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

El jengibre (Zingiber officinale Roscoe), una hierba perenne de la familia del jengibre, se cultiva y utiliza principalmente en algunos países del sudeste asiático. Tiene un sabor fragante y picante y se puede utilizar como condimento, especias, suplemento diety medicina tradicional. Actualmente, según datos de la organización de las naciones Unidas para la alimentación y la agricultura (FAO) para el año 2022, China es uno de los países del mundo#39;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.

Con el rápido desarrollo de laIndustria del jengibreY la ciencia y la tecnología, las personas han llevado a cabo una investigación en profundidad sobre la composición nutricional y el valor funcional del jengibre, lo que confirma además que el jengibre tiene un alto valor medicinal y funciones de atención de la salud. El jengibre ha sido extraído por varios métodos para descubrir más de sus actividades biológicas, con el fin de promover la utilización integral y el procesamiento profundo de jengibre. Hasta la fecha, una variedad de importantes componentes bioactivos se han extraído del jengibre, tales como polisacáridos, terpenoides, compuestos fenó, etc. [1,5], y se ha encontrado que estos compuestos tienen efectos antioxidantes [6], antibacteri[7], antiinflamatorios [8], anticanceroso [9], y efectos hipoglic[10]. La figura 2resume los principios activos importantes en el jengibre y sus actividades biológicas. Muchas técnicas como ultrasonidos asistida extracción, separación de disolventes orgánicos, y la detección de cromatolíquida de alto rendimiento se han utilizado para extraer, procesar, separar y analizar estos ingredientes activos de jengibre para obtener una comprensión más profunda de sus actividades. Muchos productos de jengibre se han desarrollado sobre la base de estas actividades, y estos productos implican los campos de alimentos, productos farmacéuticos o cosméticos.

En los últimos años, el uso de recursos vegetales para crear polímeros naturales sostenibles, verdes y no tóxicos ha atraído considerable atención con el fin de reducir la generación y acumulación de residuos agrícolas y materiales sintéticos no degradables. En la actualidad, muchas sustancias activas vegetales se han utilizado ampliamente en materiales de envasado de alimentos. Estas sustancias activas generalmente tienen efectos antioxidantes y antibacterianos, lo que puede mejorar la seguridad y prolongar la vida útil de los alimentos envasados [11]. El jengibre, como un cultivo natural, puede ser utilizado como un material sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Su extracto, combinado con otros polímeros naturales, puede mejorar las propiedades mecánicas y de barrera al oxígeno del envase [12]. Sus excelentes propiedades antibacterianas y antioxidantes lo convierten en uno de los mejores candidatos para aplicaciones de envasado de alimentos. Este documento resume y discute principalmente los tipos y las actividades biológicas de los extractos de jengibre, así como el progreso de la investigación de las sustancias activas de jengibre en aplicaciones de envasado de alimentos. Aclara los principales ingredientes activos y puntos calientes de investigación del jengibre como planta medicinal y comesti, y proporciona orientación y apoyo teórico para la utilización integral y el procesamiento profundo de jengibre, con el fin de proporcionar la base de conocimientos teóricos necesarios para la investigación en profundidad y el desarrollo de productos de jengibre y aprovechar el potencial de la prevención de enfermedades, y mejorar su biodisponibilidad.

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.

La estructura química de los polisacáridos es la base de su actividad biológica. Muchos estudios han demostrado que el peso molecular de los polisacáridos está estrechamente relacionado con una variedad de actividades biológicas, y que un peso molecular adecuado es una de las condiciones necesarias para que los polisacáridos exhiben actividad farmacológica. Chen et al. utilizaron dos métodos diferentes para extraer polisacáridos de residuos de jengibre y determinaron que tenían diferentes pesos moleculares, que a su vez exhidiferentes actividades antioxidantes [19]. Además, la composición de los monosacáridos de los polisacáridos de las plantas es un factor importante que afecta a su actividad biológica. Wang et al. utilizaron el mismo método de extracción para extraer dos polisacáridos, GP1 y GP2, de la misma materia prima. Sus composiciones monosacáridos son diferentes. GP1 puede tener actividad antitumoral, mientras que GP2 exhibe actividad antioxidante [20]. Cuando la composición de los monosacáridos es diferente, incluso si tienen el mismo efecto farmacológico, la fuerza también es diferente. Jing et al. mostraron que los dos polisacáridos de jengibre ZOP y ZOP-1 tienen efectos antioxidantes significativos, pero la actividad antioxidante de ZOP-1 es significativamente mayor que la de ZOP [13]. Cuando la composición del monosacárido es la misma, la relación molar también afecta la actividad biológica del polisacárido. Chen et al. confirmaron que los polisacáridos de jengibre aislados usando extracción con agua caliente y extracción con solución alcal, que tienen diferentes proporciones molares de la composición de monosacáridos, exhidiferentes actividades antioxidantes [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

