¿Cuáles son los beneficios del polifenol de extracto de piel de granada?
Las granadas son un alimento con propiedades medicinales que tienen importantes aplicaciones prácticas. Las granadas frescas son comestibles y tienen un sabor dulce y ácido; El zumde granada puede usarse como bebida y tiene un efecto blanqueador; Las semillas de granada pueden usarse para extraer aceite, que es rico en ácido de granada (9c, 11t, 13c-C18:3) y tiene efectos antioxidantes, antiinflamatorios y contra el cáncer [1]; La piel de granada se puede utilizar en la medicina tradicional China y tiene los efectos de astrastrlos de los intestinos para detener la diarrea, detener el sangrado y expulsar gusanos [2].
En los últimos años, la investigación sobre la composición de la cáscara de granada se ha vuelto cada vez más clara [3]. Los estudios han encontrado que la piel de granada es rica en polifenoles, incluyendo principalmente flavonoides (principalmente quercetina) y taninos (principalmente punicalina, punicalina y ácido elágico); Además, también contiene ácidos orgánicos, ácidos fenólicos, esteroides, terpenos, ácidos grasos, triglicériy alcaloides [4]. Los estudios han demostrado que los polifenoles de la cáscara de granada tienen buenas propiedades antioxidantes y tienen perspectivas de aplicación como antioxidantes naturales en la industria alimentaria [5-7].
La piel de granada contiene una amplia gama de taninos(taninos) en altas concentraciones. Los taninos de piel de granada en su mayoría existen en forma libre, la mayoría de los cuales son taninos hidrolizados y taninos condensados, con un pequeño número que existe en forma unida [8]. Los taninos de piel de granada tienen altos requisitos de calidad del agua porque son muy sensibles a los iones metálicos en el agua (la investigación ha demostrado que la cantidad de taninos de piel de granada extraídos en agua pura es casi 30 veces mayor que en el agua potable). En los últimos años, con el avance y desarrollo de la tecnología de extracción, ha habido un número creciente de métodos para extraer polifenoles de la piel de granada [10].
Senembargo, la complejidad de la composición de la cáscara de granada y la falta de normas de valor comercial significa que la extracción de polifenoles de cáscara de granada todavía se enfrenta a muchos problemas. En la actualidad, los métodos de extracción de polifenoles de la piel de granada se centran principalmente en la extracción de crudo con etanol [11]. Después de la extracción, el extracto se enriquutilizando resina macropor, que puede mejorar en gran medida la pureza de los polifenoles, pero la tasa de recuperación de polifenoles es baja, y las perspectivas de aplicación industrial son pobres. Además, debido a la extracción y purificación incompletas, el gran número de componentes detectados dificulta la separación, y la pobre solubilidad de algunos polifenoles es también un factor importante que limita el desarrollo de métodos de detección.
La punicalina y el ácido elágico son los principales componentes de los polifenoles en la cáscara de granada [12]. En los últimos años, han atraído una amplia atención debido a sus efectos médicos, tales como antiinflamatorios y antibacterianos, eliminación de radicales libres [13], antitumoral y contra el cáncer [14], y la mejora de la inmunidad [15]; Además, la punicalina y el ácido elágico tienen muchas funciones en la industria alimentaria, como prevenir la oxidde los lípidos, retrasar la formación de productos de oxidtóxicos y extender la vida útil de los alimentos. La granada ha atraído la atención generalizada por sus muchas funciones, tales como anti-tumor y anti-cáncer [14] y la mejora de la inmunidad [15]. Además, la punicalina y el ácido elágico tienen muchas funciones en la industria alimentaria, como la prevención de la oxidde lípidos, por lo que se refiere a la investigación actual, hay varios métodos para extraer el ácido elágico, pero todos son inefici, dan lugar a altas pérdidas, tienen bajos rendimientos y no son respetucon el medio ambiente. La mala solubilidad es un factor importante que limita su desarrollo.
