¿Qué es una buena fuente de betacaroteno?

1 estructura y propiedades físicas y químicas de − -caroteno

The molecular formula of− -caroteno is C40 H56 and the relative molecular weight is 536.88. It is formed by four isoprene double bonds connected end to end, with a β-cryptone ring at each end of the molecule. There are mainly four forms: all-trans, 9-cis, 13-cis and 15-cis. The all-trans structure is shown enFigure 1. β-Carotene appears as a dark red to dark red, shiny rhombic hexahedron or crystalline powder with a melting point of 184°C. It is insoluble in water, propylene glycol, glycerin, acids and alkalis, soluble in carbon disulfide, benzene, chloroform, ethane and plants, and almost insoluble in methanol and ethanol. A dilute solution is orange-yellow to yellow, and becomes more orange as the concentration increases. It may be slightly reddish depending on the polarity of the solvent. It is prone to redox reactions in the presence of oxygen, heat and light, and is more stable in the presence of a weak base. [1]

2 funciones fisiológicas de − -caroteno

2.1 β -carotenes una fuente importante de vitamina A

La vitamina A es el transportador para la síntesis de glicoproteínas, que son sustancias estructurales importantes en las células y juegan un papel importante en asegurar el crecimiento normal y el desarrollo y la resistencia A la infección.

El betacaroteno puede ser convertido en vitamina A por las enzimas en el cuerpo y es el más abundante en los alimentos, por lo que se considera que es la principal fuente de vitamina A en el cuerpo humano. Cuando hay una falta de vitamina a en el cuerpo, las enzimas en el cuerpo convierten β -caroteno en vitamina A. cuando la cantidad de vitamina a en el cuerpo alcanza el nivel requerido, las enzimas dejarán de convertirla, manteniendo así el cuerpo's requisitos de vitamina A A través del control automático de enzimas [1].

2.2 efecto antioxidante del − -caroteno

Con la edad, el body's la función de la enzima antioxidante declina, y los radicales libres excesivos del oxígeno no pueden ser quiten en tiempo y acumuladentro de células, dañmembranas celulares, tejidos, enzimas, y genes, causando varias enfermedades y envejecimiento en el cuerpo. La molécula de − -caroteno tiene una estructura especial con múltiples enlaces dobles polienos conjugados, lo que le permite reaccionar irreversiblemente con radicales libres que contienen oxígeno, eliminando radicales libres y extinguioxígeno singlet. [2]

2. Otras 3 funciones

El betacaroteno puede aumentar la inmunidad y mejorar el cuerpo#39;s immune system's resistencia a los carcinógenos. La administración Oral de betacaroteno puede prevenir la formación de eritema fotosensible y reducir la piel#39;s sensibilidad a la luz ultravioleta. [3] también tiene un efecto protector contra la enfermedad cardiovascular y la hipoxia de cardiomioci.

Tres fuentes de betacaroteno

3.1 plantas terrestres superiores

El betacaroteno es a menudo producido industrialmente a partir de plantas superiores ricas en betacaroteno, como las zanahorias, pimientos, maíz, patatas, caléntulas, bayas de lobo y espino de mar.

3.2 algas

Muchas algas son ricas en beta-caroten. elβ-carotene content of Dunaliella salina can reach 0.3% of the dry cell weight,[4] making it an ideal raw material for extracting natural β-carotene. Dunaliella salina is a type of low-level eukaryotic organism widely distributed in high salinity areas such as salt lakes and oceans. Dunaliella salina synthesizes and accumulates β-carotene as an adaptation to environmental conditions. The optimal conditions for β-carotene production include high temperatures, strong radiation, low nutrients, high salinity, and low dissolved oxygen.

Además, otras algas como espirulina y bolas de color púrpura [5] también contienen -caroteny espirulina es una mejor fuente. Se ha informado de que el contenido de beta-carotenen 6g de espirulina es equivalente al contenido en 20 huevos. [6] en la actualidad, debido a que el contenido de -caroteno en espirulina es muy rico y mucho más alto que en algunos animales o plantas, la extracción de -caroteno de espirulina se ha convertido en un tema de investigación caliente.

