¿Qué es el polvo de curcumina?

La curcumina, cella fórmula molecular C21H20O6, es un compuesto polifenóactivo natural que se encuentra en los rizomas de plantas en la familia del jengibre, como la cúrcuma, azafrán y galangal, o en la familia arum, como calamus[1]. Las principales formas de los compuestos de curcumina son la curcumina, demetilcurcumina y bisdemetilcurcumina, que tienen estructuras similares (como se muestra en la figura 1), tienen un punto de fusión de 183°C, son insolubles en agua, y son fácilmente solubles en soluciones alcalinas o disolventes orgánicos como etanol y acetona. La curcumina es sensible al ph, y es generalmente más estable en ambientes ácidos. En ambientes neuy alcalinos, sin embargo, se descompone más fácilmente. Su color cambia con el pH, y aparece amarillo en ambientes ácidos y neuy marrón rojizo en condiciones alcalinas. Puede usarse como indicador de pH. Como la investigación sobre la curcumina se ha vuelto más a fondo, se ha encontrado que los compuestos curcuminoides tienen muchas actividades biológicas, tales como la eliminación de la inflamación, inhibide bacterias, resistencia a la producción de radicales libres, y la inhibición del crecimiento de células cancerosas (como se muestra en la tabla 1).

El extracto de cúrcuma tiene baja toxicidad y pocas reacciones adversas en seres humanos o animales, y se utiliza en muchos campos de todo el mundo, tales como alimentos, productos farmacéuticos, productos de salud y cosméticos. Por ejemplo, se utiliza como aditivo para el té en Japón, como aditivo cosméen Tailandia, como aditivo para bebidas en China, como conservante en Corea del sur y Malasia, como agente antiinflamatorio en India y Pakistán y como aditivo en mostaza, queso, mantequilla y papas fritas en Estados Unidos [16]. En la actualidad, la curcumina no se ha utilizado de manera eficiente, principalmente debido a problemas tales como los altos costos de purificación, baja biodisponibilidad, y la mala solubilidad en agua. Los investigadores en el país y en el extranjero han hecho muchas investigaciones sobre temas científicos relacionados. Con este fin, lo siguiente proporcionará una revisión de la aplicación, métodos de preparación, y la investigación de modificación de la curcumina.

1 aplicación de la curcumina en las industrias de alimentos y piensos

1.1 aplicación de la curcumina en la industria alimentaria

El extracto de cúrcuma tiene buenas propiedades conservantes, antibacterianas y antioxidantes, así como ciertos beneficios para la salud. También es un pigmento amarillo natural con un sabor similar a la cúrcuma, un sabor ligero y picante con un regusto amargo. Por lo tanto, el extracto de cúrcuma se utiliza como agente color, conservante y agente saborizante en muchos tipos de alimentos.

Extractos de ccccúrcEs seguro y fiable como agente colorante, y es ampliamente utilizado en la coloración de productos cárnicos, alimentos enlatados, productos de pasta, alimentos braised, etc. Es uno de los siete pigmentos naturales utilizados en países de todo el mundo. Zhang Baojun et al. [17] demostraron que para lograr el mismo efecto de coloración en los productos de fideos instantáneos, la cantidad de curcumina es significativamente menor que la de caroteno, amarillo de gardenia, amarillo de maíz y otros pigmentos, y su capacidad de coloración es mayor que la de la mayoría de los otros pigmentos.

La estructura conjugúnica de la curcumina le da buenas propiedades antioxidantes. Su adición a productos cárnicos como salchichas y chuletas puede reducir eficazmente la oxidde los lípidos [18] y reducir eficazmente el deterioro oxidativo de los alimentos. La curcumina también puede inhibir el crecimiento bacteripor la Unión a la tubulina, inhibiendo así la división bacteriana y la síntesis de proteínas, destruyendo la integridad de la pared celular bacteriana o membrana celular, etc. Añadir a los alimentos puede prevenir eficazmente el crecimiento de bacterias en los alimentos. Teow et al. [19] encontraron que la curcumina tiene un efecto sinérgico con tres antibióticos: gentamicina, amikacina y ciprofloxacino, que aumentó significativamente el efecto antibacteriano. Song et al. [20] encontraron que la curcumina a una concentración de 100 μmol/L combinada con 30 minutos de exposición a la luz podría reducir la tasa de producción y supervivencia de las esporas de Penicillium, lo que demuestra el valor de la curcumina en aplicaciones antifúngicas.

