Licopeno ¿Qué hace?

Li;;;;;;;;;;;;;;;;; is currently elmost effective single-molecule oxygen radical scavenger among elnatural antioxidants discovered, yis known asel“plant gold” [1]. Li;;;;;;;;;;;;;;;;;is mostly found enred, pink yorange ripe fruits yvegetables, including tomatoes, carrots, papayas, watermelons ycranberries [2-3]. It hasattracted much attentieldue to its Biológica biológicaactivities such as anti-oxidation, anti-inflammatielyanti-cancer, yhas been applied enelfood industry. elDietary Reference Intakes paraChinese Residents (2023 Edition) mentions that the recommended daily intake deLi;;;;;;;;;;;;;;;;;paraadults is 15 mg/d, but the human body cannot synthesize it yit can only be ingested desdefood [4]. Therefore, it is crucial to estudioefficient extractielmethods to meetthe growing demand.

En los estudios se observó que el contenido de los isómeros cis y trans del licopeno cambia cuando se extrae el licopenmediante diferentes métodos y condiciones de extracción, lo que a su vez afecta la biodisponibilidad y la actividad biológica del licopeno. Además, los sistemas de dispersión de alimentos y la interacción entre los componentes alimentarios y el licopeno también tienen un efecto importante en la biodisponibilidad del licopeno [5]. Este artículo resume las diversas actividades y mecanismos biológicos del licopeno mediante la recopilación sistemática, el análisis y la síntesis de los resultados de las investigaciones existentes. Compara los principios y características de diferentes métodos de extracción, resume los efectos de los métodos y condiciones de extracción sobre su isomeriy su aplicación en la industria alimentaria, y proporciona una base teórica para el desarrollo de alimentos funcionales de alta calidad cellicopeno.

1 propiedades y estructura del licopeno

El licopeno (C40H56) es un carotenoideCeluna masa molecular relativa de 536,85 y un punto de fusión de 174 °C[6]. Es insoluble en agua, escasamente soluble en alcohol, y fácilmente soluble en disolventes orgánicos como tetrahidrofurano, triclorometano, hexano, acetona y éter de petróleo. El licopeno es sensible a oxidantes, ácidos, calor, luz y cationes metálicos como el cobre y el hierro [7]. Es muy inestable, por lo que los métodos de procesamiento y las condiciones de almacenamiento inadecuados pueden degradar fácilmente el licopen, reduciendo su contenido en el producto y debilitando su eficacia.

El licopeno es un hidrocarburde cadena recta que contiene 11 dobles enlaces conjugados y 2 dobles enlaces no conjugados. Pertenece a la familia de compuestos isopreno [8]y tiene múltiples isómeros cis-trans. Bajo la influencia de la luz, el calor o los catalizadores, la configuración all-trans del licopense convierte en el isómero cis [9]. La molécula totalmente trans del licopenes una configuración plana completamente estirada (ver la figura 1 para la estructura). Los grupos metilo y los átomos de hidrógeno en los átomos de carbono adyacentes al doble enlace selpropensos a superponerse, y los átomos en la primera y cuarta posición de la cadena recta tienen interacciones no enlazantes. La atracción mutua de las dos hace que la estructura molecular se doble y gire en diferentes ángulos, lo que resulta en la isomeridel licopen. Senembargo, debido al impedimento estérico, la rotación intramolecular obstaculizy un número limitado de rearreglos moleculares, sólo 72 conformaciones favorables diferentes pueden ser formadas [10].

Los isómeros cis más comunes sel5-cis, 9-cis, 13-cis y 15-cis licopeno, y la conformación más estable es 5-cis licopeno [11]. La estructura all-trans del licopenes la forma termodinámica más estable, por lo que el licopenque se presenta de manera más natural se encuentra en la configuración all-trans [12]. Senembargo, la biodisponibilidad del licopenall-trans es muy baja. Su especial estructura isopreno es muy susceptible a la oxidpor factores ambientales durante el proceso de extracción [13], lo que reduce la tasa de extracción y la biodisponibilidad del licopeno. Los estudios han mostrado [14] que elCis-isómero del licopenoTiene una mayor biodisponibilidad porque es más fácil de digerir y absorber que el trans-isómero [15]. Por lo tanto, el licopense encuentra principalmente en la configuración cis (> 50%) de los tejidos humanos.

