Estudio sobre el uso del extracto de luteína en polvo de la flor de caléndula

Xantofilas son un tipo de pigmento carotenoide natural que no es activo en términos de VA. También conocido como "fito-luteína", que se encuentran ampliamente en la naturaleza. Este pigmento natural está atrayendo más y más atención debido a su color brillante, fuerte poder de coloración, seguridad y no toxicidad, fuerte capacidad antioxidante, capacidad para prevenir el envejecimiento humano, y el valor nutricional sin efectos secundarios. Ahora está de moda a nivel internacional agregar una cierta cantidad de luteína a los alimentos para hacer"Lutein Vegetarian Foods (en inglés)", que puede prevenir una serie de enfermedades causadas por el envejecimiento de órganos en el cuerpo humano. Una gran cantidad de evidencia epidemiológica muestra que la luteína tiene un efecto protector sobre la visión y tiene el efecto de prevenir cataratas, aterosclerosis y mejorar la inmunidad. En particular, desempeña un papel importante en la prevención dela aparición del cáncer y el retraso de su desarrollo. Actualmente es un punto caliente en la investigación de ingredientes alimentarios funcionales a nivel internacional. Por lo tanto, como un nuevo tipo de aditivo alimentario para la salud, la luteína tiene amplias perspectivas de desarrollo en la elaboración de alimentos saludables en el siglo XXI. Este documento resumirá el progreso de la investigación de luteína en el país y en el extranjero y mirar hacia adelante a sus futuras perspectivas de aplicación.

1 efectos fisiológicos y preparación de luteína

1.1 composición de la luteína

Luteína, también conocida como 3' 3-dihidroxialfa-carotenoTiene la fórmula molecular C40H56O2 y un peso molecular de 568,85. La investigación ha demostrado que la estructura básica de la luteína son dos anillos de carbono hexagonales conectados por una larga cadena que contiene un enlace doble conjugado de dieciocho átomos de carbono. Tiene tres centros quirales con ocho estereoisómeros, por lo que es difícil de sintetizar químicamente. Sólo se puede extraer de plantas naturales hasta la fecha.

1.2 Lutein&#efectos

Protección de la vista

La luteína juega un importante papel protector en la mácula de la retina. La falta de luteína puede conducir fácilmente A la degeneración macular y visión borrosa, que A su vez puede conducir A síntomas tales como la degradación de la visión y la miopía.La luteína es un precursor del VAPuede convertirse en AV en el cuerpo humano. Las principales funciones fisiológicas de la luteína en el ojo son como un antioxidante y para la fotoprotección. El nervio óptico no es regenerativo y es extremadamente vulnerable a los radicales libres dañinos. Lutein's el efecto antioxidante puede inhibir la formación de radicales libres dañinos. La luteína puede absorber una gran cantidad de luz azul. La longitud de onda de la luz azul visible es cercana a la luz ultravioleta, y es el tipo de luz visible más potencialmente dañina que puede llegar a la retina. Antes de llegar a las células sensibles de la retina, la luz pasa primero a través del área con la concentración más alta de luteína. Si el contenido de luteína en la mácula es alto, este daño puede ser minimizado.

1.2.2 efecto antioxidante

Polvo de luteínaTiene un fuerte efecto antioxidante, inhibiendo la actividad de los radicales libres activos del oxígeno y previniéndolos de dañar células normales. Los experimentos han demostrado que los radicales activos del oxígeno pueden reaccionar con el ADN, las proteínas y los lípidos, perjudicando sus funciones fisiológicas y causando enfermedades crónicas tales como cáncer, la aterosclerosis y la degeneración macular del ojo. La luteína puede inactivar el oxígeno singlete a través de la extinción física o química, lo que protege al cuerpo del daño y mejora su función inmune.

1.2.3 efecto colorante

La luteína tiene un color amarillo brillante, es insoluble en agua, soluble en aceite y etanol, tiene un fuerte poder color, y es resistente a la luz, calor, ácido y álcali. Puede ser ampliamente utilizado para colorear pasteles, dulces, condimentos, encury piensos. También se puede utilizar para colorear productos para la salud, tabletas de recubrimientos y cápsulas. Ya se utiliza como colornatural en aditivos alimentarios en China. Algunos países europeos y americanos también han listadoLuteína como coloralimentarioDando a la comida un hermoso color amarillo dorado.

