Λυκοπένιο σε σκόνη είναι μια κοινή κόκκινη χρωστική ουσία. Είναι ένα από τα πιο ισχυρά αντιοξειδωτικά μεταξύ των καροτενοειδών, δεύτερο μόνο μετά την ασταξανθίνη. Βρίσκεται συνήθως σε κόκκινα φρούτα και λαχανικά. Το ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να συνθέσει από μόνο του το χύμα λυκοπένιο και μπορεί να το καταπιεί μόνο από τα τρόφιμα. Το λυκοπένιο έχει ανώτερες φυσιολογικές λειτουργίες. Ωστόσο, η δομή του ισοπρενίου το καθιστά ιδιαίτερα ευαίσθητο σε εξωτερικούς φυσικούς και χημικούς παράγοντες. Αυτό οδηγεί σε οξειδωτική αποικοδόμηση και μειώνει τη βιοπροσβασιμότητα του. Αυτό περιορίζει την εφαρμογή σκόνης εκχυλίσματος ντομάτας σε κάποιο βαθμό. Τα αποτελέσματα αρκετών μελετών έχουν δείξει ότι το cis-ισομερές του λυκοπενίου έχει ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση σε σύγκριση με το all-trans λυκοπένιο. Η βιοδιαθεσιμότητα και η βιοδραστικότητα είναι επίσης υψηλότερες. Αυτό υποδηλώνει ότι το cis-ισομερές του λυκοπενίου μπορεί να έχει καλύτερες ιδιότητες από το trans-ισομερές.
Επίδραση της μεθόδου εκχύλισης στον ισομερισμό του λυκοπενίου
Ισομερισμός τουσκόνη λυκοπενίουαπαιτεί σημαντική ενέργεια ενεργοποίησης. Κατά τη μετατροπή του all-trans λυκοπενίου στο μονο-cis ισομερές, το 5-cis ισομερές έχει υψηλότερο περιστροφικό φράγμα. Δεν σχηματίζεται εύκολα κατά τον ισομερισμό, αλλά ούτε και μετατρέπεται εύκολα σε άλλα cis-ισομερή. Είναι σχετικά σταθερό. Και το 13-cis λυκοπένιο έχει χαμηλή ενέργεια ενεργοποίησης. Είναι το πιο εύκολο στην παραγωγή ισομερών. Μετατρέπεται σε all-trans λυκοπένιο ή άλλα ισομερή υπό την επίδραση του φωτός και της θερμότητας κατά τον ισομερισμό.
Οι κύριες μέθοδοι εκχύλισης για το λυκοπένιο και τα cis ισομερή του περιλαμβάνουν την εκχύλιση με τη βοήθεια μικροκυμάτων, την υποβοηθούμενη από υπερήχους εκχύλιση και την υπερκρίσιμη εκχύλιση CO2. Η θεραπεία με μικροκύματα σπάει την κυτταρική μεμβράνη, η οποία διευκολύνει την απελευθέρωση λυκοπενίου. Αυτή η μέθοδος παραμορφώνει και δονεί μόρια λυκοπενίου σε υψηλότερες θερμοκρασίες μέσω θερμικών, ηλεκτρικών και μαγνητικών επιδράσεων. Αυτό αυξάνει περαιτέρω τον βαθμό ισομερισμού και βελτιώνει την απόδοση εκχύλισης.
Μέθοδος εξαγωγής με τη βοήθεια υπερήχων λόγω φαινομένου σπηλαίωσης (έκρηξη φυσαλίδων σπηλαίωσης) και θερμικής επίδρασης (απελευθέρωση θερμότητας). Είναι πιο πιθανό να διαταράξει το κυτταρικό τοίχωμα της μήτρας και να προωθήσει την απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων. Οι εξαιρετικά δραστικές ρίζες υδροξυλίου που παράγονται από το φαινόμενο της σπηλαίωσης και η υψηλότερη ποσότητα θερμότητας παρέχουν επίσης ενέργεια ενεργοποίησης για ισομερισμό. Η υψηλότερη εκχύλιση του all-trans λυκοπενίου επιτυγχάνεται όταν αυτά τα δύο αποτελέσματα βρίσκονται σε ισορροπία με τις αλλαγές θερμοκρασίας.
Η εκχύλιση με υπερκρίσιμο υγρό CO2 είναι μια νέα μέθοδος εκχύλισης. Το υγρό CO2 διαχέεται καλύτερα στην εκχυλιζόμενη διαλυμένη ουσία και μειώνει την πιθανότητα επαφής της διαλυμένης ουσίας με το οξυγόνο. Αυτό διευκολύνει την εξαγωγή θερμικά ασταθών ενώσεων. Για παράδειγμα, στην εκχύλιση του λυκοπενίου, το CO2 μπορεί να διαλύσει καλύτερα το cis-ισομερές. Μπορεί να αυξήσει αποτελεσματικά την αναλογία cis-ισομερών του λυκοπενίου και έτσι να βελτιώσει τη βιοδιαθεσιμότητα του λυκοπενίου. Είναι ασφαλέστερη από την εκχύλιση με οργανικό διαλύτη και η απόδοση της εκχύλισης βελτιώνεται σημαντικά.