2 actividad biológica del licopeno

En los últimos años, la investigación sobre la actividad biológica del licopense ha centrado en sus efectos antioxidantes, antiinflam, preventivos del cáncer y reguladores del sueño.

2.1 efecto antioxidante

Polvo de licopenoEs uno de los antioxidantes más fuertes en las plantas [16]. El sistema de doble enlace conjugado en su molécula lo convierte en la sustancia más eficaz entre los carotenoides para la extinción del oxígeno singlete [17]. El licopeno es dos veces más eficaz que el betacaroteno en la extinción del oxígeno singlete [18]. Puede eliminar directamente los radicales libres de oxígeno, y mediante la promoción de la activación de la vía de señalización del factor nuclear eritroide 2 relacionado celel factor 2 (Nrf2), puede inhibila peroxidlipíy activar el sistema endógeno de enzimas antioxidantes, reduciendo así el daño por estrés oxidativo a las células y los tejidos (figura 2) [19-20]. Además, también se ha estudiado la actividad antioxidante del licopen. Por ejemplo, PATARO etAl.[21] usarella prueba Fe2+ (ferric ielreducing antioxidante Power, FRAP) para medir la capacidad antioxidante del licopeno en la piel de tomate. Pretratamiento celun campo eléctrico pulsado la actividad antioxidante delicopentotrans.Fue mejorado. WANG etAl.[22] compararon la actividad antioxidante del licopenque contiene 5, 30 y 55% de isómeros cis. Usando DPPH y ABTScomo indicadores, las concentraciones inhibidoras de cincuenta por ciento (IC50) de las muestras fueron 140, 110 y 80 μg/mL,y 80, 60 y 35 μg/mL,respectivamente, lo que indica que la actividad antioxidante del licopenaumentó con el aumento del contenido de isómeros cis.

2.2 efecto antiinflamatorio

En la actualidad, la investigación sobre el mecanismo de lycopene&#El efecto antiinflamatorio se encuentra aún en fase exploratoria. Por ejemplo, Zhang Dan etAl.[23] encontraron en experimentos con animales que el licopenreduce la inflamación al inhibir la activación de la proteína del factor nuclear − B(factor nuclear kappa-B,NF- − B) en la vía inflam; También reduce el nivel de los factores inflamatorios séricos y protege los riñones. Zhao Qinx etAl.[24] estudiaron el efecto terapéutico del licopeno en combinación con quercetina y curcumina en la Prostatitis.crónica en ratas y encontraron que el licopenpuede reducir el nivel de expresión de factores inflamatorios, inhibide la fosforilación de NF- − B y mejorar la actividad transcripcional de Nrf2 para tratar la prostatitis en ratas.

SHEN etAl.[25] estudiaron el efecto del licopeno en la enfermedad cardiovascular inducida por el di(2-etilhexil) ftalato en los corazones de ratones de grado libres de patógenos específicos (SPF). Los resultados mostraron que el licopencausa un aumento en la actividad de la glutatión peroxidcardíaca (GSH-Px) y un aumento en los niveles de glutatión cardíaco (GSH), que a su vez suprime el estrés oxidativo causado por el di(2-etilhexilo) ftalato y previene la enfermedad cardiovascular causada por la inflamación crónica.

Además, el licopentambién regula el cuerpo#39;sfunción inmune a través de una variedad de mecanismos. Estudios han encontrado que el licopenpuede promover el cuerpo#39;s inmunidad humoral y celular, protege a los fagocidel daño oxidativo, inhila la activación de la vía de señalización NF-κB [26] y la producción de citocinas inflamatorias (figura 3) [27]. Estos mecanismos juntos promueven el body's equilibrio inmune, ayudan a resistir la inflamación, y desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la salud y la prevención de la enfermedad. Senembargo, debido a la naturaleza liposoluble del licopen, tiene baja solubilidad en agua y es difícil de extraer, lo que resulta en una baja biodisponibilidad. Por lo tanto, algunos estudios han construido un sistema de administración de licopencomo las micropartículas lipí[28] para mejorar significativamente su estabilidad y solubilidad en agua y aumentar su biodisponibilidad. Además, un sistema de codigestión compuesto por licopeno y flavonoides puede mejorar eficazmente su tasa de absorción y biodisponibilidad en el cuerpo [29].