3. 3 síntesis química

Chemical synthesis refers to a method of synthesizing β-carotene using organic chemical raw materials through chemical reactions. Since the industrial synthesis and production of β-carotene began in 1953, the industry has continued to develop. Industrial production often uses vitamin A as a raw material, which is converted into retinal and methyl viologen, and then condensed to form β-carotene; the reaction process is shown in Figure 2. [6]or β-ionone as a raw material to construct a polyene chain. However, the chemical synthesis method used to synthesize β-carotene is almost entirely in the form of a trans isomer, which does not have the physiological functions of many natural β-carotene.

3. 4 método biosintético

El método biosintético es utilizar la fermentación microbiana para producir beta-caroten, que es superior al método de síntesis química en términos de calidad, tecnología, recursos y costo. La investigación nacional y extranjera sobre la síntesis microbiana del beta-carotense ha centrado principalmente en los hongos filamentosos (Aspergillus niger) y la levadura roja. [7]

Método de modificación química 3.5

La modificación Molecular de los carotenoides también se conoce como modificación Molecular. Esto se refiere a la conversión de un carotenoide en otro. Se puede obtener modificando los ésteres de luteína. [8] el proceso comprende los dos pasos siguientes:

Isomerización de los ésteres xantofílicos a zeaxantina:

Proceso de conversión: éster de xantifila + solución de alcohol de KOH → reactor de alta presión (a cierta temperatura, bajo protección de nitrógeno) → producto. El diagrama de conversión muestra: zeaxantina se convierte a − -carotenpor reducción.

3. 6 método de ingeniería genética

Con el rápido desarrollo de la tecnología de ingeniería genética, el uso de bacterias genéticamente modificadas para producir carotenoides se ha convertido en un punto caliente de investigación. En los últimos años, se ha avanzado significativamente en el estudio de sus principales vías sintéticas. Su vía de biosíntesis se ha dilucidado a nivel molecular, y los genes de las enzimas clave se han aislado secuencialmente. Se han logrado resultados preliminares en el cambio de la composición y contenido de beta-carotenen plantas y microorganismos a través de técnicas de ingeniería genética.

4 β -carotentecnología de procesamiento

The process of producing β-carotene from natural products generally involves the extraction, separation and purification of the pigment. Extraction is a relatively important process in β-carotene production. The rationality of the extraction process and the appropriateness of the solvent selection are directly related to the yield and quality of the product, as well as the progress of subsequent work. Common extraction methods include: organic solvent extraction, enzymatic reaction extraction, microwave-assisted extraction, ultrasonic-assisted extraction, supercritical fluid extraction, and air blasting. [9] Taking the organic solvent extraction method as an example, after extraction with an organic solvent, the extract is concentrated under reduced pressure to obtain a crude oil paste of β-carotene. To further remove impurities such as lipids and carbohydrates that may be present, a further saponification reaction is required. Then, by cooling and crystallizing, a crude product of β-carotene crystals is obtained. Finally, β-carotene is obtained by recrystallization.

5 aplicaciones de − -caroteno

First, β-carotene has good coloring properties. It can be used to color yellow and orange-red foods, and it has strong coloring power and a stable and uniform color. It can coexist with elements such as K, Zn, and Ca without changing color, and is especially suitable for use with children's alimentos. También se puede utilizar para revestide tabletas de color. Su color y estabilidad son superiores a los de amarillo limón y carmín co-cristal revesti.

Además, el -carotentiene un efecto nutricional y de promoción de la salud y se añade ampliamente a los alimentos como un potencinutricional. Además, el beta-carotenes un excelente antioxidante. Tiene un efecto sinérgico con las vitaminas E y C, y su combinación se conoce como el "triángulo de hierro" de antioxidantes, que tiene un fuerte efecto antioxidante.

Internacionalmente, la adición de -carotena a cosméticos como lápices labiales y enrojecipuede hacer que el color sea naturalmente rico, nutrila la piel y protegerla. Los productos para el cuidado de la piel que contienen beta-carotenhan sido lanzados y son populares.

Además, el beta-carotentiene funciones específicas cuando se añade a la alimentación animal como aditivo alimentario. Por ejemplo, cuando las vacas son alimentadas con piensos sin caroten, a menudo se observa fiebre "asintomática", así como retraso dela ovulación, quistes foliculares, retraso y reducción dela formación del cuerpo lúteo, y en casos graves, trastornos reproductivos y estasis placentaria. Todos estos síntomas se pueden corregir añadiendo → -caroteno al alimento. Las gallinas ponedoras que consumen alimentos ricos en acarotenpueden aumentar la producción de huevos y oscuel el color de la yema, porque los polpueden almacenar exceso de acaroque que no ha sido hidrolizado en vitamina A.

