¿Cuál es el beneficio del extracto de jengibre y su uso en el envasado de alimentos?

Ginger (Zingiber officinale Roscoe), a perennial herb in the ginger family, is mainly cultivated and used in some Southeast Asian countries. It has a fragrant and spicy taste and can be used as a condiment, spice, dietary supplement, and traditional medicine. Currently, according to data from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) for 2022, China is one of the world's principales productores de jengibre [1]. En su larga historia de uso y consumo, el jengibre no sólo se ha disfrutado como un manjar, sino que también tiene una variedad de propiedades farmacológicas y se ha utilizado en la alimentación y la medicina. Por ejemplo, el jengibre puede usarse como té o bebida saludable para prevenir resfri, vómitos y aliviar la fatiga [2]. Además, el jengibre es un componente importante de la preparación ayurvédi" Trikatu ". Trikatu puede usarse en combinación con otros medicamentos para tratar el asma, la bronquitis, la disentería, la fiebre y las infecciones intestinales [3].

En China, el jengibre también es ampliamente utilizado como un suplemento restaurativo popular, alimento medicinal o como una medicina herbal China en la medicina tradicional China [4]. La edición de 2020 de la farmacopea China incluye tres productos que contienen jengibre: jengibre fresco, jengibre seco y jengibre frito. En resumen, el jengibre es un cultivo importante con valor económico, ornamental e incluso medicinal comesti. Su nutrición y valor son ampliamente reconocidos y es muy querido por la gente. Cumple con consumidores y consumidores#39; Necesidades para una alimentación saludable, la ingesta de nutrientes y la terapia dietética, y se ha convertido en una de las especias esenciales y verduras que promueven la salud en la vida. Tiene un gran valor de utilización y perspectivas de desarrollo, que no sólo ha atraído la atención de múltiples campos científicos, sino que también es una de las fuentes naturales más investigadas en la última década. La figura 1 muestra los continuos esfuerzos de la comunidad investigadora, como lo evidencia el número de publicaciones sobre esta fuente natural. Este producto natural ha sido intensamente explorado en los últimos años, lo que puede estar relacionado con el crecimiento de los mercados de suplementos dietéticos y nutracéuticos debido a la epidemia de coronavirus.

With the rapid development of the ginger industry and science and technology, people have conducted in-depth research on the nutritional composition and functional value of ginger, which further confirms that ginger has high medicinal value and health care functions. Ginger has been extracted by various methods to discover more of its biological activities, in order to promote the comprehensive utilization and deep processing of ginger. To date, a variety of important bioactive components have been extracted from ginger, such as polysaccharides, terpenoids, phenolic compounds, etc. [1,5], and it has been found that these compounds have antioxidant [6], antibacterial [7], anti-inflammatory [8], anticancer [9], and hypoglycemic [10] effects. Figure 2summarizes the important active substances in ginger and their biological activities. Many techniques such as ultrasonic-assisted extraction, organic solvent separation, and high-performance liquid chromatography detection have been used to extract, process, separate, and analyze these ginger active ingredients to gain a deeper understanding of their activities. Many ginger products have been developed based on these activities, and these products involve the fields of food, pharmaceuticals, or cosmetics.

In recent years, the use of plant resources to create sustainable, green, non-toxic natural polymers has attracted considerable attention in order to reduce the generation and accumulation of agricultural waste and non-degradable synthetic materials. At present, many plant active substances have been widely used in food packaging materials. else active substances generally have antioxidant and antibacterial effects, which can improve the safety and extend the shelf life of packaged foods [11]. Ginger, as a natural crop, can be used as a sustainable and environmentally friendly material. Its extract, combined with other natural polymers, can improve the mechanical and oxygen barrier properties of the packaging [12]. Its excellent antibacterial and antioxidant properties make it one of the best candidates for food packaging applications. This paper mainly summarizes and discusses the types and biological activities of ginger extracts, as well as the research progress of ginger active substances in food packaging applications. It clarifies the main active ingredients and research hotspots of ginger as a medicinal and edible plant, and provides guidance and theoretical support for the comprehensive utilization and deep processing of ginger, with a view to providing the necessary theoretical knowledge base for in-depth research and development of ginger products and tapping the potential of disease prevention, and improving its bioavailability.

1 tipos y actividades biológicas de los extractos de jengibre

El jengibre contiene muchos componentes químicos, incluyendo polisacáridos, terpenoides, compuestos fenó, etc., que le dan al jengibre una variedad de actividades biológicas, tales como antioxidantes, antiinflamatorios, antibacterianos y anticancerosos, así como otros efectos protectores, que son beneficiosos para la salud. Sin embargo, la cantidad y calidad de estos compuestos bioactivos dependen en gran medida de la tecnología de extracción, que no sólo promueve el desarrollo de tecnología futura para extraer más eficazmente los ingredientes activos en el jengibre, sino que también maximila actividad biológica del jengibre. Los principios activos específicos del jengibre y sus actividades biológicas se resumen en la tabla 1.