2.3 efecto anticcáncer

El licopenes un compuesto naturalCon posibles efectos contra el cáncer. Puede afectar el ciclo celular, regular la expresión de proteínas quinasa reguladas por los signos extracelfosforiladas, cambiar la flora intestinal, afectar la formación del cáncer y prevenir el cáncer colorrectal [30]. El licopentambién puede inhibir eficazmente la proliferación de células cancerosas de próstata, promover la apoptosis, prevenir o tratar el cáncer de próstata al bloquear las moléculas de Unión gap e inhibila formación de colonias, afectando la adhesión celular y la migración, aumentando los efectos antioxidantes y antiproliferativos y reduciendo las citocinas inflamatorias [31].

Además, los posibles mecanismos por los cuales el licopeno previene el cáncer de esófago incluyen principalmente: Reduciendo significativamente la expresión de citocinas inflamatorias y proteínas cisteína proteasa, inhibide la NF- − B y la ciclooxigen, y promoviendo la apoptosis de células cancerosas [32]. Zhu Yunchen etAl.[33] estudió el efecto del licopenen la raíz de las células madre del cáncer de mama. En los resultados se observó que el licopeninhila la vía de señalización NF-κB al suprimir especies reactivas de oxígeno, inhibiendo así el crecimiento de las células madre del cáncer de mama y aumentando su sensibilidad terapéutica. En resumen, el licopenejerce efectos anticancermediante múltiples mecanismos que previenen enfermedades relacionadas y merece atención y promoción en la dieta diaria.

2.4 regula el sueño

El consumo a largo plazo de alimentos ricos en licopenpuede mejorar eficazmente las capacidades cognitivas y de memoria de los ancianos [34] y prevenir enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer#39;s disease, Parkinson's enfermedad y Huntington&#Enfermedad de 39;s [35]. El licopeno protege el sistema nervioso central del cerebro a través de diversos mecanismos, como la inhibición del estrés oxidativo, la mejora de la función mitocondrial, la regulación de las respuestas inflamatorias, y la inhibide la apoptosis [36-37], mientras que también tiene un cierto efecto en la mejora de los trastornos del sueño.

EL MORSYetAl.[38] encontraron que EL licopenpuede activar la vía del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), un indicador de insom, inhibide la apoptosis neuronal y aumenta la plasticidad sináptica. El licopentambién puede reducir la deposición de la proteína amiloide − (un−) al inhibir la activación del receptor tipo toll 4 (TLR4) y el NF- − B (figura 4) [39], mejorando así la respuesta neuroinflamatoria inducida por el mismo. KHAN etAl.[40] investigaron la relación entre la duración del sueño y el consumo de una dieta rica en licopen; en los resultados se observó que una dieta rica en licopentiene un efecto positivo en la regulación del sueño [41]. Desde una perspectiva neurobiológica, esto puede ser causado por el efecto antiinflamatorio de licopeno, y el mecanismo puede ser que mejora el estrés oxidativo y activa la proteína quinasa activpor mitógeno (MAPK)/ extracelular quinasa regulada por señal (ERK) vía de señalización [42-43]. Bajo condiciones de estrés, el eje hipotalámico-pituitsuprarrenal (HPA) y el sistema nervioso simpático se activdurante un período prolongado de tiempo, lo que resulta en disfunción del eje hha e insom[44], lo que indica una correlación entre el licopeno y la regulación del sueño.

3 tecnología de extracción de licopeno

En los últimos años, el licopeno se ha utilizado en diversos alimentos debido a sus excelentes propiedades, lo que ha atraído una amplia atención a la tecnología de extracción de licopeno. Por lo tanto, se resumen y comparan los principios, ventajas y desventajas de las tecnologías de extracción de licopeno, como se muestra en la tabla 1.

As can be seen desdeTable 1, there are currently six common technologies paraextracting lycopene, dewhich the organic Disolvente solventeExtracción de extracciónmethod is the most widely used. In industrial production ylaboratory Extracción de extraccióndelycopene, organic solvents such as petroleum ether yacetone are often used [54]. However, organic solvents are harmful to the human body ytherefore cannot be used in the food industry. SuperCrítica críticaCO2Extracción de extracciónis a green ysafe method for extracting Li;;;;;;;;;;;;;;;;;yis expected to be used in the food ypharmaceutical industries. Secondly, auxiliary Extracción de extraccióntechniques can improve the quality deLi;;;;;;;;;;;;;;;;;yincrease its Extracción de extracciónefficiency.