Este artículo revisa el estado actual de la investigación de la punicalina y el ácido elágico, los principales componentes de los polifenoles de la cáscara de granada. Introduce la purificación y detección de polifenoles de piel de granada y sus funciones, la conversión de los dos isómeros de punicalina, y la disolución y enriquecimiento del ácido elágico, con el objetivo de proporcionar una referencia para la investigación sobre la extracción, detección y modificación de polifenoles de piel de granada.
1 progreso en la extracción y aplicación de polifenoles de cáscara de granada
1.1 extracción cruda de polifenoles de la cáscara de granada
En la actualidad, la extracción de polifenoles de granada se basa principalmente en la combinación de disolventes y métodos auxiliares (ondas ultrasónicas [17-18], microondas [19-20], ultra-alta presión [21-22], métodos enzim[23], tecnología supercrítica [24], etc.), y la mayoría de los fenoles se extraen utilizando disolventes orgánicos como agua o metan, etanol, acetona, etc. [25-26]. Entre ellos, el metanol puede disolver taninos de bajo peso molecular y también puede extraer una gran cantidad de enzimas de la cáscara de granada. Por lo tanto, después de la extracción, la muestra por lo general debe ser deextrapara evitar la reacción [27], mientras que la acetona es la primera opción para la extracción de taninos de alto peso molecular [28].
Cuando se utilizan la mayoría de los disolventes orgánicos para extraer los polifenoles de la cáscara de la granada, los componentes extraídos son complejos y no propician el análisis y la purificación. Al mismo tiempo, la extracción no es completa, y una cierta cantidad de polifenoles (principalmente polifenoles Unidos) y ácido elágico, que es difícil de disolver en agua, permanecen senextraer [29]. Algunos disolventes exhiben una solubilidad superior para los polifenoles de la piel de granada, pero hay problemas tales como ser dañinos para el cuerpo humano, inflamables y explosivos, y difíciles de separar y purificar. Los polifenoles brutos extraídos con disolventes orgánicos se purifican utilizando resina macroporosa [30]. Senembargo, hay problemas como el largo tiempo que toma la adsorción y desorción, y el hecho de que algunos polifenoles no pueden eludirse.
En los últimos años, los disolventes eutéchan atraído una amplia atención en la extracción de productos naturales debido a su alta solubilidad, degradabilidad y respeto al medio ambiente [31]. Sin embargo, no hay reportes sobre su aplicación en la extracción de polifenoles de la cáscara de granada.
1.2 purificación y detección de polifenoles de la piel de granada
La purificación de los extractos crude polifenol de la piel de granada se lleva a cabo principalmente en dos pasos. El primer paso es la purificación por cromatode contracorriente de alta velocidad, y el segundo paso es la adsorción en una columna (sobre todo una columna de fase inversa) [32]. Esto mejora considerablemente la pureza de los polifenoles de la piel de granada, especialmente la pureza de la punicalina. En la actualidad, la purificación de punicalin ha alcanzado un alto nivel, como se muestra en la tabla 1, y la pureza de punicalin puede alcanzar más del 90%. Desde punicalin tiene isó[33-34], fase inversa de alta cromatolíquida de alto rendimiento (fase inversa de alta cromatolíquida de alto rendimiento, RP-HPLC) se utiliza actualmente para detectar punicalin [35]. RP-HPLC puede separar y medir los dos isómeros de punicalina [36-37]. Además, se ha encontrado que las dos punicalinas se pueden convertir entre sí bajo ciertas relaciones y valores de pH, pero las razones específicas para su conversión son desconocidas [38-39].
1.3 avances en la investigación en la aplicación de polifenoles de piel de granada
1.3.1 efecto antioxidante de los polifenoles de la piel de granada
En la industria alimentaria, las propiedades antioxidantes de los polifenoles de la cáscara de la granada han recibido una amplia atención. Representa uno o más antioxidantes naturales. Harada etAl.[41] encontraron que los polifenoles libres de la piel de granada son los componentes principales de los polifenoles y la capacidad antioxidante de los polifenoles libres de la piel de granada es de 10 a 20 veces la de las formas Unidas. No hay mucha diferencia en las propiedades antioxidantes de las capas externa, media e interna de la cáscara de granada.
