¿Qué es luteína de flor de caléndula?

La luteína, también conocida como "fitoprogesterona", es un carotenoide natural que se encuentra en una amplia gama de verduras, frutas, flores y ciertas algas [1]. El cuerpo humano no puede sintetizarlo por sí mismo y debe ser ingerio complementa través de la dieta. La luteína es un excelente antioxidante, y ya en 1995, la administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó su uso como aSuplemento alimenticio en alimentos y bebidas. Un gran número de estudios han demostrado que la luteína desempeña un papel importante en la protección de la visión, la prevención de las cataratas y las enfermedades cardiovasculares, la lucha contra el cáncer, actúa como antioxidante y estimula el sistema inmunológico. Actualmente es uno de los centros de investigación en el campo de los ingredientes alimentarios funcionales internacionales [2,3].

1 estructura y propiedades físicas y químicas de la luteína

La luteína es un carotenoide. Los carotenoides se pueden dividir en dos categorías según su estructura química y solubilidad [4]: carotenoides y xantofilas. Los primeros son hidrocarburos conjugcon la fórmula molecular C40H56, solubles en éter de petróleo, y mal o insolubles en etanol. Estos incluyen −, − y − -caroten, que tienen la función de un precursor de VA, y licopen, que no tiene la función de un precursor de VA. Estos últimos son derivados que contienen oxígeno de polienos conjugque existen como alcoholes, aldehídos, cetonas y ácidos. Son solubles en etanol e insolubles en éter. Incluyen zeaxantina, criptoxantina, luteína y capsantina.

La luteína es un derivado del beta-caroten.Con la fórmula molecular C40H56O2 y un peso molecular de 568,85. La molécula de luteína tiene tres átomos de carbono quirales, y en teoría hay ocho isómeros, pero en la naturaleza sólo hay un isómero, a saber zeaxantina. La molécula de luteína tiene 10 dobles enlaces conjugados y un grupo hidroxilo en el grupo terminal (figura 1) son estos enlaces dobles conjuglos que le dan a la luteína su color brillante y su capacidad para eliminar radicales libres. La luteína está presente en la membrana celular de tal manera que la larga cadena de carbono hidrofóbica está enterrada en la capa de moléculas fosfolípidas, mientras que el grupo hidrofílico hidroxilo permanece en ambos lados de la membrana. Esta estructura permite que la luteína se combine al máximo con los lípidos de la membrana celular que son altamente susceptibles a la oxid, mejorando así la fuerza de la membrana celular. En términos de estabilidad, los estudios han demostrado que la luteína libre es extremadamente inestable al calor, el monooleato de luteína (ML) es ligeramente más estable, y el dioleato (DL) es extremadamente estable al calor. Tanto ML como DL son menos sensibles a la luz UV que la luteína libre. Los estudios han demostrado que la esterificación del grupo hidroxilo de la luteína con ácidos grasos puede mejorar su estabilidad al calor y la luz UV. Esta es una razón por la cualProductos de luteínaSe suministran principalmente en forma de ésteres de luteína [3].

2 distribución de luteína

La luteína se encuentra ampliamente en la naturaleza, pero su forma de existencia varía. Se encuentra en la forma libre, no esterificada en las frutas y verduras verdes como la espinaca, col rizada, col y miel. En contraste, en las frutas y verduras amarillas o narancomo naran, papayas, melocotones y calabacín, se esterifica con ácidos grasos como el ácido mirístico, ácido láurico y ácido palmítico. Sin embargo, después de la ingestión de estos alimentos, los ésteres de luteína necesitan ser hidrolizados en luteína libre antes de que puedan ser absorbidos por el cuerpo animal [5].

elContenido de luteína en frutas y verduras de diferentes fuentesNo es lo mismo, y los resultados de las mediciones de diferentes fuentes y unidades en diferentes lugares también varían mucho.

Los datos anteriores muestran que el contenido de luteína en las frutas y verduras consumidas en la naturaleza es bajo y varía mucho. Si la luteína se extrae directamente de frutas y verduras, el costo será muy alto. Por lo tanto, tanto en el país como en el extranjero, la caléndula (también conocida como caléndula), que tiene un alto contenido de luteína, se utiliza como materia prima para extraer y refinla luteína para la producción industrial. Los estudios han demostrado que el contenido de carotenoides de los caléngoldos puede superar 1 mg/g de peso fresco, y el contenido específico de componentes se muestra en la tabla 4.

3 biodisponibilidad de luteína

La biodisponibilidad dePolvo de luteínaEstá estrechamente relacionado con su forma, estado de procesamiento de alimentos, estructura celular, estado nutricional, antecedentes genéticos, etc. [6]. La luteína en las plantas existe principalmente en forma de ésteres de ácidos grasos.

