¿Qué es el extracto de cúrcuma en polvo de curcumina?

Curcumin es actualmente uno de los world's best-selling natural Food colors (en inglés). Tiene una gran capacidad de coloración, buena estabilidad térmica y propiedades de coloración [1]. La curcumina se deriva principalmente de los rizomas de la planta de Curcuma longa en la familia del jengibre, y tiene una larga historia de uso en China para colorear el polvo de curry. Debido a que es seguro, no tóxico y no tiene efectos secundarios, se considera el ingrediente activo natural más valioso y ha sido aprobado como aditivo alimentario natural por la organización mundial de la salud/administración de alimentos y medicamentos [2]. La cúrcuma, que se utiliza tanto como un medicamento y un alimento, tiene efectos anti-tumoral, anti-inflamatorio, y la sangre lipiregulador de efectos [3]. La curcumina es fácilmente soluble en disolventes orgánicos como alcoholes, ácido acético, acetona y otros disolventes orgánicos y soluciones alcalinas, pero no en agua. Su fórmula química molecular es C21H20O6, y su cadena principal es un grupo alifático y aromático insatur[4].

1 métodos de extracción para la curcumina

Los métodos para la extracción de la curcumina incluyen principalmente la extracción con disolvente orgánico, extracción con agua alcalina, extracción enzimy extracción ultrasónica. La extracción con solventes orgánicos involucra principalmente la extracción de cúrcuma con disolventes orgánicos como alcohol y acetona para extraer la curcumina. Este método es simple y las condiciones de reacción son controlables, pero la cantidad de reactivo orgánico utilizado es grande, y una temperatura de reacción demasiado alta puede destruir la estructura del extracto [5]. La extracción de hidróxido de sodio es de bajo costo y puede obtener curcumina con alta pureza y sequedad, pero la reacción es violenta y fácilmente destruye la estructura de la curcumina [6]. El método de extracción enzimutiliza principalmente enzimas complejas como la celulasa para destruir las paredes celulares de la cúrcuma para lograr el efecto de la extracción. Sin embargo, este método requiere una operación muy profesional y duras condiciones de actividad enzim, y no es adecuado para aplicaciones industriales a gran escala [7].

En vista de la estabilidad, la tasa de extracción y el costo de la extracción de la curcumina, algunos investigadores han explorado nuevas técnicas de extracción de la curcumina. Zhao Xi Xi et al. [8] utilizan hervido ultrasónico interno para ayudar en la extracción de la curcumina. El estudio mostró que este método es estable y factible, y el proceso de extracción optimiobtuvo una tasa de extracción de curcumina de 1.139%. Ran Qiliang et al. [9] hervió cúrcuma en una solución alcalina con un pH de 9,0 a 9,5, y luego la acidificó y la separpara obtener un producto terminado de curcumina con un contenido total de 5% a 6%. Este proceso es simple, seguro y requiere poca inversión en equipo. PYO et al. [10] utilizaron la extracción de fluido supercrítico utilizando etanol como agente de captación para extraer la curcumina del polvo de curry, con un rendimiento de 24,73 mg/g. Este método puede maximizar la retención de la actividad biológica de la curcumina.

2 la actividad biológica de la curcumina

2.1 efectos antiinflamatorios y antibacterianos

El efecto anti-inflamcurcuminaActúa inhibide los principales mediadores inflamatorios como la ciclooxigenasa (COX-1, COX-2), la lipoxigenasa (LOX), el factor de necrosis tumoral (TNF- -), el interferón - (IFN- -) y factores de transcripción como el factor de transcripción nuclear - B (NF- - B) y la proteína activadora -1 (AP-1) [11]. La curcumina también puede regular la proliferación celular para afectar su función inmune [12]. La curcumina puede afectar a la actividad de los fagociy también puede inhibir el crecimiento de virus, bacterias, etc. [13]. Los estudios han demostrado que la curcumina puede inhibir el Virus de inmunodeficiencia humana (VIH), y la curcumina también tiene un fuerte efecto inhibitorio sobre bacterias como Trichophyton rubrum y Trichophyton mentagrophytes [14]. El efecto regulador de la curcumina en las bacterias también se refleja en los cambios en la función inmune. La curcumina puede inhibir las bacterias intestinales, mejorar la función inmune, y mejorar el rendimiento de crecimiento.