Huang Daichun etAl.[42] utilizaron una resina macroporpara purilos polifenoles a una pureza de alrededor del 90%. El efecto de eliminar los radicales libres 1,1-difenil-2-picrilhidrazilo (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo, DPPH) y los radicales hidroxilo fue muy superior al del extracto crudo, pero la diferencia en la tasa de eliminación en comparación con la vitamina C fue significativa. Tang Yuanmou etAl.[43] compararon los efectos antioxidantes in vitro de varios polifenoles, usando ácido gálico y extracto de piel de granada como referencias. Encontraron que las tasas de recolección de ácido gálico, extracto de piel de granada y extracto de piel de granada para radicales libres DPPH, radicales libres hidroxilo y radicales libres de aniones superóxido eran diferentes. Los polifenoles de cáscara de granada tienen fuertes efectos antioxidantes in vitro.
Por otro lado, los estudios han demostrado que los polifenoles de la piel de granada tienen mejores propiedades antioxidantes que el 2,6-di-tert-butil-4-metilfenol (BHT) y el butilhidroanisol (BHA) [44]. Xie Zhenjian etAl.[44] compararon la capacidad de inhibir la oxiddel aceite de soja en el mismo tiempo de almacenamiento y cantidad de adición, y encontraron que el orden de la capacidad antioxidante era el extracto de piel de granada > Polifenoles de té > BHA > Extracto de hoja de bamb> Extracto de regaliz > Extracto de romero > BHT. Esto demuestra que los polifenoles de la cáscara de granada tienen perspectivas de aplicación para su uso como un antioxidante natural en aceites y grasas para reemplazar la tert-butilhidroquinona tradicional (TBHQ). La investigación actual indica que la TBHQ plantea riesgos potenciales para el cuerpo humano, y la Unión europea ha prohibido la adición de TBHQ al aceite de cocina. En contraste, países como China y los Estados Unidos todavía usan TBHQ como un antioxidante en el aceite de cocina. En el futuro desarrollo de antioxidantes, los antioxidantes naturales inevitablemente reemplazarán a los antioxidantes sintéticos químicos tradicionales debido a sus ventajas de ser de origen natural, renovable y amigable con el medio ambiente. Sin embargo, los polifenoles de la cáscara de granada son solo ligeramente solubles en aceite, por lo que en el futuro, el foco de la investigación se centrará en la modificación de los polifenoles de la cáscara de granada para mejorar su solubilidad en grasas, manteniendo al mismo tiempo su capacidad antioxidante.
1.3.2 efecto inhibitde los polifenoles de la piel de granada sobre la lipasa
Además de sus excelentes propiedades antioxidantes, se ha encontrado que los polifenoles de la cáscara de granada tienen otras funciones importantes. Ya en 2005, los investigadores encontraron que los polifenoles extraídos del té tienen un efecto inhibitsobre la lipasa, con el ácido gálico mostrando el efecto inhibitmás prominente [45]. Estudios previos han demostrado que los fitoquímicos de los inhibidores de la lipasa pancreincluyen principalmente saponinas, polifenoles, flavonoides, terpenos y cafeína [28]. Según patentes relevantes, los elagitaninos con un grupo hexahidroxidifenilo (HHDP) también tienen buenos efectos inhibit. Se sabe que el grupo HHDP existe en los polifenoles de la piel de granada punicalina y ácido elágico [46].