1.2.4 efecto antiaterosclerosis

Resultados de investigaciones recientes muestran que la luteína tiene un efecto retaren las primeras etapas del endurecimiento de las arterias. El factor principal es la relación entre los cambios en el espesor del revestimiento interno de las arterias principales y el contenido de luteína en la sangre. Un bajo contenido de luteína en la sangre es muy probable que cause que las paredes arterise espese. elEl contenido de luteína aumenta gradualmenteLa tendencia de las paredes arteripara engrosdisminuye, y los bloquearterise reducen perceptiblemente. Al mismo tiempo, la luteína en las células de la pared arterial también puede reducir la oxiddel colesterol LDL.

1.2.5 efecto anticanceroso

Muchos estudios han demostrado que la luteína tiene un efecto inhibitorio en una variedad de cánceres, como el cáncer de mama, cáncer de próstata, cáncer de recto, cáncer de piel, etc. Según un estudio reciente realizado por el colegio de farmacia de la universidad de nueva York, existe una fuerte correlación entre una menor incidencia de cáncer de mama y el consumo de luteína. El estudio encontró que la incidencia de cáncer de seno en el grupo experimental con bajo consumo de luteína fue de 2,08 a 2,21 veces mayor que en el grupo experimental con alto consumo de luteína. Este efecto puede implicar efectos inmunomodulatorios indirectos en sinergia con otros tejidos de órganos. El estudio concluyó queConsumo dietde luteínaNo sólo suprime los tumores, pero incluso puede prevenir la tumorigénesis. Las instituciones pertinentes recomiendan que una ingesta diaria de 400-600 g de frutas y verduras per cápita puede reducir el riesgo relativo de cáncer en un 50%.

1.2.6 prevención y tratamiento de la retinopatía diabética

La retinopatía diabética es causada por un daño a largo plazo a los capilares de la retina del ojo por un nivel alto de azúcar en la sangre: el flujo sanguíneo se hace más lento, los tejidos se vuelven privados de oxígeno, las paredes de los capilares se degenery se vuelven quebradizas, y microaneuris, hemorragcomo puntos o sáqueas, y exudados como de algodón y lana aparecen en la retina en el polo posterior del fondo del ojo, causando pérdida de la visión. Si el tratamiento no se inicia rápidamente, el daño progresará aún más. Debido a la falta de oxígeno, se formarán nuevos vasos sanguíneos en la retina, lo que puede provocar hemorragia vítrea, retinopatía proliferativa, desprendimiento de retina por tracción, glaucoma secundario, etc., y causar ceguera. La luteína puede mejorar significativamente la resistencia de los vasos sanguíneos, restaurar el equilibrio entre la presión osmótica dentro y fuera de los vasos sanguíneos, reducir la permeabilidad de los vasos sanguíneos, inhibir la fuga de sustancias en los vasos sanguíneos, garantizar la integridad de los vasos sanguíneos en los ojos, y garantizar un suministro adecuado de sangre a los ojos. También evita que los radicales libres se adhieran al colágeno del ojo, fortalece la estructura de colágeno de la retina, mejorando así la tasa de tratamiento de varias enfermedades de la retina, tales como retinopatía diabética, retinitis pigmentosa, retinopatía hemorrágica e hiperten, y degeneración macular, y mejorando y restaurla pérdida de visión causada por estas condiciones.

1.3 separación y extracción de luteína

La luteína es un pigmento natural que se encuentra ampliamente en los vegetales, flores, frutas y ciertas algas. Es el principal componente de los pigmentos vegetales en el maíz, verduras, frutas y flores.La luteína fue extrapor primera vez en 1831Por Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder de carrot roots. Más tarde, Berzdlius extraluteína de las hojas amarillas de otoño en 1837. Posteriormente, otros investigadores también extraen luteína de verduras de color verde oscuro como la col riza, la col riza, espinespin, etc., flores como caléngolde, así como algas y yemas de huevo. En los últimos años, con la creciente demanda de luteína, los investigadores nacionales y extranjeros se están esforpor encontrar métodos de extracción con mayores rendimientos. Actualmente, existen principalmente los siguientes métodos para extraer luteína.