2.2 efecto antioxidante

El proceso antioxidante de todos los antioxidantes se puede dividir en dos procesos: el proceso de captura de radicales libres y el proceso de terminación de radicales libres, que se puede expresar como sigue:

S-00 (o S) + AH → S-OOH (o SH) + A · A · → sustancia no radical

Donde S representa un sustroxi, AH representa un antioxidante, y A· representa el radical del antioxidante [5,16].

La curcumina tiene el efecto de eliminar los radicales activos de oxígeno y resistir la peroxidlipí. Su actividad antioxidante es comparable a la de las vitaminas C y E, y puede proteger los lípidos o la hemoglobina de la oxid[16]. Se cree que la curcumina juega un papel importante en los Estados patológicos mediados por el estrés oxidativo. La curcumina tiene dos espinespinfenilpropanoides similares al cinamaldehído, con un grupo hidroxilo fenóy un grupo metoxi en cada uno de los dos anillos de bencen, y un grupo alqueno vinculado a una estructura de − -dicetona /enol. Además, la actividad antioxidante de la curcumina se relaciona con su capacidad para inhibir la peroxidlipíy mantener la actividad de varias enzimas antioxidantes [17].

2.3 efectos anticancerosos y antitumorales

La curcumina puede inducir significativamente la apoptosis en las células tumorales, regular la expresión de oncogenes y proteínas relacionadas, inducir la detención del ciclo celular, bloquear las vías de transducción de señales de las células, inhibir la invasión tumoral y metástasis, revertir la resistencia a los medicamentos de la célula, y aumentar la sensibilidad a la quimioterapia [18]. Yan Meidi et al. [19] mostraron que la curcumina puede inhibir significativamente el crecimiento y la proliferación de las células SW579 de cáncer de tiroides humano y aumentar la tasa de apoptosis de las células de cáncer de tiroides. El Instituto nacional del cáncer de los Estados Unidos incluyó la curcumina como una sustancia quimiopreventiva de tercera generación para el cáncer y la incluyó en la farmacopea de los Estados Unidos [20]. Liu Bixia et al. [21] establecieron un modelo tumoral e intervinieron con curcumina. Los resultados mostraron que la curcumina podría inhibir la proliferación de células de cáncer de hígado H22 y anti-angiogénesis mediante la regulación del nivel de expresión de tejido tumoral, inhibiendo así el tumor. La curcumina puede inhibir la proliferación de células de carcinoma de células escamosas en la cabeza y el cuello mediando el inhibianti-apoptótico NF-κB [22].

2.4 efecto regulador de lípidos

La curcumina puede regular los lípidos de la sangre mediante la reducción de los niveles de triglic(TG) y colesterol total (TC) en el plasma sanguíneo y el hígado. LI et al. [23] mostraron que la curcumina tiene el mismo efecto regulador de lípidos que la lovastatina a través de la bioquímica sérica y el análisis metabolómico. La curcumina puede activar las proteínas quinasas y los receptores de peroxidpara regular el metabolismo lipídico del hígado, reducir la esteatosis hepática inducida por la dieta alta en grasas, y por lo tanto inhibir el hígado graso [24]. Feng Ying et al. [25] mostraron que las concentraciones altas de curcumina pueden regular los niveles de caspas-1 y ejercer un efecto anti-necrosis, lo que retrasla la aterosclerosis.