Poubelle et al. [47] aplicpolifenoles purificados de la piel de granada a la lipasa y los resultados mostraron que los polifenoles de la piel de granada tenían un efecto inhibitsobre la lipasa. Por lo tanto, los polifenoles se pueden añadir a las grasas neupara inhibir la lipasa de utilizar grasas neu, y los productos relacionados pueden ser desarrollados para reducir la tasa de obesidad. Más importante aún, la adición de polifenoles de piel de granada no cambia el sabor del aceite, por lo que se puede añadir a productos como la mantequilla, helado y crema para reducir el body's absorción de grasa y hacen los productos más saludables [28]. Además, algunos estudios han reportado que los polifenoles de la cáscara de granada pueden causar que el color de las grasas y aceites se oscuzca, pero el mecanismo específico de su efecto sobre el color de las grasas y aceites aún no está claro [45].
1.3.3 Pomegranate Peel polyphenols' Eliminación de nitritos y efectos antibacterianos
Los polifenoles de cáscara de granada tienen el efecto de eliminar el nitrito y bloquear la síntesis de nitrosaminas. Las verduras verdes son una fuente importante de nitrato en la dieta. El nitrato y el nitrito pueden usarse como conservantes y colorantes y tienen una amplia gama de usos en los alimentos [44]. Sin embargo, las nitrosaminas, como precursores de las N-nitrosaminas, representan una amenaza para la salud humana. Los estudios han encontrado que los polifenoles de corteza de granada pueden eliminar nitritos, y que el efecto inhibitde los polifenoles de granada sobre las nitrosaminas aumenta con la concentración y el tiempo, y todos exhiuna fuerte capacidad inhibita 100 °C [48]. Además, los polifenoles de la piel de granada también exhiben buenos efectos antibacterianos. Los estudios han demostrado que cuando la solución de polifenol extrade acetona se aplica a microorganismos como Staphylococcus aureus, Shigella dysenteriae, Salmonella y Escherichia coli, muestra efectos antibacterianos significativos. La concentración mínima inhibitoria para Escherichia coli es 3,9 μmol/mL, y la concentración mínima inhibitpara Shigella dysenteriae es 7,8 μmol/mL [49].
2 Punicalagin
Punicalagin (PC) es uno de los componentes de los polifenoles en la cáscara de granada. Como tanino hidrolizable, es fácilmente soluble en agua y soluble en disolventes orgánicos como metan, etanol y acetonitrilo. Es químicamente inestable y se descompone fácilmente bajo altas temperaturas o luz [50]. El laboratorio utiliza principalmente hidróliácida para obtener punicalagina. El peso molecular relativo de punicalagin es 1,083, y su fórmula química es C48H28O30. La estructura molecular contiene múltiples grupos hidroxilo fenó, lo que le da buenas propiedades antioxidantes. La estructura de punicalagin contiene una unidad de hexahydrophenol, una unidad de gallagyl y una unidad de glucosa [51]. Además, la investigación ha encontrado que hay dos isómeros de punicalina [47]. Después de que la piel de granada es extraída y puri, el producto contiene más del 70% de punicalina, y punicalina es también la más alta calidad entre los polifenoles de la piel de granada, que representan hasta el 28,73%, seguido por el ácido elágeno 6,23% [35].
La investigación actual sobre la hidrólide de punicalin se centra principalmente en la hidróliácida. La hidrólide de punicalina puede producir una molécula de ácido elágico y una molécula de punicalina, por lo que la punicalina es una fuente importante de ácido elágico. Punicalin también es químicamente inestable y puede descomponen en gallagic. Los productos completos de hidrólide punicalin son ácido elágico y gallágico [52]. Punicalina tiene un grupo HHDP menos que punicalina, y su estructura molecular contiene 10 grupos hidroxilo fenó, que también tienen una excelente capacidad antioxidante [50]. Los estudios han encontrado que después de tomar una gran cantidad de punicalagina, el contenido de punicalagina en el plasma humano no es alto, y la presencia de punicalagina en el sistema circulatorio humano es casi indetectable, con sólo trazde cantidades de ácido elágico [32].