El olor del jengibre se determina principalmente por su contenido de aceite volátil, también conocido como terpenos, que consisten en monoterpenos y sesquiterpenos. El rendimiento varía de 1% a 3% [21] y es la fuente del olor agradable, el sabor picante y muchas actividades farmacológicas. Los monoterpentienen una columna vertebral de carbono con dos unidades de isopreno (esqueleto C10), y algunos tienen una o dos unidades de cicloalcano, como ciclopropano, ciclobutano y ciclohexano. Actualmente, se encuentra que los monoterpenos incluyen principalmente los ingredientes activos eucaliptol, citral, limoneno, linalool y pineno. El eucaliptol es un éter cíclicy el principal componente del aceite esencial de eucalipto. Se sabe que tiene efectos antiinflamatorios, antibacterianos, antihiperten, antiespasmódicos, analgésicos y ansiansi[22,23]. Citral es un isómero de doble enlace y una mezcla de citronelal y geranial, con el mayor contenido en aceite esencial de jengibre [24]. Tiene un fuerte aroma a limón. Por lo tanto, citral se ha utilizado como un saboriseguro y aditivo alimentario. También tiene efectos antiinflamy protectores del hígado [25]. El limoneno es un monoterpencíclicque es el principal componente del aceite de cáscara de cítricos. Se utiliza como agente anticancerígeno, antiviral, antiinflamatorio y antibacteriano [26] y también tiene el efecto de disollos cálculos biliares y aliviar el reflujo gastroesofágico [27]. Linalol es un alcohol terpenque se encuentra en las plantas en forma de dos enantiómeros y se sabe que tiene efectos antiinflamatorios, anticancerosos, antibacterianos, analgésicos, anti-ansiedad, antidepresivos y neuroprotectores [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].

En resumen, estos compuestos volátiles dan al aceite esencial de jengibre su sabor y aroma característicos, así como sus actividades antimicrobiy antioxidantes. Sus actividades biológicas están directamente relacionadas con su composición química, que puede variar en contenido y composición dependiendo de la especie y estar influenciada por el método de extracción, origen, condiciones de cultivo, época de cosecha y otros factores. En los últimos años, se ha prestado atención al uso del aceite esencial de jengibre en la conservación de alimentos, y se ha entendido su potencial como un conservante de alimentos natural y eficaz, que puede tener un impacto significativo en la seguridad y calidad de los alimentos.

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 en la demanda de extractos de oleorresina de jengibre de alta calidad que contienen compuestos fenólicos como shogaols y gingerols, que tienen beneficios para la salud. 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

La mezcla de sustancias químicas en el jengibre, como el aceite esencial de jengibre, y algunos componentes no volátiles se preparan mediante la extracción con disolventes como etanol y agua, o por pulveride raíces de jengibre frescas o secas o usándolas como una infusión. Estos extractos tienen efectos anticancerademás de efectos neuroprotectores, cardioprotectores e hipoglic[50,51]. Además, con el fin de mejorar el efecto terapéutico de la mezcla de componentes de jengibre y otras sustancias químicas, se han desarrollado o propuesto sistemas de administración de fármacos basados en nanocápsulas, tales como liposomas, nanopartículas lipísólidas, partículas lipínanoestructur, nanoemulsiones y complejos de ciclodextrina [52], para ayudar al jengibre a ejercer mejor su actividad biológica en el cuerpo y aumentar su biodisponibilidad oral.