3. Aplicación de la curcumina en la industria alimentaria

3.1. Mantenimiento al fresco

La curcumina es una planta polifenol con fuertes propiedades antioxidantes y conservantes. Manquan et al. [26] usaron 0.03% de curcumina y 0.06% de goma xantana como conservante para tratar los frutos de Malus water Orange. El estudio encontró que después de 90 días de almacenamiento, la tasa de pudrición y la tasa de pérdida de peso de los frutos fueron significativamente menores que las del testigo. Wang Xiaofu [27] utilizó curcumina en diferentes concentraciones para cultivar el hongo Phomopsis stematae y Botrytis cinerea in vitro e in vivo, e inoculó sobre kiwifruit. Los resultados mostraron que la curcumina podría inhibir significativamente la germinde las esporas de hongos y el crecimiento micelial, y el diámetro de las lesiones kiwifruit se redujo significativamente. Con el fin de mejorar el efecto conservante de la curcumina en los alimentos, los estudiosos nacionales y extranjeros han llevado a cabo un gran número de estudios. Los estudios han demostrado que sustancias tales como microcápsulas, electrospinning, nanocomplejos y coloides que contienen curcumina puede mantener sus propiedades antibacterianas y antioxidantes y ampliar la vida útil de los alimentos [28].

3.2 condimentos y pigmentos

La curcumina es un pigmento natural que se especifica para su uso en la norma nacional de seguridad alimentaria para las normas de uso de aditivos alimentarios (GB 2760-2014) y es ampliamente utilizado en la industria alimentaria. China comenzó a investigar y aplicar la curcumina a mediados y finales de la década de 1980, y en la actualidad, hidrosoluble y soluble en aceite productos de curcumina se han desarrollado a nivel nacional [29]. El extracto de cúrcuma, como un condimento compuesto, es un agente colorindispensable en la comida de curry. Es ampliamente utilizado en alimentos inflado, condimentos, productos de arroz y harina, y bebidas.

otros

Huang Yang et al. [30] prepararon microcápsulas con extracto de cúrcuma como el material principal y gelatina y polvo de clara de huevo como el material de pared, y estudiaron el efecto de la relación entre el núcleo y la pared, el emulsionante a la relación de masa del material principal en la tasa de atrapamiento de extracto de cúrcuma en las microcápsulas. El producto obtenido en el estudio puede proteger elComponentes funcionales de la curcuminaEvita la oxid, aumenta la estabilidad del producto y tiene una buena funcionalidad. Zhang Zhiyun et al. [31] utilizaron CO2 supercrítico para estudiar la preparación de la inclusión de la curcumina hidroxipropilo - - ciclodextrina con alta solubilidad, que es cerca de 400 veces la solubilidad de la curcumina pura. En un estudio realizado por Gorye et al. [32] se mostró que el succinde octenilo — OAT beta-glucan Ester (OSG) puede formar micelas con una estructura de núcleo de concha y tiene un buen efecto solubilizante sobre la curcumina liposoluble. La estabilidad de la curcumina solubilizada por las micelas OSG añadido a un sistema de jugo de fruta disminuye con el aumento de la temperatura de calentamiento. La estabilidad es significativamente mayor cuando se almacena refriger(4 °C) que cuando se almacena a temperatura ambiente (25 °C). WENG et al. [33] preparó nanopartículas cargadas de curcumina basadas en la proteína de la peeonía. La dispersión de las nanopartículas es uniforme, y la termoestabilidad y fotoestabilidad es buena, con fuerte capacidad antioxidante.