1.3.1 método de extracción con disolvente orgánico

La extracción con disolvente orgánico es, con mucho, el método más utilizado para extraer luteína. Los disolventes orgánicos comúnmente utilizados incluyen hexano, etanol, acetona, acetato de etilo, éter de petróleo, etc. El pigmento amarillo en las marigolds es insoluble en agua bajo condiciones neu, mientras que su solubilidad en etanol aumenta significativamente. Por lo tanto, pero Jixing [1] utilizó etanol como disolvente para la extracción en condiciones alcalinas. El extracto fue de color amarillo marrón, yel sólido marrón se obtuvo por destilación al vacío, concentración, precipitación y secado.

Zhou Yanfang et al. [2] utilizaron un extractor de Soxhlet y un método de cococción por refpara extraer el pigmento de las partículas de calosina, yel rendimiento de extracción del pigamarillo calosina podría alcanzar el 22,6% después de 7 h a una relación material-líquido de 1:4. Song Hao et al. [3]Estudió la solubilidad de la luteína en caléndulaEn varios disolventes orgánicos puros tales como tetrahidrofurano, éter de petróleo, hexano, acetona, y mezclas binde estos disolventes y etanol. Los resultados mostraron que el disolvente mixto bicomponente apropiado tenía un mejor efecto de extracción de luteína que los disolventes puros. En otro estudio, al extraer el pigmento amarillo del maíz de la pulpa amarilldel maíz, se seleccionun aceite solvente con una fracción de masa hexana de hasta 74% a 80%. De acuerdo con el principio de la extracción líquisólido, el propósito de la lixiviación de pigmentos se logra por difusión molecular cuando hay una diferencia de concentración entre las fases líquido y sólido, y por difusión conveccuando una fuerza externa se aplica por un ciclo de bomba.

1.3.2 método de extracción por microondas

En la actualidad, la tecnología de extracción por microondas se utiliza cada vez más en las personas#39;s producción y vida, y ha logrado buenos resultados, especialmente en la extracción de pigmentos naturales. La extracción por microondas hace uso de su alta eficiencia y fuerte selectividad, así como sus ventajas de ser fácil de operar, producir pocos subproductos, alto rendimiento y fácil purificación del producto. Bajo la rápida vibración de 2.450 millones de veces por segundo generada por el magnetrón, las moléculas en el material vegetal chocan y se aprietan unas contra otras, acelerando la lixiviación de los pigmentos naturales. Sus ventajas residen no sólo en la reducción de los costes de inversión y explotación de los equipos, sino también en el cumplimiento de los requisitos de protección del medio ambiente. Por lo tanto, la extracción por microondas tiene amplias perspectivas de aplicación en la extracción de pigmentos naturales.

Li Jianying y Deng Yu [4] estudiaron elExtracción de luteína de fuentes vegetales-citrus Peel and tea-using microwave heating (en inglés). Exploraron los efectos de factores como la potencia de microondas, el disolvente de extracción, la proporción de material, el tiempo de extracción, la secuencia de extracción y el tamaño de partícula de la muestra en la tasa de extracción del producto, y finalmente concluyeron que el principal orden de influencia era: potencia de microondas > Relación material/líquido > Tiempo de extracción. Zhao Zhiguo y Zhang Hua [5] también utilizaron cáscara de cítricos como materia prima y extrajeron luteína por calentamiento por microondas y obtuvieron las condiciones óptimas: aceite disolvente n º 6 como agente de extracción, potencia de microondas de 800 W, tiempo de extracción de 25 min y relación material de 1/10. La tasa de extracción de luteína de la cáscara de cítricos fue la más alta, alcanzando el 74.12%.