1.2 aplicación de la curcumina en la industria de piensos

En 2006, la Unión europea comenzó a prohibir exhaustivamente la adición de antibióticos a la alimentación animal [21], y posteriormente, muchos países, incluida China, también lo prohibieron. En acuicultura, aves de corral y ganadería, la curcumina se puede utilizar como una alternativa a los antibióticos en la alimentación, lo que tiene un efecto positivo en la reducción del uso de antibióticos y mejorar la tasa de supervivencia y la seguridad de los animales. Por lo tanto, la curcumina también muestra un gran valor en la alimentación animal.

En la acuicultura, la curcumina se ha utilizado en la cría de muchos tipos de peces que se consumen comúnmente [22]. Los peces juveniles son vulnerables a diversos factores que pueden causar mortalidad o enfermedades. Los estudios han encontrado que la adición de una cantidad adecuada de curcumina a la cría de carpa hierba puede aumentar efectivamente la tasa de ganancia de peso y la tasa de supervivencia [23]; La adición de una cantidad adecuada de curcumina a la alimentación puede regular eficazmente la actividad de la transaminasa sérica y mejorar el color del cuerpo de las anguilas juveniles [24]; Los experimentos realizados por Zhang Yuanyuan et al. [25,26] en la tilapia y la carpa mostraron que la adición de 60 mg/kg de curcumina a la alimentación puede mejorar el rendimiento de crecimiento de la tilapia. Además, la curcumina mejora la capacidad de reparación del daño hepático de la carpa mediando el factor nuclear relacionado con el sistema retinoid 2 (Nfr2) en las células de carcinoma hepatocelular.

Los estudios sobre la cría de aves de corral han encontrado [27,28] que la curcumina puede mejorar el nivel inmunológico de los pollos de engory regular su nivel nutricional, mejorando así significativamente su rendimiento de producción y la calidad de la carne. Un estudio realizado por Kuang Chuntao [29] también encontró que los aditivos alimenticios cúrcuma puede regular el metabolismo de proteínas y lípidos mediante la regulación de la secreción de T3, T4, GH, TG y CHO, lo que aumenta el contenido de aminoácidos y grasa de los músculos del pecho y la pierna de los pollos de engory mejorar su rendimiento de sacrificio.

La curcumina puede reducir eficazmente el uso de antibióticos en la cría de cerdos y mejorar el rendimiento de crecimiento de los cerdos y la utilización del pienso [30]. Zhou Ming et al. [31] encontraron en experimentos que la curcumina puede reemplazar a la quinolona en el alimento. La adición de 300-400 mg/kg de curcumina a la alimentación de los cerdos de engorpuede mejorar la tasa de ganancia de peso, la tasa de conversión alimentaria, y los indicadores tales como la glucosa en sangre y la proteína sérica total en suero de cerdo en diversos grados, y tiene un efecto beneficioso sobre la salud de los cerdos. Wang Xia et al. [32] encontraron en experimentos que la adición de curcumina a la alimentación de lechones puede aumentar significativamente la tasa de carne magra de los cadáveres de cerdos y aumentar el área del músculo del ojo, lo que tiene un efecto positivo en el rendimiento de la producción de lechones.

2 preparación de la curcumina

2.1 extracción de plantas

La curcumina es un compuesto naturalAmpliamente encontrado en los rizomas de plantas como la cúrcuma. La forma más directa de obtener la curcumina es la extracción vegetal. Los métodos tradicionales de extracción de plantas incluyen métodos enzim[33], métodos de extracción por microondas [34], métodos de extracción de dióxido de carbono supercríticos [35], métodos ácibase y métodos de extracción ultrasónica [36]. Entre estos métodos, los métodos enzimy los métodos de extracción ultrasónica son altamente eficientes, pero ambos tienen la característica común de requerir equipos de alta calidad y grandes inversiones [33,36]. Los métodos de extracción por microondas son altamente selectivos para la extracción de sustancias, sin embargo, la radiación de microondas plantea un riesgo de fugas y puede causar fácilmente daños al cuerpo humano [34]. La extracción supercrítica de CO2 de la curcumina puede mantener efectivamente la actividad biológica, pero este método es difícil de poner en producción a gran escala. El método de extracción ácido-base es simple y seguro en el proceso, tiene bajos requerimientos para el equipo, pero es muy fácil de hacer que la curcumina se descompon, y tiene un mayor impacto en el medio ambiente. La tasa de extracción es inferior a la de otros métodos.