Επιπλέον, αυξάνοντας την περιοχή επαφής μεταξύ τωνσκόνη λυκοπενίουδείγμα και το εκχυλιστικό μπορεί επίσης να αυξήσει την απόδοση των ισομερών λυκοπενίου.
Λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων των cis-ισομερών του λυκοπενίου, ο ισομερισμός θεωρείται σημαντικός στόχος στην αποθήκευση και επεξεργασία του λυκοπενίου και των προϊόντων του. Παράγοντες όπως η θερμότητα, το φως, οι καταλύτες (φυσικοί και καταλύτες μεταλλικών ιόντων), τα μικροκύματα, η ηλεκτρόλυση κ.λπ. μπορούν να επηρεάσουν τον ισομερισμό του λυκοπενίου, που έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή πολλών τύπων cis-ισομερών. Ωστόσο, ο ισομερισμός του λυκοπενίου συνοδεύεται από την αποικοδόμηση του λυκοπενίου, η οποία μειώνει τη δράση του. Επομένως, η αποσαφήνιση των παραγόντων που επηρεάζουν τον ισομερισμό του λυκοπενίου και η αποφυγή της αποδόμησης του λυκοπενίου είναι ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί.
Τύποι αντιδράσεων ισομερισμού λυκοπενίου
Με βάση τους παράγοντες που επηρεάζουνσκόνη λυκοπενίουισομερισμός, οι αντιδράσεις ισομερισμού του λυκοπενίου ταξινομούνται γενικά σε θερμικές και φωτο-ισομερισμού αντιδράσεις.
Ο θερμικός ισομερισμός προάγει τη μετατροπή του λαδιού λυκοπενίου από το all-trans στο ισομερές cis με άμεση θέρμανση και αυτή η μέθοδος είναι σήμερα η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη σε μελέτες ισομερισμού. Ο ισομερισμός είναι το αποτέλεσμα του χημικού μετασχηματισμού των σχετικών θέσεων των ομάδων. Κατά την επεξεργασία, όλα τα trans ισομερή και τα cis ισομερή του λυκοπενίου μετατρέπονται μεταξύ τους. Η αναλογία του cis-ισομερούς αυξήθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας και του χρόνου επεξεργασίας, η θερμική επεξεργασία μείωσε σημαντικά τη συγκέντρωση του all-trans λυκοπενίου και του 13-cis-ισομερούς και αύξησε τη συγκέντρωση του 9-cis-ισομερούς. Η συμπεριφορά ισομερισμού του λυκοπενίου κατά τη θερμική επεξεργασία ήταν στενά συνδεδεμένη με τη μήτρα του. Η συμπεριφορά ισομερισμού του λυκοπενίου σε διαφορετικούς οργανικούς διαλύτες, μήτρες βρώσιμων ελαίων και φυσικές μήτρες τροφίμων ήταν διαφορετική.
Αξιολογώντας τον ισομερισμό του υγρού λυκοπενίου σε διαφορετικές μήτρες υπό συνθήκες θερμικής επεξεργασίας στους 80 βαθμούς Κελσίου, διαπιστώθηκε ότι υπήρχε πιο έντονο ισομερισμός σε οργανικούς διαλύτες. All-trans λυκοπένιο διαλυμένο σε CH2Cl2 θερμικά επεξεργασμένο για ορισμένο χρόνο, η σχετική περιεκτικότητα του cis-ισομερούς αυξήθηκε σταδιακά με το χρόνο θέρμανσης και τελικά έφτασε στο 75,6%. Ενώ η αντίδραση ισομερισμού σε ορισμένες ομάδες λαδιού και νερού δεν συμβαίνει σχεδόν καθόλου. Μπορεί να οφείλεται στο ότι το λυκοπένιο είναι πιο διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες. Στο λάδι αν και είναι επίσης διαλυτό. Ωστόσο, η απόδοση μεταφοράς θερμότητας είναι χαμηλή. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι ο ισομερισμός του δεν είναι σημαντικός σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Το λυκοπένιο είναι λιγότερο διαλυτό σε υδατική βάση. Επίσης, η θερμοκρασία της αντίδρασης είναι χαμηλή, γεγονός που οδηγεί στο χαμηλό επίπεδο ισομερισμού της.