1.3.3 extracción supercrítica de CO2

La tecnología de fluidos supercríticos es una nueva tecnología de separación química que se ha desarrollado en los últimos 20 años. Cada vez se utiliza más en la extracción de productos naturales debido a sus propiedades no tóxicas e inofensivas, fuerte solubilidad, bajo residuo de disolvente y alta pureza del producto. Se utiliza la influencia de la presión y la temperatura sobre la solubilidad de fluidos críticos. Se lleva a cabo mediante el contacto de una mezcla de sólido o líquido a separar con un fluido supercrítico a alta presión, y luego la reducción de la presión y el aumento de la temperatura para convertir el fluido supercrítico en un gas normal. Esto permite que los diversos componentes sean extraídos selectivamente en orden de polaridad, punto de ebulliy masa molecular relativa, logrando así el objetivo de separación y purificación. Un método paraRefinde luteína por extracción supercríticaHa sido divulgada, que comprende una extracción preliminar de extracto de caléndica en una olla de extracción y una posterior post-extracción, seguido por el producto final luteína. Este invento no sólo elimina los olores y aumenta el contenido de luteína a más de 200 mg/kg, sino que también cuenta con un proceso de producción simplificado, un ciclo de producción corto y una alta eficiencia de producción.

Li Gaofeng et al. [6] extrajeron luteína de partículas de flores desecadas de Marigold mediante extracción supercrítica con CO2 y concluyeron que las condiciones óptimas del proceso eran una presión de extracción de 45 MPa y una temperatura de 50 °C; Una presión de separación I de 8 MPa y una temperatura de 55 °C, con el extracto principal recogido en el tanque de separación I; Y una presión de separación II de 4 MPa y una temperatura de 20 °C, con las impurezas recogidas en la separación II. En estas condiciones, elEl extracto de luteína tiene una alta tasa de extracción. Liang Lin [7] utilizó la tecnología de extracción de CO2 supercrítico para extraer luteína del orujo de espino espino de mar, y se determinó que las condiciones óptimas del proceso eran una temperatura de 48 °C, una presión de 35 MPa, una presión de separación de 15 MPa y una dosis de agente de arrastre de 9 mL.

1.3.4 tratamiento enzimático

El método enzimdestruye la integridad de la estructura celular, por lo que las sustancias dentro de las células están más expuestas durante la extracción, aumentando la permeabilidad del aceite. Dado que la pared celular de la planta se compone principalmente de polisacáridos, celuly hemicelulasa tienen la mayor actividad en la degradación de polisacáridos y producir los mejores resultados. Sin embargo, en la producción real, varias enzimas incluyendo la celulasa a menudo se usan juntas para lograr mejores resultados. Matoushek [8]estudió el método de disolución de flores frescas de calomelas en agua (10%, p /v), tratándolas primero con celulasa y luego extrayéndolas con un solvente orgánico (cloroformo o hexano). En comparación con el grupo de control sin enzimas, el rendimiento se incrementó en un 36%.

Delgado-Vargas y paredes-lópez [9]estudiaron el tratamiento enzimacudel del polvo de la flor de caléndula, seguido de la extracción con una mezcla de hexano-etanol-acet- tolueno (10:6:7:7), que aumentó significativamente elTasa de extracción de luteína. La degradación enzimde las flores de caléndula no causa isomeride luteína, y el polvo de caléndula tratado enzimáticamente tiene el contenido más alto de todo-trans luteína, hasta 25.1 g/kg de peso seco [10]. Sin embargo, debido al largo tiempo de reacción del método de tratamiento enzim, la gran cantidad de humedad en el proceso de tratamiento enzimnecesita ser eliminada antes de la extracción con solvente, lo que limita la aplicación práctica del método anterior.

BARZANAE et al. [11]propuun método para realizar simultáneamente una reacción enzimy la extracción con disolvente orgánico, utilizando una serie de hidrolasas para degradcomponentes de la pared celular en un medio con principalmente disolventes orgánicos y bajo contenido de humedad. En cuanto a la selección de hidrolasas, navarrete-bolaños JL et al. [12-13] estudiaron el efecto de un preparado enzimno comercial en la extracción de luteína de flores de Marigold. Esta enzima fue sintetizpor un microorganismo endfítico producido durante el proceso de ensi, y tuvo una alta actividad de celulasa y un buen efecto de extracción. Li Xiuxia et al. [14] estudiaron el asistido ultrasoni-enzim.Proceso de extracción de luteínaA partir del polvo de proteína de maíz, y determinó que los parámetros óptidel proceso para la extracción enzimde luteína a partir del polvo de proteína de maíz fueron una concentración enzimática de 7682 U/g, una concentración de sustrde 818% y un tiempo de hidrólisis enzimde 212 h. El rendimiento de este proceso fue de 65 μg/g, lo cual fue consistente con los resultados previstos.