En los últimos años, el proceso de extracción flash emergente ha sido capaz de extraer eficazmente ingredientes específicos de las plantas, con las ventajas de alta eficiencia, corto tiempo y bajo consumo de energía. Dong Qingfei et al. [37] utilizó y optimiel proceso de extracción flash de la curcumina, que mejoró significativamente el rendimiento de la curcumina en comparación con los métodos tradicionales como la hidrólisis enzimasistida por microondas y la extracción ultrasónica.

2.2 síntesis química

El extracto de cúrcuma es un pigmento natural que es ampliamente utilizado en alimentos, medicina, productos para la salud, piensos y otros campos debido a sus excelentes propiedades antiinflamatorias y conservantes. Sin embargo, el rendimiento de la cúrcuma y otras plantas que contienen curcumina es limitado, y la extracción de la planta por sí sola no puede satisfacer la demanda del mercado. Por lo tanto, la síntesis química de la curcumina es un medio de complementar su producción. Ya en 1997, un método clásico para la síntesis de la curcumina basado en tributiltin borano como materia prima fue desarrollado en el extranjero [38]; Zhong Yining [39] optimiy mejora el método de síntesis clásico antes mencionado de la curcumina, y obtuvo un método para preparar la curcumina utilizando vanilina y acetilacetona como materias primas, lo que supera las desventajas del método de síntesis clásico, tales como el alto precio yla inflamabilidad del tributiltin borano. Zou Chunyang et al. [40] optimiel proceso de síntesis de la curcumina de vanillin y acetilacetona, lo que dio lugar a una cantidad de alimento de hasta el nivel de cien gramos y un aumento en el rendimiento general de la curcumina sintetizquímicamente.

Tian Taiping [41] utilizó vanilina y acetilacetona como materias primas y mejoró aún más la eficiencia de la síntesis química de la curcumina usando radiación de microondas, haciendo el proceso de reacción más limpio, más suave y más eficaz. Aunque la síntesis química de la curcumina tiene las ventajas de ser fácil de obtener materias primas y ser relativamente barato, no es un método ideal para la producción de curcumina porque la cantidad sintetizno es alta, los reactivos químicos utilizados pueden causar la contaminación ambiental y tienen peligros ocultos para el cuerpo humano.

Síntesis microbiana

En los últimos años, con el rápido desarrollo de la biología sintética, la transformación de microorganismos para producir diversos productos naturales basados en tecnología de ingeniería metabólica se ha convertido en un método. En comparación con los métodos de síntesis química, tiene las ventajas de ser más limpio y más eficiente, y adecuado para la producción en masa a gran escala. La síntesis de la curcumina en los organismos vivos es a través de la vía fenilpropanoid. Las enzimas clave en esta vía para la síntesis de la curcumina incluyen fenilalanina amoniaco liasa (PAL), tirosina amoniliasa (TAL), cinamato4-hidroxilasa (C4H), cinamato3-hidroxilasa (C3H), o-metoxitransferasa (OMT), dicetide-coa sintetasa (DCS), y 4-cumato-coa ligasa (4CL). OMT), dicetide-coa sintetasa (DCS), 4-cumate-coa ligasa (4CL), y curcuminasintasa (CURS), entre los cuales DCS y CURS son las enzimas limitde velocidad clave en la síntesis de curcumina [42]. En los últimos años, los investigadores han logrado con éxito la biosíntesis heteróloga mediante la reingeniería de su vía de biosíntesis en Escherichia coli, Yarrowia lipolytica, Pseudomonas putida y Aspergillus oryzae [43].