1.1 tipos de extracto de jengibre

1. 1. 1 polisacáridos

Los polisacáride derivados de plantas son ampliamente atractivos en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética debido a sus múltiples beneficios para la salud, como los efectos antioxidantes [13], antitumorales [14], antiinfluenza [15], hipoglic[16] e inmunomodul[17]. Entre ellos, los polisacáridos de jengibre han atraído una amplia atención en los campos biológicos y médicos en los últimos años debido a sus ricas propiedades biológicas y efectos farmacológicos.

La estructura de los polisacáridos de jengibre es muy compleja, y sus características estructurales incluyen principalmente la composición y la secuencia de los monosacáridos, el peso molecular, y la posición y conformación de los enlaces glicosídicos. Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos Unidos por enlaces glicosídicos. La mayoría de los polisacáridos se componen de galactosa, glucosa, manosa, arabinosa, rinosa y xilosa. Además, los ácidos urónicos, incluyendo el ácido glucurónico y el ácido galacrónico, se detectan en algunos polisacáridos. La diversidad de la composición de monosacáridos y la relación molar de estos polisacáridos se ve afectada por muchos factores, tales como materias primas, métodos de extracción y métodos de separación y purificación [18,19]. Hay muchos métodos para analizar la estructura de los polisacáridos, incluyendo no sólo métodos de análisis instrumental, tales como cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), espectroscopia infrarroja (IR), resonancia magnética nuclear (RMN), cromatode gas (GC), espectrode masas (MS), cromatografía de masas (MS), espectrometría de masas de gas (GC-MS), etc, así como métodos químicos tales como análisis de metilación, hidrólisis ácida, y oxidperiodada, Métodos biológicos y biológicos tales como la digestión específica de glicosidasa y métodos inmunológicos.

The chemical structure of polysaccharides is the basis of their biological activity. Many studies have shown that the molecular weight of polysaccharides is closely related to a variety of biological activities, and that an appropriate molecular weight is one of the necessary conditions for polysaccharides to exhibit pharmacological activity. Chen et al. used two different methods to extract polysaccharides from ginger residues and determined that they had different molecular weights, which in turn exhibited different antioxidant activities [19]. In addition, the monosaccharide composition of Polisacáridos vegetales is an important factor affecting their biological activity. Wang et al. used the same extraction method to extract two polysaccharides, GP1 and GP2, from the same raw material. Their monosaccharide compositions are different. GP1 may have anti-tumor activity, while GP2 exhibits antioxidant activity [20]. When the monosaccharide composition is different, even if they have the same pharmacological effect, the strength is also different. Jing et al. showed that the two ginger polysaccharides ZOP and ZOP-1 have significant antioxidant effects, but the antioxidant activity of ZOP-1 is significantly higher than that of ZOP [13]. When the monosaccharide composition is the same, the molar ratio also affects the biological activity of the polysaccharide. Chen et al. confirmed that ginger polysaccharides isolated using hot water extraction and alkali solution extraction, which have different molar ratios of monosaccharide composition, exhibit different antioxidant activities [18].

El aislamiento eficaz y la purificación de los polisacáridos de jengibre es un requisito previo importante para el estudio de la estructura y la actividad biológica de los polisacáridos de jengibre. Con el fin de maximizar la eficiencia de extracción de los polisacáride macromoleculares biológicamente activos del jengibre, los investigadores han llevado a cabo una serie de estudios sobre las estrategias de purificación. En la actualidad, hay muchos métodos para aislar y purilos polisacáridos de jengibre, incluyendo la extracción de agua caliente, la extracción asistida por enzimas, la extracción asistida por microondas, y la extracción asistida por ultrasonido. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas [18]. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la integración de múltiples disciplinas, la investigación y el desarrollo de métodos de extracción con mayores tasas de extracción y que garanticen que la actividad biológica de los polisacáridos no se daña lo más posible es actualmente un punto caliente y foco de investigación. Aunque la investigación sobre los polisacáridos de jengibre nunca se ha detenido, aún se necesita más exploración en términos de métodos de purificación, la estructura y la actividad biológica. En el futuro, la estructura de los polisacáridos de jengibre puede ser modificada para mejorar su actividad biológica inherente o generar nuevas actividades biológicas. Además, es crucial para fortalecer la investigación sobre la relación estructura-actividad de los polisacáridos de jengibre modificado y aclarar la correlación entre la caracterización estructural de sitios modificados, la cantidad y la actividad.

1. 1,2 terpenos

The smell of ginger is mainly determined by its volatile oil content, also known as terpenes, which consist of monoterpenes and sesquiterpenes. The yield varies from 1% to 3% [21] and is the source of the pleasant smell, pungent taste and many pharmacological activities. Monoterpenes have a carbon backbone with two isoprene units (C10 skeleton), and some have one or two cycloalkane units, such as cyclopropane, cyclobutane and cyclohexane. Currently, monoterpenes are found to mainly include the active ingredients eucalyptol, citral, limonene, linalool and pinene. Eucalyptol is a cyclic ether and the main component of Eucalyptus essential oil. It is known to have anti-inflammatory, antibacterial, anti-hypertensive, antispasmodic, analgesic and anti-anxiety effects [22,23]. Citral is a double bond isomer and a mixture of citronellal and geranial, with the highest content in ginger essential oil [24]. It has a strong lemon aroma. Therefore, citral has been used as a safe flavoring and food additive. It also has liver-protecting and anti-inflammatory effects [25]. Limonene is a cyclic monoterpene that is the main component of citrus peel oil. It is used as an anticancer, antiviral, anti-inflammatory and antibacterial agent [26] and also has the effect of dissolving gallstones and relieving gastroesophageal reflux [27]. Linalool is a terpene alcohol found in plants in the form of two enantiomers and is known to have anti-inflammatory, anticancer, antibacterial, analgesic, anti-anxiety, antidepressant and neuroprotective effects [28].