Además, los diferentes métodos y condiciones de extracción tienen diferentes efectos sobre la proporción de isómeros de licopeno. Por ejemplo, factores como la temperatura, la presión y el tipo de disolvente utilizado en el proceso de extracción pueden afectar la isomeridel licopeno [55]: las condiciones de alta temperatura y de extracción prolongada suelen promover la isomeritérmica, mientras que las temperaturas bajas o disolventes específicos pueden ayudar a mantener la estructura isomérica original del licopeno. Por ejemplo, Deng Aihua etAl.[56] estudiaron los efectos de los parámetros de extracción supercríticos en el rendimiento y la actividad del licopeno. Encontraron que al extraer licopen, el rendimiento de licopenaumentó con la temperatura a partir de 40 °Cy a presiones de 20 a 40 MPa. Cuando la temperatura de extracción supercrítica exceda los 70 °C,tendrá un efecto significativo sobre la actividad antioxidante y la composición de los isómeros de licopeno. Por lo tanto, de acuerdo con los requisitos de aplicación, las condiciones de extracción y la tecnología de procesamiento deben optimizarse para aumentar la proporción de isómeros de licopeno y su actividad biológica, con el fin de desarrollar ingredientes alimentarios naturales más eficientes y promover su aplicación en el sector alimentario.

4. Aplicación de licopenen el sector alimentario

Dado que el contenido de licopenen los alimentos comunes es bajo y no puede satisfacer las necesidades de todo tipo de personas, ha surgido el desarrollo de alimentos saludables enriquecidos con licopen.

4. 1 para suplementos dietéticos

Dietary supplements are used as a supplement to the diet. They are nutritional health products that use vitamins, minerals, plant extracts, etc. as the main raw materials to supplement essential nutrients ybioactive substances for specific groups depeople, to balance nutrient intake yregulate body functions [57]. At present, most dietary supplements conLi;;;;;;;;;;;;;;;;;as the main active ingredient are in the form desoft capsules. Consuming lycopene soft capsules can effectively reduce diseases caused porfree radical damage, improve immunity, and prevent enfermedadand envejecimiento[58]. For example, Sui Jingjing etAl.[59] studied the Efecto efectoEl licopenoganoderma Lucidum.esporasEl petróleosoft capsules on Inmune inmune inmunefunction. The results showed that consuming the soft capsules is safe and harmless, and can improve the body's una fuerte base científica para el desarrollo de nuevos productos. Zhao Wenfa etAl.[60] investigaron el efecto hipolipidémico del aceite de espino cerrojo de mar en cápsulas blande de licopeno en ratas hiperlipidémicas experimentales. Los resultados mostraron que las cápsulas blanpodrían reducir significativamente los niveles de colesterol sérico total, triglicséricos y colesterol de baja densidad en el suero de ratas hiperlipidémicas, mientras que no tienen un efecto significativo sobre el nivel de colesterol de lipoproteínas de alta densidad. Esto demuestra que el aceite de espino espino de mar licopencápsulas blantienen un efecto hipolipidémico.

4.2 para productos de panadería

La adición de licopeno a los productos horneados puede mejorar sus propiedades antioxidantes y prevenir eficazmente una disminución de la calidad nutricional durante la producción, el envasado, el transporte y el almacenamiento [61]. AHMAD BHATetAl.[62] estudiaron el efecto del licopeno en la calidad nutricional y la vida útil de las galletas de harina integrAl.Los resultados mostraron que después de la adición del ingrediente activo, no hubo cambios adversos en las propiedades físicas y sensoride la masa y las galletas, y la actividad de eliminación de radicales libres DPPH y la inhibición de la peroxidlipíde los productos se mejoraron significativamente. LUISunGarcía etAl.[63] produjeron productos cárnicos de hamburguesas enriqucon licopeny encontraron que agregar licopena a los productos cárnicos de hamburguesa no sólo les dio un color único, sino que también mantuvo buenas propiedades sensori. Además, complementar los productos horneados con licopenes una posible intervención nutricional para prevenir la obesidad, ya que la fuerte capacidad antioxidante del licopenmejora el metabolismo lipídico y evita la formación de peroxilípidos [64].