4 conclusión

La curcumina tiene una larga historia de investigación y es ampliamente utilizada. En los últimos años, un gran número de estudios han demostrado que la curcumina tiene efectos anti-inflamatorios y antibacterianos, antioxidantes, anti-cáncer y anti-tumor. Sin embargo, el mecanismo de acción de la curcumina es complejo y requiere una investigación más profunda. Como un agente colorante natural, actualmente es ampliamente reconocido en las industrias de bebidas, pasta y condimentos compuestos como un agente aromatiy colorante. Sin embargo, la curcumina todavía tiene muchos problemas en la producción práctica y aplicación, tales como baja solubilidad, baja tasa de absorción, y la mala estabilidad, lo que conduce a su baja biodisponibilidad y limita su aplicación en productos de salud y el campo médico.

referencias

[1] Zhou, A. R., Ge, S. H., Kong, Z. H., et al. Propiedades funcionales y el progreso de la investigación toxicolde la curcumina [J]. Food Research and Development, 2019, 40(16): 219-224.

[2] Zhao Qianqian, Xiao Zhiyong, Zhu Cuiping, et al. Optimización del proceso de extracción de curcumina por método ultrasónico de ebulliinterno usando Box-Behnken experimental design [J]. Journal of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, 2021, 23(12): 36-40.

[3] Zhang Yu, Zhang Hongbing, Guo Hong, et al. Progreso de la investigación de la cúrcuma y el análisis predictivo de marcadores de calidad (Q-Marker) [J]. Chinese Herbal Medicine, 2021, 52(15): 4700-4710.

[4] Huang Rongqing, Xu Chuanjun, Lan Tao, et al. Progreso de la investigación en tecnología de extracción de curcumina [J]. Subtropical Plant Science, 2019, 48(4): 384-390.

[5] Li Ziyi. Extracción y separación de la curcumina y su aplicación en productos cosméticos [D]. Guangzhou: universidad tecnológica del sur de China, 2018.

[6] Sheng Liuqing, Yan Jizhong, Liang Wanggen. Progreso de la investigación y resumen de aplicación de la curcumina [J]. China occidental ciencia y tecnología, 2006(4):14-15.

[7] Feng tianjua. Estudio sobre la purificación, estabilidad y propiedades antioxidantes de la curcumina [D]. Chongqing: universidad de Chongqing, 2016.

[8] Zhao Qianqian, Xiao Zhiyong, Zhu Cuiping, et al. Optimización del proceso de extracción de curcumina por método ultrasónico de ebulliinterno usando Box-Behnken design [J]. Journal of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, 2021, 23(12):36-40.

[9] Ran Qiliang, Zhou Xianrong. Investigación sobre un nuevo proceso para la preparación de la curcumina [J]. Food Science, 1988(5):12-15.

[10]PYO D J,KIM E j.extracción rápida y eficiente de curcuminas de polvo de curry usando CO2 supercrítico [J]. Bulletin of the Korean Chemical Society,2014,35(10):3107-3110.

[11] Di Jianbin, Gu Zhenlun, Zhao Xiaodong, et al. Progreso de la investigación sobre los efectos antioxidantes y anti-inflamatorios de la curcumina [J]. Chinese Herbal Medicine, 2010, 41(5): 854-857.

[12] Fan Haoning, Tong Li, Fan Qin. Progreso de la investigación sobre la inhibición de tumores y radiosensibilización por la curcumina [J]. Chinese Journal of Experimental Pharmacology,2013,19(3): 333-335.

[13] Zhong Yingying, Huang Xiaochang, Chen Shiyi. Actividad antibacteriana In vitro de la curcumina [J]. Anhui Agricultural Science,2010,38(34):19369-19370.

[14] Li, Xiaopeng. Estudio sobre la extracción, aislamiento, actividad antibacteriana y antitumoral de la curcumina [D]. Jinan: universidad Normal de Shandong, 2010.

[15] Lu, Xinjun y Jiang Hetai. Funciones fisiológicas de la curcumina y sus perspectivas de aplicación en la industria alimentaria [J]. China Food and Nutrition, 2006(4):31-32.

[16] Sun Linlin, Qiao Li, Tian Zhenhua, et al. La investigación sobre la composición química y los efectos farmacológicos de la cúrcuma progresa [J]. Journal of Shandong University of Traditional Chinese Medicine, 2019, 43(2): 207-212.