2.3.1 biosíntesis de la curcumina en Escherichia coli

Escherichia coli es un huésped de ingeniería genética muy maduro con un cultivo simple y una clara formación en genética molecular. La mayor parte de la investigación en el país y el extranjero ha logrado la biosíntesis de la curcumina mediante la construcción de un sistema de expresión de Escherichia coli. Katsuyama et al. [42,44] introdujeron cuajos de arroz, 4CL de pasto púrpura y acetil-coenzima A carboxilasa (ACC) de Bacillus glutamfueron introducidos en un vector de E. coli por Katsuyama et al. [42,44], y se logró la síntesis de curcumina A partir de ácido ferúlico. Rodrigues et al. [45] introdujeron DCS y CURS de la planta de cúrcuma, 4CL de Arabidopsis, TAL de Rhodotorula glutinis, C3H de Saccharothrix espanaensis y cafeoil-coa-3-o-metoxitransferasa (CCOAOMT) de alfalfa, para lograr la síntesis de curcumina de tirosina.

Además, el team's Latest Research optimiel primer módulo de esta vía, de tirosina a ácido ferúlico, y obtiene un título de ácido ferúlico de 1,325.1 μmol/L, que es el más alto título de ácido ferúlico reportado hasta la fecha. Posteriormente, el segundo módulo de la vía fue optimiutilizando ácido ferúlico como sustr, logrando la mayor concentración de curcuminoides reporthasta la fecha de 1.529.5 μmol/L. También utilizaron un método de co-cultivo para aumentar aún más la producción de curcuminoides mediante la reducción de la carga metabólica en las células. Es decir, se utilizó una cepa de E. coli capaz de convertir tirosina en ácido ferúlico, y otra cepa que podría convertir el ácido hidroxicinámico producido por la primera cepa en curcuminoides. En comparación con el sistema de cultivo único, la estrategia de cocultivo incrementó el total de curcuminoides en 6.6 veces. Estos resultados demuestran el gran potencial de la ingeniería modular de co-cultivo para la producción de curcumina y otros curcuminoides de tirosina [46]. Zhang Le et al. [47] expresaron el gen codificador DCS y el gen codificador curs en una fusión no natural y los introdujeron junto con el gen codificador 4cl en E. coli. Usando ácido ferúlico como precursor, se aplicó el gen de fusión no natural DCS:CURS en la síntesis microbiana de curcumina, y se obtuvo una cepa de E. coli con un alto rendimiento de curcumina, que proporciona una referencia para optimizar aún más la red metabólica y construir bacterias más fuertes en el futuro.

2.3.2 biosíntesis de curcumina en otros microorganismos

La levadura es también una célula de chasis comúnmente utilizada para ingeniería genética, con las ventajas de una fuerte resistencia al estrés y estabilidad genética. Hoy en día, muchas levaduras se utilizan en la industria alimentaria y farmacéutica. Por ejemplo, Saccharomyces cerevisiae se ha utilizado para producir ginsenósidos y resveratrol. Claire et al. [48] sintetizaron con éxito la bisdemetoxicurcumina expresando la curcumina sintasa en S. cerevisiae y añadiendo ácido exógeno 4-cumárico. Este es el primer reporte de la biosíntesis de la curcumina usando levadura como una célula de chasis.

Aspergillus oryzae se utiliza a menudo en la producción de alimentos fermentados tales como salsa de soja y vinagre de arroz. Tiene la ventaja de producir menos metabolisecundarios y es una célula de chasis ideal para la ingeniería genética. Kan et al. [49] sobreexpresó la curcumina sintasa en Aspergillus oryzae y sintetizcon éxito un análogo de la curcumina en medio de agar que contiene feruloil-n-acetilcisteína. Esta es la primera vez que Aspergillus oryzae ha sido utilizado como una célula de chasis para la biosíntesis de la curcumina, que es de gran importancia de referencia para la síntesis heteróloga de la curcumina y otros poliketides por Aspergillus oryzae.

Pseudomonas putida tiene una diversa red metabólica de carbono y una fuerte tolerancia a disolventes, por lo que es un huésped ideal para la ingeniería metabólica. Incha et al. [50] utilizaron la cumaroil-coa sintasa endógena en Pseudomonas putida para sintetizar cumaroil-coa, mientras que noquea su enoil-coa hidratasa endógena para inhibila degradación de cumaroil-coa, y la introducción de la curcumina sintasa de arroz, y por la adición exógena de ácido cumári, sintetizcon éxito bisdemetoxicurcumina.