Después de ser ingeripor los animales, los ésteres de luteína necesitan ser hidrolizados por los jugos digestivos en luteína libre con el fin de ser efectivamente absorbido y utilizado por los intestinos. Actualmente,La luteína de caléndula se utiliza principalmente como aditivo alimenticio para aves de corralY las aves de corral alcanzan estándares de peso comercializables antes de que maduren sus funciones del tracto digestivo, por lo que no pueden hacer un buen uso de los ésteres de luteína. En la cría de aves de corral, es necesario añadir luteína libre para su absorción y utilización. Estudios han demostrado que la tasa de absorción de ésteres de luteína en aves de corral es de sólo 35% a 38%, mientras que la tasa de absorción de luteína libre puede alcanzar el 90% [7].

La biodisponibilidad de la luteína también está estrechamente relacionada con los métodos de procesamiento de alimentos y la estructura celular. La luteína en las materias primas de los alimentos está incrusten las células, por lo que los métodos de procesamiento que destruyen la estructura celular pueden mejorar significativamente la biodisponibilidad de la luteína.

elBiodisponibilidad de ésteres de luteínaTambién se relaciona significativamente con la cantidad de grasa en la dieta. Una cantidad adecuada de grasa dietpuede inducir la secreción de esterasa pancreo lipasa y promover su actividad, y la hidrólisis de los ésteres de luteína requiere la participación de estas enzimas. Por lo tanto, una cantidad adecuada de grasa dietpuede mejorar la absorción y utilización de ésteres de luteína por el cuerpo animal, pero no está necesariamente relacionado con elBiodisponibilidad de luteína libre.

4 funciones fisiológicas de la luteína

4.1 protección de la visión

La luteína es el único carotenoque se encuentra en la retina del ojo humano, se deposiselectivamente en la mácula y en toda la retina. La principal función fisiológica de la luteína en el ojo es como un antioxidante y fotoprotector [8]. Numerosos estudios han demostrado que la luteína juega un papel clave en la prevención y el control de las enfermedades oculares comunes como la presbicia, cataratas, retinopatía diabética, degeneración macular relacionada con la edad (DMAE), los flotadores y el glaucoma. La luteína ayuda a prevenir la arteriosclerosis del ojo, retrasy alivia los síntomas dela presbicia, y reduce la incidencia de cataratas y DMAE [9,10]. La degeneración macular relacionada con la edad es la principal causa de ceguera adquirida, afectando a 25-30 millones de personas en todo el mundo. La luteína también es importante para el desarrollo visual e incluso intelectual de los bebés.

4.2 efecto antioxidante

La luteína es única en su capacidad para prevenir el daño a las membranas biológicas causado por los radicales libres, el oxígeno singlete de extinción y la captura de radicales de oxígeno [7]. El oxígeno singlete y los radicales de peróxido provienen principalmente de dos fuentes: la primera es producida por el cuerpo#39;s metabolismo normal; El segundo se produce en grandes cantidades por factores como el tabaquismo, la contaminación del aire, la radiación y las toxinas ambientales. Los estudios han encontrado que las especies reactivas del oxígeno pueden reaccionar con el ADN, proteínas y lípidos, inhibiendo sus funciones fisiológicas y causando enfermedades crónicas como el cáncer, la aterosclerosis y la DMAE. La luteína puede inactivar el oxígeno singlete a través de la extinción física o química, proteal cuerpo de daños. La luteína también puede prevenir la peroxidlipíy proteger a las células productoras de esteroides en folículos y úteros de la oxid. Por lo tanto, la adición de una cierta cantidad deLuteína a la comidaPuede ayudar a prevenir una serie de enfermedades causadas por el envejecimiento de los órganos humanos y mejorar el cuerpo-'s sistema inmune.

4.3 efecto anticcáncer

La luteína tiene efectos biológicos únicos en la inhibición del crecimiento tumoral, incluyendo la actividad antioxidante, inhibide la angiogénesis tumoral y la proliferación celular. Los estudios han demostrado que la luteína es más eficaz que el -caroteno en la inhibición de la peroxidlipíde las membranas celulares y el daño oxidativo inducido por la oxid[11]. Como aditivo alimentario, la luteína puede inhibir eficazmente el crecimiento de tumores mamarios trasplables en ratones y promover el crecimiento de linfocitos [12]. Según el Instituto americano para la investigación del cáncer (AICR), una ingesta diaria de 400 a 600 g de frutas y verduras per cápita puede reducir el riesgo relativo de cáncer en un 50%. Slattery et al. [13] mostraron esoIngesta de luteínaSe correlacionó significativamente negativamente con el riesgo de cáncer de colon.

4.4 retrasar las etapas tempranas de la aterosclerosis

Estudios recientes lo han demostradoLa luteína tiene un efecto retaren las primeras etapas dela aterosclerosis. Dwyer et al. [14] creen que la luteína puede prevenir el engrosde las paredes de los vasos sanguíneos de la arteria caróprincipal. Los experimentos con animales han encontrado que los ratones alimentados con alimentos que contienen luteína tenían menos tromboarterial que aquellos que no fueron alimentados. Además, la luteína en las células de la pared de los animales puede reducir significativamente la oxiddel colesterol LDL.