El ácido elágico (EA), también conocido como ácido 1,2,3,4,6,7-hexahidroxi9,10-dioxoantraceno-2-carboxílico, tiene la fórmula molecular C14H6O8 y una masa molecular relativa de 302. El ácido elágico es un éster diol polifenócon una molécula que contiene cuatro grupos éster, cuatro grupos hidroxifenóy dos anillos éster. Es esta estructura especial la que la hace muy poco soluble en agua y grasa [53].
Es ligeramente soluble en alcohol, soluble en álcali y piridina, e insoluble en éter. El ácido elágico también reacciona con clorférrico para formar un color azul, y con ácido sulfúrico para formar un color amarillo. El ácido elágico también es propenso a unirse a cationes metálicos como iones de magnesio [16]. La baja solubilidad del ácido elágico en la mayoría de los disolventes orgánicos hace que sea fácil de separar. Actualmente, la hidróliácida y la hidrólide base son los principales métodos para preparar ácido elágico. Las fuentes de ácido elágico en los polifenoles de la piel de granada son diversas: ácido elágico libre, elagitaninos condensados, hidrólide punicalina, y glucósidos. Las fuentes de ácido elágico se muestran en la figura 1. Entre ellos, el estado libre es la principal forma de ácido elágico, y el ácido elágico combinado con elagitaninos y glucósies también una importante fuente de ácido elágico libre.
3.1 extracción de ácido elágico
El aislamiento del ácido elágico depende de su solubilidad. El ácido elágico libre está en forma de gotitas de aceite y es poco soluble en agua, por lo que es relativamente fácil de aislar. Al mismo tiempo, el ácido elágico es químicamente estable y tiene un alto valor de utilización. En segundo lugar, existen varios métodos sencillos de detección de ácido elágico de alta pureza, los más comunes de los cuales son la espectrofotometría ultravioleta visible y la cromatolíquida de alto rendimiento [54-57], como se muestra en la tabla 2.
3.2 preparación de la hidróliácido ácido elágico y biosíntesis
Estudios han encontrado que el ácido elágico viene principalmente en dos formas: libre y unido [62]. La investigación actual está dirigida a mejorar el rendimiento del ácido elágico mediante el control de las condiciones de hidrólisis ácida, tales como concentración de ácido, tipo de solución de reacción, temperatura y tiempo, para lograr la hidrólisis de los elagitaninos y glucósidos de ácido elágico. García-villalba et al. [51]elagitaninos hidrolizados a 90 °C usando una solución de ácido clorhídrico de 4 mol/L, y la hidrólisis secundaria usando metan/ dimetilsulfoxido reveló que punicalina α, punicalin β y punicalin podrían hidrolizarse casi por completo, y el contenido de ácido elágico podría alcanzar 260,8 mg/g.
También se utilizó acetona/agua para la extracción preliminar, concentrada y liofilizada, y luego se probó la hidrólisis ácida. Los resultados mostraron que el efecto de la hidrólisis en agua pura era mejor que en metanol (en metanol, los derivados de metilación se producen fácilmente). Dado que la hidrólisis todavía resultaba en un gran número de ácidos elágicos formando pequeñas esferas con las partículas, lo que llevaba a pérdidas significativas, los investigadores utilizaron dimetilsulfóxido/metanpara disolesta parte del ácido elágico. Los resultados mostraron que en comparación con la hidrólisis directa, el contenido de ácido elágico aumentó casi 5 veces, y el sulfóxido de dimetilo también mostró buenos resultados de extracción para la galagica. La hidrólisis del ácido elágico alcanzó el equilibrio en 4 h, pero la hidrólicompleta requi24 h [51]. El principal problema en esta etapa es que el tiempo de hidrólisis es demasiado largo. Sin embargo, todavía es difícil separar el ácido elágico y el ácido galágico presente en el solvente.