Debido a estas funciones fisiológicas especiales del beta-caroten, es ampliamente utilizado en la industria alimentaria, industria de piensos, industria farmacéutica e industria cosmética. [10]

6 Research progress of β -caroteno (en inglés)

Debido a que − -caroteno es insoluble en agua y fácilmente escindipor el calor y la luz, los cuerpos de emulo o de inclusión se utilizan principalmente en los campos de la alimentación, biomedicina, etc.

Por lo tanto, el uso de nuevos emulsificantes y técnicas de emulsificación, con la estabilidad física y química de las emulsiones de -caroteno y la biodisponibilidad de -caroteno como principales indicadores, y mediante la optimización del proceso de preparación de la emulsión y la composición de la interfaz de la emulsión, la preparación de emulsiones de -caroteno con alta carga y buena estabilidad es actualmente un tema de investigación candentes.

En la actualidad, China ha preparado emulsiones de acaroteno física y químicamente estables mediante la selección de emulsificantes naturales tales como proteínas y polisacáridos y el estudio sistemático de diferentes interacciones (ensambcapa por capa y complejación covalente). También se han evaluado los efectos de diferentes antioxidantes sobre la estabilidad del beta-carotenen emulsiones. El uso de diferentes emulsificantes y complejos de Maillard de polisacáriproteínas produjo con éxito una emulsión de alta carga y altamente estable de acaroteno, y se estableció una plataforma tecnológica para el desarrollo de emulsiones de factores funcionales. Este proyecto se ha industrializado con éxito en China. El producto es de excelente calidad y mantiene una buena estabilidad en líquidos. Durante la vida útil, no hay flotación o degradación del producto.

7 resumen

Numerosos experimentos en el país y en el extranjero han demostrado que el caroteno puede prevenir o retrasar el cáncer y es un agente anticanceroso. En los últimos años, ha sido un producto escaso en el mercado. Por lo tanto, una mayor exploración del método de preparación del beta-caroteny la mejora de su rendimiento y estabilidad promoverá en gran medida el desarrollo de la industria de alimentos, medicina, cosméticos y otras industrias. A medida que la comprensión del beta-carotense profundi, tendrá un mercado aún más amplio de aplicaciones. 

Referencias:

[1] Xu Luming. Introducción a la función y preparación bioquímica del beta-caroten[J]. Ciencia, tecnología y economía de Mongolia interior, 2009, (7), 424-426.

[2]  Olson J A. Acciones moleculares de los carotenoides [M]. En: Canfield LM  (ed). carotenoides in  humana Salud, nuevo York Academia de ciencias,1993,156 -166.

[3] Stahl W,Heinrich U,Jungmann H,et al. Carotenoides y carotenoides Pío vitamina E proteger contra la luz ultravioleta indupor eritema en Humanos. Am J Clin Nutr,2000,   (71) : 795-798.

[4] Liu Xiaojuan, Duan Shunshan, Li Aifen. Avance de la investigación en el uso del cultivo de microalgas para producir carotenoides [J]. Investigación y desarrollo de productos naturales, 2007, 19 (2): 333-337.

[5] Huang Jian, Chen Bilian, et al. Evaluación de la composición nutricional de espirulina púrpura [J]. Food and fermentación Industry, 2005, 06: 105-106.

[6] Tang Ling, Wu Yanwen, Ou Yangjie. Progreso de la investigación sobre los métodos de producción de caroteno [J]. Investigación y desarrollo de alimentos, enero de 2009, vol. 30, No. 1: 169-171.

[7] Yan Xiuhua, Wang Zhengwu, Wang Zhongni. Aplicación y progreso de la investigación de β -caroteno [J]. Food and Drugs, 2007, 9 (6): 58-61.

[8] Zhang Xiangmin, Zhang Hui, et al. Conversión entre carotenoides [J]. China Food Additives, 2012, S1: 32-38.

[9] Zhang Yanni, Yue Xuanfeng. Métodos de extracción y nuevos desarrollos de ingredientes efectivos en la medicina tradicional China [J]. Shaanxi Agricultural Science, 2006 (5): 65-67.

[10] Zhu Xiuling, Che Zhenming, et al. Avances en la investigación sobre las funciones fisiológicas y las técnicas de extracción del beta-caroten[J]. Guangzhou Food Industry Science and Technology, 2004 (80): 158-162.