El pineno es un monoterpenbicíclicque se produce como dos isómeros (− - y − -) y se utiliza como un agente saborizante. Tiene efectos gastroprotectores, ansiolíticos, anticonvul, neuroprotectores, antioxidantes y antipancreatitis [29]. Los sesquiterpenos se caracterizan por tener tres unidades de isopreno (esqueleto C15) y son los principales componentes de los aceites esenciales en la naturaleza. β-elemene es uno de los estereoisómeros en el grupo de elemene y se encuentra en la naturaleza como un componente de aromas florales y feromonas de insectos.

Se notificó que el beta-elemeno tiene efectos anticancerosos [30]. El farneseno existe como seis isómeros y se encuentra en la naturaleza como un componente de aceites esenciales y feromonas. Se utiliza industrialmente como disolvente, emoliente, vitamina y biocombustible [31]. La zeatina es un sesquiterpencícliccon tres enlaces dobles que es altamente reactivo y se utiliza como agente contra el cáncer [32], agente antimicrobiy frag[33].

In summary, these volatile compounds give ginger essential oil its characteristic flavour and aroma as well as its antimicrobial and antioxidant activities. Its biological activities are directly related to its chemical composition, which may vary in content and composition depending on the species and be influenced by extraction method, origin, growing conditions, harvest time and other factors. In recent years, attention has been paid to the use of ginger essential oil in food preservation, and its potential as a natural and effective food preservative has been understood, which may have a significant impact on food safety and quality.

1. 1.3 compuestos fenólicos

Los compuestos fenólicos son componentes no volátiles y los principales ingredientes bioactivos en el jengibre. Incluyen gingerols, shogaols, paradols y zingerone, y su conversión se muestra en la figura 3. Los gingeroles se encuentran en el rizoma de jengibre como un líquido amarillo acre, pero también pueden formar sólidos cristalinos de baja fusión, que contribuyen a la activación de los receptores de especias en la lengua. Hay seis congéneres de gingerol, que se distinguen por la longitud de la cadena lateral ramide alquilo. 6-Gingerol es el compuesto más abundante, mientras que 4-, 7-, 8-, 10- y 12-gingerols son menos abundantes [34]. Se sabe que los gingeroles tienen efectos anticancerosos, antiinflamatorios y antioxidantes [35].

Los jengibres se pueden convertir en shogaols por reacciones de deshidratcausadas por el calor, por lo que se puede detectar una gran cantidad de shogaols en el jengibre tratado con calor, de los cuales el 6-gingerol es el congénero más abundante en el jengibre seco. La conversión de shogaol a shogaolida durante el tratamiento térmico se ve muy afectada por las condiciones de calentamiento y temperatura. Jung et al. encontraron que el contenido de 6-gingerol producido bajo condiciones de calor húmedo era significativamente mayor que el producido bajo condiciones de calor seco, y que las altas temperaturas podrían aumentar la tasa de conversión de shogaolida mediante la reducción del tiempo de tratamiento térmico [36]. Varios informes han demostrado que los shogaols tienen mejores propiedades farmacológicas que los shogaols, especialmente sus efectos neuroprotectores, antioxidantes y antiinflamatorios [37]. Los estudios han demostrado que la -, - - cetona insaturen 6-gingenol puede ser la base molecular para su mayor actividad biológica que 6-gingerol [38]. Los paradoles son metabolide la biotransformación no irride los shogaols [39] y se sabe que tienen efectos anticancerosos, antiinflamatorios, cardioprotectores y neuroprotectores [40]. Shogaol, también conocido como vanilillacetona, es un producto formado cuando el gingerol sufre una reacción aldólica durante el secado o tratamiento térmico [40]. Se ha informado que el Shogaol tiene diversos efectos y actividades, como antiinflamatorio, hipoglucémico, antidiarre, antiespasmódico, anticanceroso, antiemético, ansiolítico, antitrombótico, radioprotector y antimicrobibiológico

Actividades [41].