El método de biosíntesis utiliza microorganismos como aspergilniger y Candida utilis para sintetizar ácido elágico a partir de ácido gálico como materia prima a través de esterificación y polimerioxid[62]. Similar al método de síntesis química, el proceso es complejo y difícil de controlar, y la separación es difícil. El tiempo de reacción es demasiado largo, y la aplicación práctica es difícil. Aunque todavía se encuentra en fase de investigación de laboratorio, tiene buenas perspectivas de desarrollo como método ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Además, las hidrolasas microbipueden usarse para actuar sobre el ácido elágico unido a glucósidos. Estudios relacionados han demostrado que el contenido de ácido elágico obtenido después de tratar el residuo después de la extracción con hidrolasas es mayor que el obtenido por extracción directa [61].
4 metabolismo In vivo de punicalagin y perspectivas de aplicación en alimentos
Los estudios han encontrado que cuando se utilizan ratas para estudiar el metabolismo de punicalin en el cuerpo, se encuentra que los microorganismos intestinales en el intestino de la rata primero descomponen punicalin en ácido elágico, que se descompone a su vez para formar urolithins con un peso molecular más bajo. Las urolitinas son absorbidas por la rata y juegan un papel importante en el organismo [63-65]. Yin Peipei et al. [65] describieron la actividad biológica de las urolitinas como un producto metabólico del ácido elágico. Las urolitinas tienen actividades biológicas similares a las de la punicalina y el ácido elágico, como las actividades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas.
Algunos estudios han reportado que las cáscaras de granada cultivadas en diferentes regiones de China difieren, como lo demuestran las diferentes proporciones de punicalina y ácido elágico, pero el contenido total de los dos es muy similar [39]. La punicalina es químicamente inestable y tiene un alto peso molecular, por lo que su uso en alimentos es más limitado. El ácido elágico, por otro lado, es abundante en la naturaleza y bastante estable. Por lo tanto, la mejora de la eficiencia de extracción y el efecto de purificación del ácido elágico, la reducción de las pérdidas y el aumento del rendimiento se ha convertido en una de las importantes líneas de investigación. Sin embargo, la pobre solubilidad del ácido elágico es también su mayor limitación. Por lo tanto, con el fin de ampliar sus campos de aplicación, modificar el ácido elágico para mejorar su solubilidad grasa tanto como sea posible manteniendo sus propiedades antioxidantes se ha convertido en una solución factible. El ácido elágico modificado se puede utilizar en una gama más amplia de aplicaciones alimentarias: en primer lugar, el ácido elágico modificado se puede utilizar como antioxidante en aceites comestibles, ya que se "considera natural y tiene funciones complementarias"; En segundo lugar, el ácido elágico se puede utilizar en el desarrollo de productos en los campos de la alimentación, cosméticos y medicina, ya que tiene funciones como anti-envejecimiento, eliminar los radicales libres y mejorar la resistencia.
5 conclusión
La cáscara de granada ha atraído mucha atención debido a sus ricos polifenoles y la versatide sus funciones. Como el contenido más alto de punicalin tiene una estructura compleja y es químicamente inestable, es difícil de aplicar. La estructura del ácido elágico es simple y estable, por lo que es un producto ideal para su aplicación. En la actualidad, aunque el ácido elágico es abundante en las fuentes, se enfrenta a dificultades como la baja eficiencia de extracción e hidrólisis, y dificultad en disolver y purificar. También hay muchos problemas, como la falta de normas para la detección de polifenoles en la piel de granada, los métodos de preparación demasiado simples, y la falta de aplicaciones en alimentos. La razón fundamental que limita el desarrollo del ácido elágico es su solubilidad. Para abordar este problema, la modificación química de los grupos hidroxilo fenódel ácido elágico se puede utilizar para mejorar su solubilidad. La modificación química usando lipasa y ácidos grasos de cadena larga es un método verde y eficiente. Además, se pueden utilizar nuevos métodos para disolver ácido elágico, como los disolventes verdes actualmente populares, como los disolventes eutécticos.
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