentes cantidades de luteína. El grupo en blanco no se añadió lutein. Los resultados mostraron que la luteína puede reducir significativamente el nivel de MDA sérico y aumentar la actividad de SOD en ratones modelo. Zhang Zhanget al. [14] aplicluteína a Drosophila melanogaster para observar el efecto de la luteína en Drosophila melanogaster y analizar su mecanismo. Los resultados mostraron que 0.1 mg/mL de luteína puede extender la vida útil de Drosophila melanogaster de 49.0 da 54.6 d. Se observó que en comparación con el grupo de control, la MDA en Drosophila melanogaster disminuyó mientras que la actividad de las enzimas antioxidantes aumentó. Se infique la luteína puede prolongar la vida útil de Drosophila melanogaster mediante la mejora de la actividad de las enzimas antioxidantes.

3 métodos de extracción y preparación para la luteína

La mayor parte de la luteína en los calígoldos está unida al ácido láuricoÁcido mirístico, ácido palmítico y ácido esteáripara formar ésteres de luteína. En el polvo de proteína de maíz, la mayor parte de la luteína está presente en forma de un complejo con la proteína. La desnaturalización de la proteína con un solvente como el etanol puede extraer rápidamente la luteína. El método tradicional de extracción de luteína es generalmente extraer por extracción con disolvente orgánico. Después de la extracción con disolventes orgánicos como acetato de etilo y n-but, los monómeros de luteína pueden ser separados de las sales a obtenerMás puros monómeros de luteína. Para mejorar la eficiencia de extracción, los métodos de extracción con disolvente orgánico suelen ser asistidos por ultrasonido, microondas o enzimas. Además, la extracción supercrítica de dióxido de carbono también se ha aplicado a laExtracción de luteínaComo un nuevo método.

3.1 extracción por solvente orgánico

La extracción con disolvente orgánico es el método de extracción más comúnmente utilizadoAmpliamente utilizado en la extracción de luteína. Las flores de caléndulas pueden ser transformadas en partículas de caléndulas a través de la fermentación, prensado, secado y otros procesos, y luego el aceite esencial pigmentante puede ser preparado por extracción solvente. Sheng Aiwu et al. [15] estudiaron el efecto de diferentes soluciones de extracción sobre elTasa de extracción de luteína de la flor de caléndula secaSe encontró que la mayor tasa de extracción de luteína, hasta 6,21 mg/L, se logró mediante la extracción del polcon un reactivo complejo de etano, acetona y metanol. Sin embargo, hay dos desventajas en el método de extracción con disolvente orgánico. En primer lugar, debido a la toxicidad de algunos disolventes orgánicos, hay un problema de seguridad ya que los monómeros de luteína preparados pueden contener residuos del disolvente orgánico. En segundo lugar, la tasa de extracción es baja.

3.2 extracción asistida por ultrasonido

La extracción asistida por ultrasonidos hace uso del principio de las ondas ultrasónicas para romper las células durante el proceso de extracción, de modo que el extracto puede entrar rápida y eficazmente en el disolvente de extracción, acortando así el tiempo de extracción y mejorando la eficiencia de extracción. Li Dajing et al. [16] estudiaron el proceso de solvente orgánico ultrasonizadoExtracción de luteína del polvo de flor de caléndulaY concluyó que elLa tasa de extracción de luteína puede alcanzar el 93.65%Bajo las condiciones de una potencia ultrasónica de 300 W, acción ultrasónica durante 30 min, y una relación líquido-sólido de 1:20. Li Xiuxia et al. [17] estudiaron el proceso de extracción ultrasónica de luteína a partir de polvo de proteína de maíz, y los parámetros óptidel proceso fueron un tiempo ultrasónico de 11 min, una temperatura inicial de 25,4 °C, y una relación líquido-sólido de 6,4 mL/g. En estas condiciones, la tasa de extracción de luteína podría alcanzar 67.90 μg/g. Li Man et al. [18] investigaron las condiciones óptimas del proceso para la extracción de ésteres de luteína con la ayuda de ondas ultrasónicas en un solvente orgánico. Se obtuvo una tasa de extracción del 18,57% con una potencia ultrasónica de 150 W, una temperatura de extracción de 40 °C y un tiempo de extracción de 90 min.