3 modificación de la curcumina

Las muchas actividades biológicas de la curcumina hacen que tenga amplias perspectivas de aplicación en muchos campos tales como alimentos, medicamentos y productos de salud. Sin embargo, sus deficiencias como la mala solubilidad en agua, inestabilidad química, baja biodisponibilidad, rápida tasa metabólica y fotodegradabilidad también deben abordarse con urgencia. En los últimos años, con el fin de superar estos problemas, los investigadores han llevado a cabo algunas investigaciones sobre la modificación, tales como encapsulación, modificación y emulsificación, y han desarrollado diferentes preparaciones de curcumina, tales como dispersiones sólidas, liposomas, nanopartículas, micelas poliméri, microesferas, y complejos de inclusión de ciclodextrina.

(en millones de ecus)

Las micelas polimérise forman mediante el ensambde de materiales poliméricos anfifílicos en una solución para formar una "estructura de concha hidrófobo núcleo hidrofílico" y se puede utilizar para aumentar la solubilidad de fármacos poco solubles. Los métodos comunes de preparación incluyen evaporde disolventes orgánicos, emulsificación, diálisis, etc. Entre ellos, el método de emulsión es adecuado para fármacos con buena solubilidad en grasas, pero tiene altos requisitos para disolventes orgánicos; El método de diálisis es sencillo de operar y tiene una gran carga de drogas, pero no se utiliza para el cultivo a gran escala; El método de evaporpor solvente orgánico es adecuado para fármacos hidrosolubles y es sencillo de utilizar y puede producirse en masa. La desventaja es que es probable que se queden los disolventes orgánicos [51].

Zhang Qin et al. [52] usaron distearoil fosfatidil etanolamin-polietilenglicol como un portador para construir micelas de curcumina, que son más biocompatibles que la curcumina libre. Tienen un significativo efecto de mejora en el daño por estrés oxidativo causado por a − 1-42 y tienen buenas perspectivas para el tratamiento de Alzheimer#39;s enfermedad. Fan Ziliang et al. [53] construyeron un nuevo polímero de injerto con ácido undecenoico y polilisina y la curcumina encapsul. Este estudio mostró que las micelas de polímero puede ayudar a la curcumina ser tomado por las células de glioma C6 y puede matar eficazmente las células tumorales, que es inspirpara la aplicación de la curcumina en el tratamiento de tumores.

3.2 liposomas

Los liposomas son vesículas formadas por una bicapa lipíque rodea un ambiente acuoso interno. A menudo se utilizan como un sistema de administración de fármacos hidrofóbicos o hidrofílicos. Pueden proteger eficazmente la sustancia activa del contacto con el medio ambiente externo para evitar la oxid, mejorando así su estabilidad y biodisponibilidad [54]. También tienen las ventajas de una alta tasa de encapsuly baja irritación de la piel. La práctica ha demostrado que varios liposomas de curcumina han logrado resultados notables en la mejora de la biodisponibilidad de la curcumina. Por ejemplo, Zhao Jing et al. [55] preparó liposomas de etanol de curcumina utilizando el método de inyección de etanol, y los experimentos de administración oral en ratas demostraron que los liposomas de etanol de curcumina tenían una mayor absorción que la curcumina libre, sentando las bases para la preparación de preparaciones orales de curcumina. Meng et al. [56] usaron lipoproteína de baja densidad para simular un portador nanolipídico cargado con curcumina y lo dirigieron a ratas con Alzheimer#39;s, y el experimento demostró que tenía un efecto significativo de liberación sostenida. Mao Qian et al. también demostraron que los nanoliposomas de curcumina tienen un efecto preventivo eficaz sobre la apoptosis de las células del miocardio y la fibrosis causada por la diabetes [57].