En los últimos años, ha habido un fuerte aumento de la demanda deExtractos de oleorresina de jengibre de alta calidadContienen compuestos fenólicos tales como shogaols y gingerols, que tienen subsidios por enfermedad. Temperaturas más bajas y tiempos de exposición más cortos, tales como la extracción asistida por ultrasonido y por enzimas, pueden obtener extractos de alta calidad con alto contenido de 6-gingerol [42,43]. Los tratamientos de alto calor, tales como el microondas asistido y la extracción de líquido a presión, producirá un mayor contenido de 6-gingerol [44,45]. Mientras tanto, la extracción con fluido supercrítico utiliza CO2 no tóxico, lo que mejora la calidad y seguridad del extracto [46]. Aunque estas tecnologías de extracción verde tienen muchos beneficios ambientales, económicos y sociales, todavía hay muchos desafíos que abordar en el futuro. Un mayor desarrollo de los compuestos bioactivos en los extractos de oleorresina de jengibre como ingredientes funcionales para aplicaciones alimentarias, farmacéuticas o cosmeceutical es otra área importante que vale la pena explorar.

1.1.4 diarilheptanoides

Además de los ingredientes activos mencionados anteriormente, el jengibre también contiene diarilheptanoides, que consisten en dos grupos arilo conectados por una cadena de heptano y se dividen en lineales (curcuminoides) y formas cíclic. La curcumina es el principal componente del jengibre, originalmente aislado de la cúrcuma en la familia del jengibre, pero también está presente como el principal componente en el jengibre.

 La curcumina se ha informado de tener efectos farmacológicos antioxidantes, anti-úlcera, anti-cáncer, cardioprotector, antidiabético, antimalaria, antibacteriano y neuroprotector [47,48,49].

1. Otros principios activos

The chemical substance mixture in ginger, such as ginger essential oil, and some non-volatile components are prepared by extracting with solvents such as ethanol and water, or by powdering fresh or dried ginger roots or using them as an infusion. These extracts have anticancer effects in addition to neuroprotective, cardioprotective and hypoglycemic effects [50,51]. In addition, in order to enhance the therapeutic effect of the mixture of ginger components and other chemical substances, drug delivery systems based on nano-capsules, such as liposomes, solid lipid nanoparticles, nanostructured lipid particles, nanoemulsions and cyclodextrin complexes, have been developed or proposed [52], to help ginger exert its biological activity better in the body and increase its oral bioavailability.

1.2 actividad biológica

Actividad antioxidante

It is well known that an excess of free radicals such as reactive oxygen species (ROS) is the cause of many chronic diseases, and ginger has high antioxidant activity. Dugasani et al. found that 6-, 8- and 10-gingerols and 6-gingenol all have strong antioxidant activity, with 6-gingerol having the lowest activity and while 10-gingerol had the highest antioxidant activity of all the gingerols [53]. Ji et al. demonstrated the potential of ginger oleoresin as an effective antioxidant and radiation protectant [54]. In addition, ginger extract can reduce the production of ROS and lipid peroxidation by stimulating the expression of several antioxidant enzymes, thereby exhibiting antioxidant effects [55]. Ginger extract also has a protective and antioxidant effect against cadmium-induced nephrotoxicity [56] and antioxidant protection against lead acetate-induced hepatotoxicity [56]. In addition, the antioxidant capacity of ginger extract is related to the extraction solvent. Yeh et al. compared the antioxidant capacity of ginger ethanol extract and water extract and found that ginger ethanol extract had higher TEAC and FRAP antioxidant activity [58]. In summary, numerous in vitro and in vivo studies have shown that ginger and its bioactive compounds have strong antioxidant activity. The main effect is to balance free radical production, improve the body's sistema de defensa, y también juegan un papel regulador en la enzima antioxidante o sistema enzimático.

1.2.2 actividad antiinflamatoria

La inflamación se puede definir como una respuesta protectora del cuerpo que se produce después de la invasión microbiana, la exposición a antígenos, y el daño a las células y los tejidos. Implica una interacción compleja entre muchos tipos de células, mediadores, receptores y vías de señales. Los estudios han demostrado que el NF-κB juega un papel clave en la neuroinflamación, que la activación de PPAR-γ puede regular el metabolismo y la inflamación, y que el jengibre y sus diversos compuestos activos tienen actividad antiinflamatoria, como se ha sabido durante mucho tiempo. Han et al. demostraron que el 6-gingerol ejerce un efecto antiinflamatorio mediante la inhibide la producción de mediadores inflamindupor LPS mediante la activación de PPAR-γ, inhibide la activación indupor LPS NF-κB para ejercer un efecto antiinflam[59]. Zhang et al. encontraron que las nanopartículas carcon 6-gingenol pueden aliviar los síntomas de la colitis inducida por sulfato de dextrande de sodio y acelerar la reparación de heridas de colitis mediante la regulación de los niveles de expresión de factores pro-inflamatorios y anti-inflamatorios [60].