3.3 extracción asistida por enzimas

Las enzimas pueden romper las paredes celulares, permitiendo así que las sustancias extraídas en las células se combinrápidamente e intercambicon la solución externa, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de extracción. Li Dajing et al. [19] utilizaron polvo de flor de caléndula como materia prima yLuteína extraídaUtilizando un método que combinel tratamiento con celulasa líquida y la extracción con disolvente orgánico. La tasa de extracción podía alcanzar el 92,37%, y el método enzimmejoró considerablemente la eficiencia de extracción en comparación con el método de disolvente solo (tasa de extracción del 77,53%).

3.4 extracción asistida por microondas

La extracción con disolvente orgánico asistida por microondas tiene las ventajas de alta velocidad, alta tasa de extracción, bajo volumen de disolvente requerido y operación simple en comparación con la extracción con disolvente. Li Jianying et al. [20] estudiaron laExtracción de luteína de la cáscara de los cítricosPor calentamiento por microondas y obtuvo una tasa de extracción del 71,60% bajo una potencia de microondas de 800 W.

Ya sea enzim, ultrasónica o asistida por microondas, el objetivo es liberar rápidamente el contenido de las células. Por lo tanto, algunos investigadores también han estudiado el efecto de la interrupción celular usando diferentes instrumentos sobre la tasa de extracción de luteína. Chan et al. [21] compararon tres métodos diferentes de interrupción de las células de microalgas: un autoclave, disruptde ultrasy molino de grano homogenei. Las muestras fueron saponificadas y laEl contenido de luteína fue analizado por HPLC. Los resultados mostraron que la tasa de extracción de luteína utilizando el homogeneizador molino de grano (tasa de extracción de 2,8 mg/g) fue significativamente mayor que los otros métodos.

3.5 extracción supercrítica de dióxido de carbono

Dado que el método de extracción con disolvente orgánico comúnmente utilizado tiene el problema del residuo de disolvente, por lo general sólo se puede utilizar como aditivo alimentario. La extracción supercrítica de dióxido de carbono puede resolver este problema. La extracción de dióxido de carbono supercrítico utiliza dióxido de carbono supercrítico, que tiene un efecto especial de solubilización en ciertas sustancias, por lo que los componentes con diferentes polaridades, punto de ebulliy peso molecular de los ingredientes se pueden extraer por separado. La extracción de dióxido de carbono supercrítica tiene las ventajas sobre otros métodos tradicionales de no residuo de disolvente, no contaminación, puede evitar la degradación térmica de la sustancia extraa altas temperaturas, y puede mantener la actividad natural de la sustancia extra. Puede usarse para preparar luteína con menos residuo de disolvente y alta actividad.

Tong Wanbing et al. [22] usaron polvo de proteína de maíz como materia prima y extrajeron luteína usando tecnología de extracción de dióxido de carbono supercrítica. Las condiciones óptimas del proceso se determinaron en un tiempo de extracción de 2.3 h, una temperatura de extracción de 42 ℃, una presión de extracción de 30 MPa, y un agente de arrastre de etanol al 90% (agregado a una tasa de 5 mg/100 g). En la actualidad, muchas personas han extraído luteína por extracción supercrítica, y las condiciones están siendo constantemente optimi. Sin embargo, debido al costo relativamente alto del método de extracción supercrítica, no se ha aplicado a la producción a gran escala de luteína. No hay mucha literatura relevante, pero como una tecnología de extracción verde y eficiente, la tecnología de extracción de dióxido de carbono supercrítica tiene un gran potencial en la extracción de luteína.

4. Aplicación de luteína en el procesamiento de alimentos

La luteína se ha utilizado como un aditivo alimentario verde y saludable en los campos de la alimentación y la medicina. Según investigadores de la universidad de Ljubljana en Eslovenia, añadir luteína al aceite de girasol y luego calentarlo puede ayudar a reducir los ácidos grasos trans producidos por el aceite a altas temperaturas. Este efecto es significativamente mejor que añadir extracto de romero al aceite. Los investigadores agregextracto de romero y luteína al aceite de girasol, luego se calienta el aceite de muestra junto con un aceite de control a 180 °C. Posteriormente, se midió el contenido de ácidos grasos trans de cada aceite después del calentamiento. En comparación con antes del calentamiento, el aceite de control, el aceite de muestra con extracto de romero, el aceite de muestra con luteína añadi, el contenido de ácidos grasos trans con más de un doble enlace trans aumentó de 0,91% a 1,71%, 1,55% y 1,43% respectivamente después del calentamiento.