Dispersiones sólidas

En la práctica clínica, las dispersiones sólidas son el método más común de preparación de fármacos. Consiste en dispersar el fármaco en un portador inerte en forma de moléculas, coloides o superpartículas para aumentar la solubilidad de los fármacos poco solubles y acelerar la velocidad de disolución. Esta técnica pasa a ser capaz de hacer frente a las características de la curcumina, que tiene una pobre solubilidad en agua [58], y es propicio para mejorar la absorción y la biodisponibilidad de la curcumina. En el estudio de los dispersantes de curcumina, polietileno pirrolidona, copovidona, poloxamer 188, etc se utilizan sobre todo como portadores [59], y los métodos de preparación incluyen la coprecipitación, enfriamiento por microondas, liofilización, y el método de extrude fusión en caliente y la tecnología de electrospinning que han surgido en los últimos años [60]. Shi Nianqiu et al. [61] encontraron que hay diferencias significativas en la disolución y solubilidad de las dispersiones sólidas de curcumina preparadas por diferentes procesos, entre los cuales el método de enfriamiento por microondas tiene un efecto más significativo en la mejora de la solubilidad de la curcumina. Por lo tanto, el autor cree que en la investigación futura sobre las dispersiones sólidas de curcumina, todavía hay una necesidad de estudios comparativos de los procesos de preparación emergentes y los procesos tradicionales, con el fin de actualizar continuamente el proceso de preparación que puede maximizar el valor de las dispersiones sólidas de curcumina.

3,4 ciclodextrina

Ciclodextrina es un oligosacárido cíclicformado por ciclodextrina glucanotransferasa catalizando almidón. Tiene una superficie hidrofílica y una estructura hidrofóbica de la cavidad interna [62], por lo que se puede utilizar para encapsular una variedad de compuestos hidrofóbicos de moléculas pequeñas, lo que ayuda a mejorar la solubilidad en agua y la estabilidad de la sustancia activa. Se ha utilizado con éxito en medicina, alimentación, biología y otros campos. Los estudios han demostrado que el vehículo de entrega de ciclodextrina curcumina tiene mejor solubilidad que la curcumina libre. La curcumina preparada por molienda tiene aproximadamente 100 veces mejor solubilidad que la curcumina libre, mientras que la curcumina preparada por evaporpor solvente y liofilización tiene más de 1.000 veces mejor solubilidad [63].

3.5 microesferas

Las microesferas cargadas con fármacos son un sistema de administración de fármacos en el que la sustancia activa es encapsulada en un transportador esférico hecho de materias primas como almidón, quitosano o gelatina. El tamaño de partícula es entre 0.3 y 300 μm. En términos de aplicación, tienen las ventajas de múltiples vías de administración de fármacos, mantenimiento de concentraciones de fármacos en sangre y seguridad [64]. Los estudios han demostrado que las microesferas de curcumina puede mejorar significativamente el rendimiento de la curcumina. Por ejemplo, Wang Huayu et al. [65] utilizaron almidón poroso de maíz como un portador para preparar microesferas de curcumina, lo que mejoró significativamente la tasa de disolución de la curcumina y aumentó la biodisponibilidad de la curcumina. Cai Jiehui et al. [66] utilizaron el copolímero PCL-PEG-PCL como el portador para preparar microesferas de curcumina, que tienen un buen efecto de liberación sostenida en la curcumina y sus derivados, y las microesferas tienen un buen efecto de eliminación de residuos en los radicales libres.

3.6 nanopartículas

Los sistemas de liberación de nanopartículas son sistemas que encapsulan materiales activos en un transportador de 10-1000 nm para aumentar la tasa de liberación de sustancias [67]. Tienen las ventajas de altas tasas de carga, baja toxicidad y gran área de superficie específica del transportador, y se utilizan a menudo en la industria alimentaria. Las nanopartículas están dirigidas y pueden ser captadas directamente por las células a través de endocitosis, lo que es beneficioso para el mejor efecto terapéutico de los principios activos [68].

El ácido poli (ácido lácco-glicólico) (PLGA) es uno de los nanomateriales más utilizados. Tiene una buena biocompatibilidad y baja irritación, y es un buen portador de la curcumina. Zhu D.B. [69] y Yang D. et al. [70] utilizaron PLGA como un portador para cargar la curcumina, los cuales mostraron que las nanopartículas de PLGA mejoraron efectivamente la solubilidad en agua de la curcumina y tuvieron un buen efecto de liberación sostenida.

3.7 modificación estructural de la curcumina

Debido al importante papel desempeñado por la curcumina y sus derivados en la prevención del cáncer, en los últimos años, muchos estudiosos se han dedicado a la modificación o transformación estructural de la curcumina, en un intento de superar los problemas de la mala solubilidad en agua, la mala estabilidad y la baja biodisponibilidad de la curcumina.