Varios estudios han demostrado que el 6-gingerol también tiene actividad antiinflamatoria. Saha et al. demostraron que el 6-gingerol ejerce actividad antiinflamatoria al regular la vía NF-κB y reducir los niveles de proteína y ARNm de IL-8, IL-6 e IL-1β en la inflamación indupor Vibrio cholerae en células epiteliintestinales [61]. Otros ingredientes activos en el jengibre también se ha demostrado que tienen actividad anti-inflamatoria. Por ejemplo, el extracto de jengibre y el gingerol mejoraron la coliindupor el ácido trinitrobencensulfónico al regular las vías NF- − B e interleucin-1 − [62]. El jengibre también puede prevenir coliindupor anticuerpos anti-CD3 al reducir la producción de TNF- - y la activación de Akt y NF- - - B [63]. Y Teng et al. encontraron que el jengibre exopartícula nano.#39; El microRNA mejora la colitis del ratón induciendo la producción de IL-22 (un factor de mejora de la función de barrera) [64]. En resumen, el jengibre y sus compuestos activos se han demostrado para aliviar eficazmente la inflamación, especialmente en las enfermedades inflamdel intestino. El mecanismo antiinflamdel jengibre puede estar relacionado con la inhibide la activación de Akt y NF- − B, la mejora de las citocinas antiinflam, y la reducción de las citocinas pro-inflamatorias. Cabe señalar que la aplicación de nanopartículas de jengibre es de gran ayuda en la mejora de las enfermedades inflamatorias en el intestino, incluyendo la prevención y el tratamiento correspondiente.

1.2.3 neuroprotección

Algunas personas, especialmente los ancianos, están en alto riesgo de desarrollar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer#39;s enfermedad (AD), Parkinson's y demencia, y la prevalencia de estas enfermedades aumenta con la edad. Muchos estudios han demostrado que el jengibre puede tener un efecto positivo en la función de la memoria y un efecto neuroprotector contra estas enfermedades crónicas, incurables, e incluso puede ayudar en el tratamiento y la prevención de enfermedades neurodegenerativas. In Alzheimer& (en inglés)#39;s, Zeng et al. informaron que el extracto de jengibre en dosis altas puede mejorar el aprendizaje y la memoria [65]. Karam et al. demostraron la capacidad neuroprotectora y terapéutica del jengibre al demostrar que las ratas AD tratadas con jengibre exhiun aumento significativo de los niveles de acetilcolina, reducción de la actividad de la acetilcolinesterasa, y la desaparición de las placas amiloides [55]. En Parkinson's disease, Moon et al. found that the active compounds in ginger can reduce the cognitive dysfunction of PD by inhibiting the inflammatory response, increasing NGF levels, and improving synaptic formation in the AD brain [66]. P

Ark et al. reported that 6-gingerol can improve motor coordination disorders and motor retardation in PD, exerting a neuroprotective effect [67]. In addition, Ho et al. found that 10-gingerol in fresh ginger has strong anti-neuroinflammatory properties. It inhibits the expression of pro-inflammatory genes by blocking NF-κB activation, resulting in decreased levels of NO, IL-1β, IL-6 and TNF-α [68]. Another study found that 6-dehydrogingerol has a cytoprotective effect against oxidative stress-induced neuronal cell damage [69]. In addition, the TRV1 receptor has been found in the peripheral and central nervous systems and plays an important role in pain transmission and regulation. It has been reported that ginger has been shown to be active in the TRV1 receptor [70]. The above studies have found that ginger and its bioactive compounds exhibit protective effects against neurodegenerative diseases such as AD and PD.

1.2.4 actividad antibacteriana

La propagación de bacterias y hongos siempre ha sido un problema serio que afecta a las personas#39;s salud. El uso prolongado de antimicrobianos ha llevado a la resistencia bacteriana, y la formación de biofilms es una causa importante de la infección bacteriana y la resistencia antimicrobiana. Para abordar este problema, varias hierbas y especias se han convertido en agentes antimicrobianos naturales y eficaces contra muchos microorganismos patógenos. En los últimos años, el jengibre se ha reportado que tiene actividad antimicrobiana. Un estudio encontró que el jengibre inhiel el crecimiento de varias cepas resistentes a medicamentos, incluyendo Pseudomonas aeruginosa, al afectar la integridad de la membrana e inhibide la formación de biofilm [71].

Un extracto crudo y una fracción de metande jengibre inhila la formación de biofilm, la síntesis de glucan y la adhesión de Streptococcus mutans mediante la regulación negativa de los genes de virul[72]. Otros resultados de investigación han demostrado que el aceite esencial de jengibre tiene propiedades antibacterianas. Wang et al. demostraron que el aceite esencial de jengibre tiene una excelente actividad antibacteriana contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli, siendo el primero más sensible al aceite esencial de jengibre que el segundo. El mecanismo antibacteriano es que el aceite esencial de jengibre causa daño a la membrana celular bacteriana, la fuga de macromoléculas tales como proteínas y ácidos nucle, y en última instancia conduce a una disminución de la actividad metabólica bacteriana y la muerte [73]. En resumen, el jengibre tiene Se ha demostrado que inhiel el crecimiento de diferentes bacterias y hongos.

1.2.5 actividad contra el cáncer

Cancer is a leading cause of death, and some natural products such as fruits and plants have been widely studied for their anti-cancer activity. A large number of in vitro and in vivo studies on ginger extracts have shown that ginger and its active ingredients can eliminate or inhibit the development of different types of cancer. It has been found that ginger extract supplementation can reduce colon mucosal proliferation and promote apoptosis in patients at high risk of colorectal cancer [6]. 6-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol and 10-shogaol have an anti-proliferative effect on human prostate cancer cells by down-regulating the expression of various drug-resistant related proteins [74], have an antiproliferative effect on human prostate cancer cells by downregulating the expression of various drug-resistance-related proteins [74].