4.3 utilizar como aditivo alimentario

Lycopene is used in the production demeat products as a preservative substitute. Adding it to chicken not only reduces oxidation, but also effectively improves its color and texture, extending the shelf life [65]. Secondly, lycopene can also be enconnitrites to convert nitrates into nitric oxide, reducing the residue detoxic additives in food [66]. Thirdly, lycopene can also be used as a food coloring agent in sports drinks, compound fruit juice drinks and the development denew drinks [67]. BOCKUVIENE etAl.[68] developed a new water-soluble lycopene delivery syloporcomplexing lycopene conlow-molecular-weight chitosan, expanding its aplicaciónin food processing. Furthermore, lycopene is also used as a natural coloring agent instead desynthetic dyes in food [69].

Chernyshova etAl.[70] elaboraron un helado de licopeny encontraron que el producto podía aliviar la inflamación del cuerpo y reducir el riesgo de acné. Además, el estrés oxidativo es un factor importante en la formación de peróxidos. STOLL etal. [71] estudiaron el efecto del extracto de carotenoides poli (ácido) membranas en el almacenamiento de aceites comestibles. Los resultados mostraron que el uso de antioxidantes naturales como el licopenpara preparar empaque activo es una forma efectiva de inhibir la formación de peróxidos. Por último, el licopentambién se puede añadir al aceite comesticomo un estabilidieteficaz para reemplazar los conservantes sintéticos e inhibir la oxiddurante el almacenamiento a largo plazo [72].

Otras aplicaciones

Lycopene is insoluble in water and is easily degraded by environmental influences. The use of microencapsulation tecnologíacan improve its stability, so that lycopene can maintain better color and storage estabilidadduring the extrusion of rice flour, cake processing and other processes. In addition, this technology can also achieve controlled or targeted release of functional ingredients. Wang Deping etal. [73] used lycopene as the core material, and cassava starch, potato starch, and high-acyl vegetable gel as the wall material ingredients to develop a new type of high-physiological-funciónlycopene pearl powder round soda water, which has the Efecto efectoof neutralizing stomach acid. In addition, in food industry applications, it extends the Tomate tomateindustry chain and promotes the comprehensive utilization and development of lycopene.

5 resumen y perspectivas

En resumen, el licopenes un importante extracto natural de la planta con una variedad de actividades biológicas y funciones de salud. Estas propiedades hacen que el licopentenga amplias perspectivas de aplicación en la industria alimentaria, especialmente en el campo de los alimentos. Sus diversas aplicaciones han atraído una amplia atención hacia la tecnología de extracción del licopeno. Al extraer licopeno, el método de extracción y las condiciones deben considerarse de manera integral para aumentar la proporción del isómero cis del licopeno, con el objetivo de preparar ingredientes alimentarios naturales funcionales altamente eficaces.

Al mismo tiempo, el licopenenfrenta algunos problemas y desafíos en la producción y aplicación: 1) limitaciones de la tecnología de producción [74]: la producción de licopentodavía presenta algunas dificultades técnicas, como baja eficiencia de extracción y alto costo, lo que limita su aplicación a gran escala; 2) aceptación del mercado [75]: aunque se han reconocido científicamente los beneficios del licopenpara la salud, el mercado y#39;s la aceptación de nuevos ingredientes funcionales varía, especialmente porque puede variar entre diferentes culturas y regiones; 3) regulaciones y normas [75]: las normas de seguridad para los aditivos alimentarios varían en los diferentes países y regiones, lo que representa un reto para la promoción internacional de los productos de licopeno; 4) forma y función del producto único: en la actualidad, los productos con licopencomo ingrediente funcional principal existen principalmente en forma de cápsulas blandas, y sus funciones se concentran principalmente en mejorar el cuerpo#39;s inmunidad. Otros alimentos con aplicaciones bioactivas necesitan urgentemente un mayor desarrollo. Con más investigación sobre la tecnología de extracción y el mecanismo del licopeno, más nuevo Tipos de alimentos saludables aparecerán en el futuro.

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