La luteína también se usa como suplemento nutricionalColory agente en bebidas y jaleas. La adición de luteína a las bebidas de jugo de naranja, las bebidas lácteas y las bebidas carbonatadas puede mantener más de 90% de luteína después de 6 meses de almacenamiento. Li et al. [23] utilizaron xilitol y luteína como materias primas, y prepararon una bebida sólida de xilil-luteína a través de procesos tales como trituración, mezcla, granulado y procesamiento de granos enteros. Al combinar xilitol de baja energía con luteína que combate la fatiga, se mejoraron los beneficios para la salud de la bebida. Al preparar la luteína en cápsulas blande de éster de luteína de lingonberry, se encontró a través de experimentos que después de 45 días de uso, el grupo de prueba tuvo una mejoría significativa en los síntomas tales como dolor ocular, hinchazón ocular, fotofobia, visión borrosa y ojos secos. Ahora esta cápsula se ha aplicado con éxito en el campo de la alimentación saludable. [24]

5 conclusión

La luteína no es sólo un agente colornatural, pero también tiene una variedad de funciones de salud tales como la protección de la vista, anti-oxidy frenar el envejecimiento, la mejora de la inmunidad, y anti-tumor. Con el aumento de la demanda de los consumidores de alimentos naturales, verdes y saludables, el valor potencial de venta en el mercado de la luteína natural es enorme. En la actualidad, una variedad de alimentos con luteína se han desarrollado en el país y en el extranjero, tales como Amway Bilberry Vision Protect yImprove comprimidos (que contienen caroteno, vitamina ay luteína) producidos por Nutrilite en los Estados Unidos, cápsulas de arándanos de luteína de segunda generación producidas en Alemania, gomitas de éster de luteína producidas por Xiuzheng Pharmaceutical, caramde tableta de luteína producido por North China Pharmaceutical Group, EmbiluteTabletas masticables de luteína de arándanoProducido por Xuancheng Biowellness Bioengineering Co., Ltd., and theSuplemento alimenticio funcional luteínaPara los seres humanos, el llamado "Super Vision Drink-Flora," producido por Kemin Foods Inc. en los Estados Unidos, ha sido lanzado. Este es un producto de bebida soluble en agua que contiene "GLO luteína". American Hutz Manufacturing Company, Swiss Roche Company, y German MAR-CUS Company también se dedican a la investigación, desarrollo, yProducción de alimentos saludables de luteínaY las perspectivas de mercado son amplias. Sin embargo, China actualmente necesita fortalecer su investigación sobre el mecanismo funcional, la relación dosi-efecto y la aplicación de la luteína.

(1) aunqueLuteína y sus ésteresSon abundantes, debido a chin's grande población y recursos limitados de la tierra, la extracción de luteína de los recursos vegetales es limitada. Es necesario centrarse en elExtracción de luteína de origen agrícolaProductos secundarios como polvo amarillo de maíz, subproductos de procesamiento de frutas y verduras como orujo, cáscaras y restos de verduras. La luteína puede ser producida a gran escala y de manera industrializada utilizando métodos de producción eficientes como el cultivo de algas y la fermentación microbiana.

(2) además de su buena función de coloración,La luteína también tiene las funciones de proteger la vista, anti-oxid, la prevención de tumores, inhibiendo el crecimiento del tumor, y retrasar la arteriosclerosis en el cuerpo humano. También puede reducir la generación de ácidos grasos trans durante el procesamiento de aceites vegetales. Sin embargo, el mecanismo específico de acción y el efecto cuantitativo necesitan ser explorados más a fondo.

(3) estudiar el efecto sinérgico de la luteína y los ésteres de luteína con otros antioxidantes tales como− -carotenoVitamina E, vitamina C, licopeno, polifenoles, etc., para desarrollar antioxidantes alimentarios altamente eficaces y alimentos saludables antioxidantes anti-envejecimiento; Investigar el efecto sinérgico de la luteína y otros ingredientes funcionales como antocianinas, vitamina A, beta-caroten, polisacáridos bioactivos, péptidos activos, etc., para desarrollar alimentos saludables que protegen la vista, previenen tumores y mejoran la inmunidad.

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