El 6-Gingerol también puede inhibir el crecimiento de células humanas de adenocarcinoma de cuello uterino [75]. El extracto de jengibre también puede prevenir el cáncer de mama al aumentar la expresión del gen supresor de tumores p53 y reducir el nivel de NF- − B en el tejido tumoral para promover la apoptosis [76]. Los nanopuntos de carbono fluorescentes preparados con jengibre pueden controlar eficazmente el crecimiento de tumores causados por células cancerosas de hígado humano en ratones desnudos. Un experimento in vitro encontró que los nanopuntos de carbono de jengibre aumentaron el contenido de ROS en las células de cáncer de hígado, lo que aumenta la expresión de p53 y promueve la apoptosis [77]. El extracto de jengibre y el 6-gingenol inhiel crecimiento de células cancerosas de páncreas humano sin reacciones adversas graves [78]. En resumen, el jengibre puede prevenir y tratar varios tipos de cáncer, como el cáncer colorrectal, el cáncer de próstata, el cáncer de mama, el cáncer cervical, el cáncer de hígado y el cáncer de páncreas. El mecanismo contra el cáncer se relaciona principalmente con la inducción de la apoptosis y la inhibición de la proliferación de células cancerosas.

1.2.6 actividad hipoglicémica

La Diabetes es un trastorno metabólico grave causado por la deficiencia de insulina o la resistencia a la insulina, que resulta en la glucosa sanguínea anormelevada. Muchos estudios han evaluado los efectos antidiabéticos del jengibre y sus principales ingredientes activos. Sampath et al. encontraron que el 6-gingerol puede reducir los niveles plasde glucosa e insulina en ratones obesos causados por una dieta alta en grasas [79]. Wei et al. encontraron que 6-paradol y 6-gingenol promueven la utilización de glucosa al aumentar la fosforilación de AMPK. Además, 6-Paradol redujo significativamente los niveles de glucosa en sangre [7]. Li et al. encontraron que el extracto de jengibre puede mejorar la sensibilidad a la insulina en ratas con síndrome metabólico, que puede estar relacionado con la mejora del metabolismo energético por 6-gingerol [80]. Dongare encontró que el extracto de jengibre puede reducir los cambios en la retina microvascular en ratas diabindupor estreptozotocina [81]. En resumen, estos estudios sugieren que el jengibre y sus compuestos bioactivos pueden prevenir y tratar la diabetes y sus complicaciones al disminuir los niveles de insulina y aumentar la sensibilidad a la insulina.

1.2.7 otras actividades biológicas

Además de las actividades mencionadas anteriormente, el jengibre también tiene efectos protectores sobre el sistema respiry anti-náuseas, antieméticos, y efectos protectores cardiovasculares. Las hierbas naturales tienen una larga historia de uso en el tratamiento de enfermedades respiratorias como el asma, y el jengibre es uno de estos tratamientos. En algunos estudios, el jengibre y sus compuestos bioactivos han mostrado efectos protectores contra enfermedades respiratorias. Por ejemplo,6-gingereno, 8-gingerol, y 6-gingerolPuede inducir una rápida relajación del músculo liso de las vías respiratorias humanas [82]. Además, el jengibre puede mejorar el asma alérgica [83]. El jengibre se ha utilizado tradicionalmente para tratar los síntomas gastrointestinales. Investigaciones previas han demostrado que el jengibre puede reducir los vómitos, mareos y náuseas causadas por el embarazo, mientras que estudios recientes se han centrado en el jengibre#Efecto preventivo sobre las náuseas y vómitos posoperatorios e inducidos por la quimioterapia. Un ensayo doble ciego, aleatorizado, controlado con placebo mostró que la complementación con jengibre mejoró la calidad de vida relacionada con las náuseas en los pacientes después de la quimioterapia [84]. Además, el jengibre puede aliviar las náuseas causadas por los medicamentos antituberculosos y el tratamiento antirretroviral, y reducir la frecuencia de ataques de náuseas leves, moderados y graves en pacientes [85]. En general, el jengibre exhibe efectos protectores cardiovasculares al reducir Hipertensión arterial y mejoría de la dislipidemia. Estudios han demostrado que el extracto de jengibre tiene un efecto vasoprotector sobre las arterias coronporcinas al inhibide la NO sintasa y la ciclooxigen[86].

2  Aplicación de extracto de jengibre en envases de alimentos

Los alimentos son susceptibles a diversos factores ambientales, como la humedad, la luz, el oxígeno y los microorganismos, que pueden provocar su deterioro [87]. Además, los problemas de inocuidad de los alimentos causados por residuos de plaguicidas, metales pesados y toxinas microbianas pueden afectar directamente a la salud de los consumidores [88]. Patógenos transmitidos por los alimentos como Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes y Campylobacter jejuni pueden incluso causar enfermedades humanas como gastrointestinales y neurológicas [89]. El envasado de alimentos es una parte importante de la ciencia y la tecnología alimentarias. Su función principal es proteger su contenido del deterioro causado por microorganismos y otros organismos, garantizar la calidad y seguridad del producto y extender la vida útil. No solo contribuye a una cadena de valor alimentaria sostenible y a la reducción de los residuos alimentarios, sino que también permite a los consumidores consumir alimentos seguros e higiénicos.