Aggarwal et al. [71] han descrito a fondo los sitios para la modificación estructural de la curcumina. Los principales métodos de modificación estructural incluyen: adición, eliminación o reemplazo de sustituyentes de anillo de benceno, cambiar la longitud de la cadena carbonilo, cambiar la estructura de dicetona, reemplazar el anillo aromático con un anillo heterocíclico, y reducir enlaces insaturados. Se encontró que después de que la cadena de carbono de la curcumina se acortó de C-7 a C-5, su solubilidad en agua y la estabilidad se mejorsignificativamente, y la actividad anti-tumor se incrementó significativamente [72]. Weber et al. [73] sustituyó el anillo aromático de la curcumina con anillos heterpolicíclicos. La IC50 (concentración semiinhibit) de este derivado para las células tumorales fue de aproximadamente 3,9 mol/L, que fue mucho mejor que el 8,2 mol/L de la curcumina en sí. Por lo tanto, la modificación estructural de la curcumina puede mejorar su biodisponibilidad hasta cierto punto. Xu Jialin et al. [74] sintetizquímicamente ocho análogos de la curcumina monocarbonilo y los probaron en un experimento antioxidante in vitro. Los resultados mostraron que reemplazar la unidad de − -dicetona con una estructura de monocetona puede mejorar efectivamente la estabilidad de los análogos, mientras que el sitio de sustitución de hidroxilo en los análogos es un factor importante que afecta la actividad antioxidante.

La transformación microbiana es un método que utiliza enzimas con diferentes funciones en las células microbipara modificar la estructura del compuesto objetivo para obtener diferentes derivados. Xu Fucheng et al. [75] criaron y obtuvieron una cepa de bacterias del ácido lácque produce -glucosidasa, y utilizaron la actividad de reacción inversa de esta -glucosidasa bacteriana para catalizar la glicosilación de las moléculas de curcumina. Los productos fueron identificados como diglucosido de curcumina y monoglucosido de curcumina. Chen Bingsong [76] expresó una glucosiltransferasa de Vincaleia grandiflora en Escherichia coli y catalizó la glucosilación de la curcumina y sus productos reducidos en un sistema de células enteras. Finalmente, la tetrahidrocurcumina glucosilada yla hexahidrocurcumglucosilada fueron exitosamente preparadas y aisladas. Li Yixuan [77] expresó heterólogamente el gen glicosiltransferasa de Bacillus subtilis Bs168 en Escherichia coli, obtuvo la glicosiltransferasa puriy catla curcumina, en última instancia, la obtención de dos derivados de la curcumina con significativamente mayor solubilidad en agua y propiedades antioxidantes que la curcumina.

4 conclusión

El extracto de cúrcuma tiene buenas perspectivas de aplicación en muchos campos debido a su buena actividad biológica, pero su alto costo de purificación y naturaleza inestable limitan su aplicación eficiente. Este artículo revisa el progreso de la investigación en la solución de problemas relacionados. Además de la extracción de plantas tradicionales y la síntesis química, la curcumina también puede ser sintetizen grandes cantidades mediante la construcción de microorganismos recombinantes. El costo de purificación es bajo y es respetuoso con el medio ambiente. También ha habido un gran número de informes de investigación sobre los métodos de modificación, que pueden mejorar la biodisponibilidad y la estabilidad de la curcumina hasta cierto punto, pero se necesita más investigación sobre la seguridad y la estabilidad de los métodos.

A medida que la investigación sobre las funciones fisiológicas de la curcumina continúa profundiz, también lo hace el mercado para los productos de curcumina. Futuras direcciones de investigación podrían considerar la mejora del nivel de síntesis microbiana de la curcumina o aumentar el contenido de curcumina en la cúrcuma y la optimización del proceso de extracción. Además, la introducción de nuevos materiales es también una de las direcciones de investigación caliente para la aplicación de modificación de la curcumina. En términos de futuras aplicaciones médicas, aunque muchos experimentos celulares y ensayos clínicos han demostrado que el mecanismo de la curcumina está relacionado con diferentes vías de señal intracelular, el mecanismo molecular de la curcumina interactuar con varias vías de señal aún no se ha dilucidado específicamente. Por lo tanto, se debe profundizar la investigación sobre su mecanismo de acción. En términos de futuras aplicaciones en los alimentos, la curcumina actualmente todavía existe como un agente colorante o conservante, y en el futuro, se puede caracterizar por sus funciones fisiológicas para aumentar el valor añadido de dichos alimentos.

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