[17] Li Jun, Xiong Kun, Gong Yuan, et al. Progreso de la investigación sobre el mecanismo antioxidante de la curcumina basado en las vías de transducción de señales [J]. Chinese Herbal Medicine, 2016, 47(13): 2373-2380.

[18] Dong Wei, Liu Hui. Avance de la investigación sobre nuevas formas farmacéuticas de curcumina para antitumoral [J]. Journal of the Second Military Medical University, 2015, 36(7): 771-775.

[19] Yan Meidi, Cen Xueying. El efecto de la curcumina en la proliferación y la apoptosis de las células cancerosas de tiroides SW579 [J]. Medicina familiar China, 2015, 13(3): 396-398.

[20] Zhang Lijuan, Lu Yin. Progreso de la investigación sobre el mecanismo antitumoral de la curcumina [J]. Chinese Journal of Traditional Chinese Medicine Information,2008(4):100-102.

[21] Liu Bixia, Zhang Hongyan. Investigación sobre el efecto antitumoral y el mecanismo de la curcumina en el cáncer de hígado H22 y el sarcoma S180 en ratones [J]. Chinese Modern Doctor,2017,55(9):48-52.

[22]MARIA M,MYSORE S,HELEN L,et al.la curcumina suprime el crecimiento del carcinoma de células escamde cabeza y cuello [J]. Clin Cancer Res,2005,11(19):6994-7002.

[23]LI Z Y,DING L L,LI J M,et al.1H-NMR and MS based metabolmics Study of the intervention effect of curcumin on hyperlipidemia mice induced by high-fat Diet [J]. PLoS One,2015,10(3):120950.

[24]UM M Y,HWANG K H,AHN J,et al.la curcumina atenúa la esteatosis hepática indupor la dieta mediante la activación de la proteína quinasa activamp [J]. Basic & Farmacología clínica & Toxicology,2013,113(3):152-157.

[25] Feng Ying, Chen Guang, Chen Linjin, et al. Efecto protector y mecanismo de la curcumina en ratones APOE-/- ateroscler[J]. Chinese Journal of Health Engineering, 2021, 20(6): 921-923.

[26] Situ Manquan. Estudio y aplicación del efecto conservante de la curcumina en las mandarinas poscosecha [D]. Guangzhou: Zhongkai universidad de agricultura e ingeniería, 2014.

[27] Wang Xiaofu. Estudio de las propiedades antioxidantes y los efectos antibacterianos de la curcumina sobre los patógenos de kiwis [D]. Hefei: universidad de tecnología de Hefei, 2018.

[28] Yuan Peng, Chen Ying, Xiao Fa, et al. Bioactividad de la curcumina y su aplicación en alimentos [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2012, 33(14): 371-375.

[29] Huang Hahe, Huang Chongxing, Zhang Linyun, et al. Progreso de la investigación sobre la aplicación de la curcumina en la conservación de alimentos [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2020, 41(7): 320-324.

[30] Huang Yang, Xu Meiyu, Huang Qun, et al. Preparación de microcápsulas de curcumina con clara de huevo en polvo como material de pared [J]. Ciencia y tecnología y economía de los alimentos, 2016, 41(1): 59-62.

[31] Zhang Zhiyun, Zhang Wei, Wang Lihong, et al. Preparación del complejo curcumin hidroxipropil - - ciclodextrina usando CO2 supercrítico [J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Industry, 2014, 45(12): 1147-1150.

[32] Gao Li, Liu Jia, Dong Nan, et al. Estabilidad térmica y de almacenamiento de micelas de OSG solubilización de curcumina en jugo de fruta [J]. Food and fermentación Industry, 2016, 42(8): 71-74.

[33]WENG Q X,CAI X X,ZHANG F,et al.fabricación de autoensambl. Radix Pseudostellariae Nanopartículas de proteína y el atrapapment de la curcumina [J]. Food Chemistry,2019,274:796-802.