Además, también puede mostrar información del producto para ayudar con la comercialización y distribución de productos. Los materiales de embalaje son diversos, que van desde un solo envase de papel hasta metal, vidrio y plástico, dependiendo de las diferencias individuales de cada producto. Sin embargo, este método tradicional de envasado genera la mayor parte de los residuos sólidos, contaminel medio ambiente. Los materiales utilizados no son biodegradables, no solo dañan el medio ambiente, sino que también pueden afectar a la salud humana al propagar la contaminación a través del agua, el suelo y el aire. Hasta la fecha, la producción y el uso de materiales no biodegradables como los materiales de envasado de alimentos ha aumentado significativamente, causando cada vez más daños a la naturaleza. En los últimos años, con la mejora de las personas#39 calidad y seguridad de los alimentos. Las personas han tomado conciencia de la importancia del envasado de los alimentos en la protección de los alimentos y poco a poco están tomando conciencia de la importancia de la ecología natural y de su propia salud. Con el fin de satisfacer la creciente demanda de sostenibilidad ambiental y seguridad, cada vez más investigación se ha dirigido hacia el desarrollo de materiales de envasado de alimentos que pueden degradarse rápidamente en el medio ambiente [90].

Biopolymers are chain-like molecular polymers composed of monomer units linked by covalent bonds. They have the ability to degrade or disintegrate through the action of natural organisms, leaving behind environmentally safe organic by-products such as CO2 and H2O. Because of their abundance, renewability and biodegradability, they are considered to be an alternative to non-biodegradable materials such as those made from petroleum [91]. In the past, the most common types of biopolymers used in food packaging applications were natural products such as carbohydrates (starch, cellulose, chitosan, agar), proteins (gelatin, whey protein, Colágeno colágeno), etc.

Hoy en día, los avances científicos y tecnológicos han llevado a la formación de biopolímeros sintéticos, incluyendo ácido polilác(PLA), policaprolactona (PCL), ácido poliglicólico (PGA), alcohol polivinílico (PVA) y succinde polibutileno (PBS) [92]. Las ventajas de estos biopolímeros sintéticos incluyen el potencial para crear industrias sostenibles y propiedades mejoradas como durabilidad, flexibilidad, alto brillo, transparencia y resistencia a la tracción. Los biopolímeros se pueden dividir en cuatro categorías de acuerdo con sus fuentes, incluyendo biopolímeros naturales derivados de organismos naturales (por ejemplo, recursos agrícolas), biopolímeros sintéticos producidos o fermentados a partir de microorganismos (por ejemplo, polihidroxialcanoatos PHA), biopolímeros sintetizconvencionalmente a partir de sustancias biológicas (por ejemplo, el ácido polilácpla), y biopolímeros sintetizquímicamente a partir de productos derivados del petróleo (por ejemplo, polycaprolactone PCL) [93]. Como se muestra en la figura 4, se resumen los biopolímeros utilizados en el envasado de alimentos y sus clasificaciones.

Sin embargo, en comparación con los materiales convencionales no biodegradables (especialmente los materiales de embalaje hechos de petróleo), el uso de biopolímeros como materiales de envasado de alimentos tiene pobres propiedades mecánicas (por ejemplo, baja resistencia a la tracción) y propiedades de barrera (por ejemplo, alta permeabilidad al agua). Además, los biopolímeros son generalmente frágiles, tienen bajas temperaturas de distorsión de calor, y tienen baja tolerancia para operaciones de procesamiento prolongadas [94]. Sin embargo, con el fin de equilibrar las ventajas de utilizar biopolímeros como materiales de embalaje, y en particular para satisfacer la sociedad#Las necesidades de sostenibilidad y seguridad medioambiental, muchos estudios han comenzado a mejorar estos biopolímeros para aplicaciones de envasado de alimentos. Por ejemplo, los nanocompuestos biocompuestos han sido identificados como un material de embalaje prometedor para mejorar las propiedades mecánicas y de barrera de los biopolímeros, o la adición de algunos biopolímeros naturales de origen vegetal, animal o microbial mismo tiempo, proporcionando una transición para el envasado de alimentos que es sostenible, biodegradable y mejora su rendimiento [95]. Sus propiedades naturales antibacterianas y antioxidantes se utilizan para mejorar la seguridad de los alimentos envasados y extender su vida útil.

Ginger has excellent antibacterial and antioxidant properties. Some scholars have studied its application in food packaging by extracting active ingredients from ginger, as shown in Table 2. Saedi et al. successfully prepared transparent and flexible regenerated cellulose films using regenerated cellulose from ginger pulp. The incorporation of curcumin into the regenerated cellulose film provided a strong UV barrier as well as antioxidant and antibacterial activities against a wide range of foodborne pathogens while maintaining transparency, which was proven to be suitable for food packaging applications [96].