Θερμικά προωθούμενες αντιδράσεις ισομερισμού όπως π.χσκόνη λυκοπενίουείναι εκείνα στα οποία ο καταλύτης μπορεί να επηρεάσει τον ισομερισμό του λυκοπενίου. Η αντίδραση συνήθως χρειάζεται να διεξάγεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία θέρμανσης (χαμηλότερη από αυτή του θερμοτροπικού ισομερισμού). Η προώθηση της αντίδρασης ισομερισμού με έναν καταλύτη έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού χρόνου αντίδρασης και της υψηλής καταλυτικής απόδοσης. Τα άλατα μετάλλων, το διοξείδιο του τιτανίου με πρόσμειξη ιωδίου, τα πολυσουλφίδια και ισοθειοκυανικά, το ιώδιο και ο δισουλφίδιο του άνθρακα είναι αποτελεσματικοί καταλύτες για τη μετατροπή του all-trans λυκοπενίου σε cis-ισομερές.
Ο ισομερισμός του λυκοπενίου με καταλύτες έχει υψηλή καταλυτική απόδοση και αυξάνει σημαντικά την περιεκτικότητα σε ισομερή 5-cis. Οι φυσικοί καταλύτες μπορούν να προάγουν τον ισομερισμό του λυκοπενίου με πιο πράσινο και ασφαλή τρόπο. Ενώ ορισμένοι καταλύτες μεταλλικών ιόντων και μη μεταλλικών ιόντων έχουν ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες. Τα υπολείμματα απομακρύνονται πιο δύσκολα από τα τρόφιμα, γεγονός που επηρεάζει τη σταθερότητα και την ποιότητα των προϊόντων λυκοπενίου. Αυτός είναι ένας βασικός παράγοντας που περιορίζει την εφαρμογή της μεθόδου. Ο τρόπος επίλυσης του προβλήματος των υπολειμμάτων του καταλύτη με παράλληλη βελτίωση της αποτελεσματικότητας εφαρμογής του είναι ένα επείγον επιστημονικό πρόβλημα και μια βασική κατεύθυνση για μελλοντική έρευνα.
Η αντίδραση φωτοϊσομερισμού αναφέρεται στην αντίδραση ισομερισμού λυκοπενίου που καταλύεται από συνθήκες άμεσου φωτός ή φωτοευαισθητοποιητές. Υπό συνθήκες άμεσου φωτός, διαφορετικά είδη πηγών φωτός και διαφορετικοί χρόνοι φωτός θα επηρεάσουν τον ισομερισμό του λυκοπενίου. Το Ινστιτούτο Φυσικής και Χημικής Τεχνολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών διαπίστωσε ότι το λυκοπένιο με έως και 70% ή περισσότερα cis-ισομερή μπορεί να ληφθεί με καλή σταθερότητα χρησιμοποιώντας φωτοχημικές μεθόδους.
Η αντίδραση φωτοϊσομερισμού μπορεί να παράγει 5-cis λυκοπένιο αποτελεσματικά. Ωστόσο, ο φωτοευαισθητοποιητής που προστίθεται κατά τη διαδικασία αντίδρασης είναι δύσκολο να αφαιρεθεί από το προϊόν και η ασφάλεια των τροφίμων τουσκόνη λυκοπενίουδεν μπορεί να είναι εγγυημένη. Αυτό θα έχει επίσης υψηλό κόστος παραγωγής και δεν είναι κατάλληλο για βιομηχανική παραγωγή.
Η θερμότητα, ο καταλύτης, το φως και ούτω καθεξής μπορούν να προάγουν τον ισομερισμό του λυκοπενίου. Ωστόσο, ο ισομερισμός του λυκοπενίου είναι χαμηλός και ασταθής. Αυτό έχει ορισμένους περιορισμούς και είναι ακόμα απαραίτητο να βρούμε θεραπείες που μπορούν να αυξήσουν την περιεκτικότητα σε cis-ισομερή είναι εύχρηστες και μπορούν να ελαχιστοποιήσουν την αποικοδόμηση του λυκοπενίου σε επόμενες μελέτες, για να βελτιώσουν περαιτέρω την αποτελεσματικότητα του ισομερισμού λυκοπενίου και να επεκτείνουν την εφαρμογή.
Τα τελευταία χρόνια, πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι το λυκοπένιο έχει ποικίλες φυσιολογικές δραστηριότητες και η εφαρμογή του στους τομείς των λειτουργικών τροφίμων, φαρμάκων και καλλυντικών γίνεται όλο και πιο εκτεταμένη. Το Guanjie Biotech είναι τοΕργοστάσιο σκόνης εκχυλίσματος ντομάτας Κίναςγια μαζική παραγωγή λυκοπενίου. Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας, καλώς ήλθατε να μας ρωτήσετε:info@gybiotech.com.