1.2 actividad biológica

Actividad antioxidante

Es bien sabido que un exceso de radicales libres, tales como especies reactivas de oxígeno (ROS) es la causa de muchas enfermedades crónicas, y el jengibre tiene una alta actividad antioxidante. Dugasani et al. encontraron que 6-, 8- y 10-gingeroles y 6-gingenol todos tienen una fuerte actividad antioxidante, con 6-gingerol teniendo la actividad más baja y mientras que 10-gingerol tuvo la actividad antioxidante más alta de todos los gingeroles [53]. Ji et al. demostraron el potencial de la oleorresina de jengibre como un antioxidante eficaz y protector contra la radiación [54]. Además, el extracto de jengibre puede reducir la producción de ROS y la peroxidlipímediante la estimulación de la expresión de varias enzimas antioxidantes, exhibide este modo efectos antioxidantes [55]. El extracto de jengibre también tiene un efecto protector y antioxidante contra la nefrotoxicidad indupor cadmio [56] y la protección antioxidante contra la hepatotoxicidad indupor el acetato de plomo [56]. Además, la capacidad antioxidante del extracto de jengibre está relacionada con el solvente de extracción. Yeh et al. compararon la capacidad antioxidante del extracto de etanol de jengibre y el extracto de agua y encontraron que el extracto de etanol de jengibre tenía una mayor actividad antioxidante de TEAC y FRAP [58]. En resumen, numerosos estudios In vitro e In vivo han demostrado que el jengibre y sus compuestos bioactivos tienen una fuerte actividad antioxidante. El efecto principal es equilibrar la producción de radicales libres, mejorar el 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 enfermedad, luna et al. encontraron que los compuestos activos en el jengibre puede reducir la disfunción cognitiva de la enfermedad de Parkinson mediante la inhibición de la respuesta inflamatoria, el aumento de los niveles de NGF, y la mejora de la formación sináptica en el cerebro AD [66]. P

Ark et al. reportaron que el 6-gingerol puede mejorar los trastornos de coordinación motora y el retraso motor en la EP, ejerciendo un efecto neuroprotector [67]. Además, Ho et al. encontraron que el 10-gingerol en el jengibre fresco tiene fuertes propiedades anti-neuroinflam. Inhila la expresión de genes pro-inflamatorios bloqueando la activación de NF- − B, resultando en disminución de los niveles de NO, IL-1 -, IL-6 y TNF- - [68]. Otro estudio encontró que el 6-deshidrogingerol tiene un efecto citoprotector contra el estrés oxidativo indupor daño celular neuronal [69]. Además, el receptor TRV1 se ha encontrado en los sistemas nervioso periférico y central y juega un papel importante en la transmisión y regulación del dolor. Se ha informado que el jengibre ha demostrado ser activo en el receptor TRV1 [70]. Los estudios anteriores han encontrado que el jengibre y sus compuestos bioactivos exhiefectos protectores contra enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

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

El cáncer es una causa principal de muerte, y algunos productos naturales como frutas y plantas han sido ampliamente estudiados por su actividad anticancerosa. Un gran número de estudios in vitro e in vivo sobre extractos de jengibre han mostrado que el jengibre y sus ingredientes activos pueden eliminar o inhibir el desarrollo de diferentes tipos de cáncer. Se ha encontrado que la suplementación con extracto de jengibre puede reducir la proliferación de la mucosa del colon y promover la apoptosis en pacientes con alto riesgo de cáncer colorrectal [6]. El 6-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol y 10-shogaol tienen un efecto antiproliferativo en las células de cáncer de próstata humano al regular a la baja la expresión de varias proteínas relacionadas resistentes a los medicamentos, [74] tienen un efecto antiproliferen las células de cáncer de próstata humano al regular a la baja la expresión de varias proteínas relacionadas con la resistencia a los medicamentos [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, el 6-gingereno, 8-gingerol y 6-gingerol pueden inducir una relajación rápida 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].