1.3.5 tecnología de separación por membrana

La microfiltración por membrana cerámica (MF) se utiliza para refiny purila la solución de extracción, y las membranas de ósmosis inversa (RO) se utilizan para concentrar el filtrado. Este proceso utiliza la tecnología de separación por membrana como método principal, en sustitución de la purificación de alcohol tradicional y la concentración de evapor. El proceso es simple, la solución de pigmento es básicamente operado a temperatura ambiente, lo que ahorra energía y garantiza la calidad del producto pigmento. Por lo tanto, desde la perspectiva de la reducción de costes y la mejora de la calidad del producto, el uso de la tecnología de separación por membrana para la extracción de pigmentos naturales es extremadamente valioso.

1.3.6 extracción de luteína por secado

En el extranjero se ha desarrollado un nuevo tipo de secador de tambor rotativo para secar y bati.Los pétalos de las caléndulas o caléndulas, de los que se puede extraer la luteína. Cuando la relación de batimiento es diferente, la eficiencia de batifluctúa entre 70% y 90%. La cantidad de luteína depende del tiempo de secado, pero para el mismo tiempo de secado, la luteína que se extrae por secado a 70 °C es menor que la que se extrae a 60 °C.

2 aplicación de luteína

Debido a su color brillante, fuerte poder color, buenas propiedades antioxidantes, seguridad y no toxicidad, y un rico valor nutricional, el pigmento natural luteína ahora se utiliza más y más ampliamente en muchos campos como la alimentación animal, alimentos, productos para la salud, cosméticos y tabaco.

2.1 luteína en aditivos alimentarios

2.1.1 coloración

Hojas de bamb, etc. [16] la adición de una cierta cantidad de luteína al alimento de pollo mejora el color de la yema de huevo y mejora la calidad de la yema de huevo y la blanca. La luteína también puede dar a las cáscaras de huevo, la piel y los músculos de los peces un color amarillo, naranja o rojo de la yema de huevo. Liang Xiangjun et al. [17] agregó luteína a la alimentación, lo que mejoró significativamente el color del cuerpo de los peces de colores, aumentó el contenido de luteína en las escamas, piel, músculos y aletas de la cola, e hizo que el pez de colores 's color del cuerpo más vibrante. El pigmento utilizado comúnmente en piensos para acuicultura esastaxantinaTipo de luteína. Se reconoció por primera vez que la astaxantina puede hacer la carne de salmón y trucha rosa. Del mismo modo, astaxantina también se utiliza comúnmente como un agente coloren en la alimentación de camarón.

2.1.2 mejora la fertilización de huevos y el porcentaje de nacimientos

Estudios han encontrado que el sistema circulatorio y la zona vascular del embrión se desarrollan más rápido en los huevos con alto contenido de luteína.Luteína en la yema de huevoTambién promueve la acumulación de grandes cantidades de VA y glicógeno en el embrión#39;s hígado, promueve la absorción de lípidos en el embrión#39;s hígado, y mejora la fertilización de huevos y nacimientos. Una profunda investigación realizada por investigadores extranjeros ha encontrado que en ciertas aguas, la razón por la que el salmón y la trucha adultos no pueden reproducirse es porque sus huevos y alevines carecen de astaxantina. El contenido de astaxantina de los huevos de salmón y trucha está positivamente correlacionado con su tasa de eclo. el contenido de astaxantina de los huevos de salmón y trucha está positivamente correlacionado con su tasa de eclosión.

2.1.3 mejora la inmunidad

La luteína puede mejorar la reproducciónSupervivencia y capacidad inmune del ganado, peces y camarones, y también proteger los lípidos de la oxid. Estudios extranjeros han encontrado que la luteína puede estimular a las gallinas ponedoras de huevos a producir respuestas de anticuerpos contra el virus de la bronquitis. Tian Heshan et al. [18] mostraron que la adición de luteína puede mejorar la actividad de las enzimas antioxidantes en el hígado de los pollitos y reducir el contenido de peróxido lipídico MDA.