Efecto de coloración 4.5

Debido a que la luteína es de color amarillo brillante, tiene un fuerte poder color, y es resistente a la luz, el calor, los ácidos, álcalis, etc., es ampliamente utilizada en el procesamiento de pasteles, dulces, tabaco, condimentos y alimentos.

5 método de extracción de luteína

La luteína fue primero extraída de las raíces de zanahoria por Heinrich en 1831, y luego de las hojas amarillas de otoño por Berzdlius en 1837, seguido por otros investigadores que la extrajeron sucesivamente de algas y yemas de huevo [15]. En la actualidad, la luteína se produce extrusándola de caléngoldos [16].

La luteína no puede obtenerse por síntesis químicaY sólo se puede extraer de plantas naturales. Los siguientes son los principales métodos de extracción de luteína.

Método de separación por membrana 5.1

Para extraer pigmentos naturales se utilizan procesos tradicionales como maceración, evapory concentración, y purificación con disolventes. Sin embargo, estos procesos tienen desventajas como un alto consumo de energía, procesos demasiado complejos y baja pureza del producto. La introducción de la separación por membrana [17] no solo reduce los costes, sino que también mejora la calidad del producto. La solución de extracción se puriprimero por microfiltración (MF) usando una membrana de cerámica, y luego el filtrado se concentra usando una membrana de ósmosis inversa (RO). Comparado con la extracción de etanol y la concentración por evapor, este proceso, que utiliza principalmente la tecnología de separación por membrana, es más sencillo, y la solución pigmentada se encuentra básicamente a temperatura ambiente, lo que asegura efectivamente la calidad del pigmento.

5.2 método de calentamiento por microondas

Yang Lifei et al. [2] utilizaron el té como materia prima, 6#Disolvente como medio, y método de calentamiento por microondas aExtracto de luteínaY obtuvo las condiciones óptimas de extracción de luteína mediante el control de parámetros como la concentración de disolvente, la potencia de microondas y el tiempo de extracción. Los resultados experimentales muestran que cuando la relación material (w/v) es 1:25, el tiempo es de 30 s, y el material se extrae dos veces por microondas, la tasa de extracción de luteína puede alcanzar el 65,45%. La principal ventaja de este método es que ahorra disolvente y mejora la eficiencia de extracción.

Método de secado 5.3

La luteína se puede extraer de los pétalos de caléndulaSecando y tampando en un nuevo tipo de secador de tambor rotativo [18]. Cuando la relación de manipulación es variable, la eficiencia de manipulación oscila entre el 70% y el 90%. La cantidad de luteína está estrechamente relacionada con el tiempo de secado y la temperatura. Para el mismo tiempo de secado, la cantidad extraa 60 °C es mayor que a 70 °C.

5.4 el método de extracción

El Qingdao High-tech Industrial Park Qingdao Institute of Natural Products ha sido capaz de extraer luteína de caléndula a gran escala. El flujo de proceso es: pétalos de Marigold → fermentación → secado → granulación → extracción de hexano → evapora presión negativa separación → resina de luteína.

5.5 método de extracción con disolvente orgánico

Este método utiliza etanol como disolvente para extraer luteína de los calígoldos en condiciones alcalinas. El extracto es de color amarillo marrón, y después de ser sometido a destilación al vacío, concentración, precipitación y secado, se obtiene un sólido marrón [19]. Song Hao et al. [16] estudiaron la solubilidad de la luteína en flores de calocolita en cuatro solventes orgánicos (tetrahidrofurano, éter de petróleo, hexano y acetona) y disolventes binmixtos de estos solventes y etanol. Encontraron que el efecto de extracción de luteína en disolventes binbinmixtos era mejor que en disolventes puros. Además, elEficiencia de disolución de luteínaTambién está estrechamente relacionado con las ondas ultrasónicas, la temperatura, y el tamaño del grano de la materia prima.

También hay métodos supercríticos de extracción de dióxido de carbono y métodos de cromatolíquida de alto rendimiento.

6 perspectivas

China posee abundantes recursos de calocoria y ya ha llevado a cabo ampliamente la extracción y el procesamiento de luteína, pero los productos siguen siendo crudos y se utilizan principalmente como aditivos para la alimentación animal o para la exportación. En la actualidad, la universidad de agricultura de China, la universidad de Shanghai Jiao Tong, la universidad de Pekín, etc., han llevado a cabo todas las investigaciones sobre el alto -Pureza luteínaCon puridades superiores al 95% [20], pero esto aún no ha atraído la atención de China's industria alimentaria. Las instituciones de investigación nacionales, incluida la universidad de Zhejiang, están desarrollando un germoplasma de arroz de alta luteína innovador y sus productos correspondientes, y han logrado resultados iniciales. La luteína tiene una buena visión protectora, previene la aterosclerosis, la anti-oxid, el cáncer y otros efectos, como aIngrediente funcional en los alimentosLa medicina, los productos sanitarios y otros sectores tendrán buenas perspectivas de desarrollo.

referencias

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