Los biopolímeros son polímeros moleculares de tipo cadena compuestos de monómeros Unidos por enlaces covalentes. Tienen la capacidad de degradarse o desintegrarse a través de la acción de los organismos naturales, dejando detrás subproductos orgánicos ambientalmente seguros tales como CO2 y H2O. Por su abundancia, renovabilidad y biodegradabilidad, se consideran una alternativa a los materiales no biodegradables como los derivados del petróleo [91]. En el pasado, los tipos más comunes de biopolímeros utilizados en aplicaciones de envasado de alimentos eran productos naturales como carbohidratos (almidón, celul, quitosano, agar), proteínas (gelatina, proteína de suero, 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.

El jengibre tiene excelentes propiedades antibacterianas y antioxidantes. Algunos estudiosos han estudiado su aplicación en el envasado de alimentos mediante la extracción de ingredientes activos de jengibre, como se muestra en la tabla 2. Saedi et al. preparcon éxito películas de celulregenertransparentes y flexibles utilizando celulregenerde la pulpa de jengibre. La incorporación de la curcumina en la película de celulregenerproporcionó una fuerte barrera UV, así como las actividades antioxidantes y antibacterianas contra una amplia gama de patógenos de los alimentos, manteniendo al mismo tiempo la transparencia, que se ha demostrado ser adecuado para aplicaciones de envasado de alimentos [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].

En resumen, el jengibre puede ser entregado en forma de nanoemulsiones o partículas sólidas. Además de ser utilizado directamente para la conservación de alimentos, también puede ser utilizado para producir películas o recubride de envases biodegradables, mejorando así su biodisponibilidad y eficiencia de conservación de alimentos. Además, el sistema de suministro protege el jengibre del medio ambiente, proporcionando buenas propiedades de liberación controlada y una mayor resistencia y propiedades antioxidantes para la conservación de los alimentos, mostrando excelentes capacidades de conservación de alimentos como pan, aves de corral, frutas y verduras, y productos del mar. La aparición de estos materiales sostenibles y biodegradables ha mejorado significativamente las propiedades mecánicas y de barrera de los envases, extendiendo efectivamente la vida útil, mejorando la calidad de los alimentos, mejorando la seguridad alimentaria y proporcionando a los consumidores productos más frescos y sostenibles. Con el rápido crecimiento de estos materiales en el mercado, tienen un futuro prometedor. Se espera que la continua investigación y desarrollo en este campo produzca soluciones de envasado innovadoras y respetucon el medio ambiente, marcando un paso clave hacia un futuro más sostenible para el envasado de alimentos.

3 conclusión

Los componentes en el jengibre, tales como shogaol, gingerol y zingerona, han sido identificados y son reconocidos como los principales compuestos contenidos enExtracto de jengibreDando el 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.

La investigación sobre la aplicación de jengibre en el envasado de alimentos ha demostrado que los materiales de envasado de alimentos que contienen ingredientes activos de jengibre tienen altas propiedades antibacterianas y antioxidantes. Sin embargo, las películas de embalaje o recubrimientos que contienen ingredientes de jengibre pueden cambiar las propiedades sensoride los alimentos, lo que puede tener un impacto negativo. La utilización puede ser mejorada y los cambios sensorien los alimentos pueden ser reducidos explotando las interacciones sinérgicas entre el jengibre o sus componentes principales, o combinándolos con polímeros con propiedades antimicrobiy antioxidantes. Por otra parte, seleccionar alimentos con sabores y aromas que complementen los del jengibre puede reducir el impacto negativo sobre los atributos sensoriales. Por lo tanto, se necesita más investigación para mejorar los sistemas funcionalizados de administración de alimentos de conservación que contienen ingredientes activos de jengibre para cumplir con los requisitos de varios alimentos y productos producidos en masa, tales como mejorar la utilización, el control y la ampliación de la vida útil, teniendo en cuenta los costos de inversión y la aceptación del consumidor. Hoy en día, la mayor parte de la investigación se limita a ensayos de laboratorio y no se ha llevado a cabo a escala comercial. Por lo tanto, la viabilidad y comercialización de los sistemas de envasado biodegradque contienen ingredientes activos de jengibre sigue siendo explorado.

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