2.2 luteína en aditivos alimentarios

La luteína no es tóxica y segura, tiene excelentes efectos fisiológicos, y cumple con las características de los aditivos alimentarios como ser "natural", "nutritivo" y "multifuncional". Cuando se añade a los alimentos junto con otros nutrientes complementarios beneficiosos, tiene un buen efecto nutricional y promotor de la salud. En el mercado internacional, el precio de 1 g de luteína es equivalente a 1 g de oro, y se conoce como "oro vegetal". añadirCierta cantidad de luteína en los alimentosPuede prevenir una serie de enfermedades causadas por el envejecimiento de órganos en el cuerpo humano, y tiene un buen efecto en la prevención del envejecimiento humano, degeneración macular relacionada con la edad, cataratas, etc.

Sin embargo,La luteína en sí misma no es soluble en aguaLigeramente soluble en aceite, y muy susceptible a la oxid. Además, bajo algunas condiciones de procesamiento, tales como calentamiento y luz, se oxidará y perderá actividad, por lo que no puede ejercer sus efectos sobre la salud. Actualmente, los preparados de luteína desarrollados en el mercado mejoran enormemente la conveniencia de añadir luteína y también mantienen su actividad. Usándola directamente en medios de aceite como crema y aceite de cocina, o usando la tecnología de incorporación de microcápsulas para incrustar y dispersar la luteína en aceite vegetal, almidón, gelatina y otras matrices, y aislarla de la luz y el aire para mejorar la estabilidad. En la actualidad, esta preparación se ha utilizado ampliamente en bebidas, productos lácteos, dulces, galletas, helados, mermeladas y tabletas masticables, abriendo nuevas ideas para el desarrollo futuro de una amplia variedad de alimentos que protegen los ojos.

2.3 luteína en productos farmacéuticos y de salud

Lutein's efecto protector sobre la retina: la luteína es el único carotenoide que se encuentra en la retina humana. Se deposiselectivamente en la mácula y en toda la retina, y estos pigmentos amarillos evitan eficazmente las reacciones oxiden la retina. Los pigmentos maculares a base de luteína son eficaces en el tratamiento y la prevención de la degeneración macular o el daño a la retina, y son el único medicamento eficaz.

La luteína tiene un efecto terapéutico y preventivo significativo sobre las cataratas. La luteína está relacionada con la claridad del cristalcristalhumano, y la ingesta de luteína y el contenido de luteína en la sangre se correlaciona negativamente con la incidencia de cataratas.

(1)La luteína se puede depositar en el cristaldel ojo;

(2) la luteína tiene un efecto inhibitorio sobre el desarrollo de cataratas;

(3) un alto consumo de luteína puede retardar el desarrollo de cataratas.

Además, la luteína tiene ciertos efectos anticancerosos. La luteína tiene un efecto inhibitorio sobre muchos tipos de cáncer (como el cáncer de mama, cáncer de próstata, cáncer de recto, cáncer de colon, cáncer de piel, etc.). Su efecto independiente puede reducir la tasa de crecimiento de las células cancerosas en un 25%, inhibir la oxidde los lípidos de la membrana celular e inducir daño celular.

2.4 luteína en cosméticos

La luteína puede prevenir eficazmente el daño ultravioleta a la piel humana. Como un antioxidante, puede inhibir la actividad de los radicales libres activos del oxígeno y prevenir el daño a la piel normal causado por los radicales libres activos del oxígeno. Por lo tanto, los monómeros de luteína se pueden usar para hacer una variedad de productos para el cuidado de la piel y cosméticos para proteger la salud de la piel y prevenir daños en la piel.

3 perspectivas

Investigación luteínaTiene una historia de más de diez años. Aunque China ha llevado a cabo trabajos de investigación relevantes en la extracción, separación, análisis, detección, desarrollo y aplicación de luteína, todavía hay una brecha considerable en comparación con los países extranjeros. En la actualidad, los precios deAlimentos saludables que contienen luteínaLos complementos nutricionales son relativamente altos en el mercado internacional y los márgenes de beneficio son muy generosos. Por lo tanto, el desarrollo e investigación de luteína de alta pureza y la expansión de sus campos de aplicación se convertirá en el foco de trabajo futuro para los investigadores en China.

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