Rahmasari et al. encontraron que las películas comestibles a base de almidón de jengibre tratadas con ultrasonido tenían mejores propiedades mecánicas, de barrera, térmicas y antibacterianas, inhibieficazmente la oxidde lípidos en muestras de carne molida sin afectar negativamente a las propiedades sensoride la carne molida [97]. Fasihi et al. encontraron que una película biocompuesta cargada con aceite esencial de jengibre exhiexcelentes propiedades de barrera UV y la luz, así como una alta actividad antioxidante y antibacteriana, que podría ser utilizado en aplicaciones de envasado de pan [12]. La adición de extracto de glicerde jengibre a una formulación de revestimiento comestise ha demostrado que reduce eficazmente el crecimiento de Aspergillus flavpuede reducir significativamente la oxidde la nuez, mejorando así la calidad nutricional y microbide las nueces, así como su seguridad y vida útil [98]. Zhang et al. incorporó aceite esencial de jengibre en una nanopelícula de microemulsión, que no sólo cambió las propiedades mecánicas y permeal vapor de agua de la película, sino que también mejoró su resistencia a las bacterias patógenas, bacterias de deterioro, y la inhibición de la oxidde los lípidos, ayudando a extender la vida útil de la carne fresca [99].

In summary, ginger can be delivered in the form of nanoemulsions or solid particles. In addition to being directly used for food preservation, it can also be used to produce biodegradable packaging films or coatings, thereby improving its bioavailability and food preservation efficiency. In addition, the delivery system protects ginger from the environment, providing good controlled-release properties and higher resistance and antioxidant properties for food preservation, showing excellent preservation capabilities for foods such as bread, poultry, fruits and vegetables, and seafood products. The emergence of these sustainable and biodegradable materials has significantly improved the mechanical and barrier properties of packaging, effectively extending shelf life, improving food quality, enhancing food safety and providing consumers with fresher, more sustainable products. With the rapid growth of these materials in the market, they have a promising future. Continued research and development in this field is expected to produce innovative, environmentally friendly packaging solutions, marking a key step towards a more sustainable future for food packaging.

3 conclusión

Los componentes en el jengibre, tales como shogaol, gingerol y zingerona, han sido identificados y son reconocidos como los principales compuestos contenidos en el extracto de jengibre, dándole al jengibre una variedad de actividades biológicas tales como anti-oxid, anti-inflamación y anti-bacteriano. Por lo tanto, el jengibre puede ser utilizado como un ingrediente en alimentos funcionales o productos nutricionales, y también puede ser utilizado para controlar y prevenir diversas enfermedades como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, diabetes, obesidad, enfermedades neurodegenerativas, náuseas, vómitos y enfermedades respiratorias. El mecanismo específico de acción merece una mayor exploración. El aislamiento y purificación de estas sustancias bioactivas de jengibre sigue siendo un reto. En el futuro, se llevarán a cabo más investigaciones sobre sus mecanismos de acción In vivo con el fin de lograr una mejor utilización diversificada del jengibre y proporcionar una referencia y dirección para su desarrollo. Vale la pena señalar que los ensayos clínicos del jengibre y sus diversos compuestos bioactivos son necesarios para demostrar su eficacia en seres humanos para estas enfermedades. Aunque los recursos de jengibre se han desarrollado y utilizado gradualmente, la mayoría de ellos han sido desarrollados y utilizados por separado, y hay una falta de utilización integral y centralizada de jengibre después de la cosecha y el procesamiento. Estudios previos han demostrado que los tallos de jengibre, las hojas y los residuos de jengibre también son ricos en ingredientes activos y tienen cierto valor medicinal y potencial de desarrollo. Mediante el análisis de la composición, función y espacio de aplicación de los subproductos de jengibre, la utilización secundaria y múltiple de los subproductos de jengibre se puede utilizar para formar una serie de métodos de desarrollo y utilización de productos a gran escala, que no sólo pueden lograr un uso eficiente de los recursos y mejorar la eficiencia económica, sino también proteger el medio ambiente. Este estudio sistemático en profundidad del jengibre puede ayudar a las personas a entender y aplicar el jengibre desde más perspectivas.

Research on the application of ginger in food packaging has shown that food packaging materials containing ginger active ingredients have high antibacterial and antioxidant properties. However, packaging films or coatings containing ginger ingredients can change the sensory properties of food, which may have a negative impact. Utilization can be improved and sensory changes in food can be reduced by exploiting the synergistic interactions between ginger or its major components, or by combining them with polymers with antimicrobial and antioxidant properties. Alternatively, selecting foods with flavours and aromas that complement those of ginger may reduce the negative impact on sensory attributes. Therefore, further research is needed to improve functionalized food preservation delivery systems containing ginger active ingredients to meet the requirements of various foods and mass-produced products, such as improving utilization, controlling and extending shelf life, while considering cost investment and consumer acceptance. Nowadays, most research is limited to laboratory testing and has not been carried out on a commercial scale. Therefore, the feasibility and commercialization of biodegradable packaging systems containing ginger active ingredients remains to be further explored.

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