Lycopin Pulver ist ein weit verbreitetes rotes Pigment. Es ist eines der stärksten Antioxidantien unter den Carotinoiden, nach Astaxanthin das zweitstärkste. Es kommt häufig in rotem Obst und Gemüse vor. Der menschliche Körper kann Lycopin nicht selbst synthetisieren und kann es nur über die Nahrung aufnehmen. Lycopin hat überlegene physiologische Funktionen. Seine Isoprenstruktur macht es jedoch sehr anfällig für äußere physikalische und chemische Faktoren. Dies führt zu oxidativem Abbau und verringert seine Bioverfügbarkeit. Dies begrenzt die Anwendung von Tomatenextraktpulver in gewissem Maße. Die Ergebnisse mehrerer Studien haben gezeigt, dass das cis-Isomer von Lycopin im Vergleich zu all-trans-Lycopin eine stärkere antioxidative Aktivität aufweist. Die Bioverfügbarkeit und Bioaktivität sind ebenfalls höher. Dies deutet darauf hin, dass das cis-Isomer von Lycopin möglicherweise bessere Eigenschaften aufweist als das trans-Isomer.
Einfluss der Extraktionsmethode auf die Isomerisierung von Lycopin
Isomerisierung vonLycopinpulvererfordert beträchtliche Aktivierungsenergie. Bei der Umwandlung von all-trans-Lycopin in das mono-cis-Isomer hat das 5-cis-Isomer eine höhere Rotationsbarriere. Es wird bei der Isomerisierung nicht leicht gebildet, aber es lässt sich auch nicht leicht in andere cis-Isomere umwandeln. Es ist relativ stabil. Und 13-cis-Lycopin hat eine niedrige Aktivierungsenergie. Es ist das am einfachsten herzustellende Isomer. Es wird bei der Isomerisierung unter dem Einfluss von Licht und Wärme in all-trans-Lycopin oder andere Isomere umgewandelt.
Die wichtigsten Extraktionsmethoden für Lycopin und seine cis-Isomere sind die mikrowellenunterstützte Extraktion, die ultraschallunterstützte Extraktion und die überkritische CO2-Extraktion. Die Mikrowellenbehandlung reißt die Zellmembran auf, was die Freisetzung von Lycopin erleichtert. Bei dieser Methode werden Lycopinmoleküle bei höheren Temperaturen durch thermische, elektrische und magnetische Effekte verformt und in Schwingungen versetzt. Dadurch wird der Isomerisierungsgrad weiter erhöht und die Extraktionseffizienz verbessert.
Ultraschallunterstützte Extraktionsmethode aufgrund des Kavitationseffekts (Platzen von Kavitationsblasen) und des thermischen Effekts (Wärmefreisetzung). Es ist wahrscheinlicher, dass die Matrixzellwand zerstört wird und die Freisetzung bioaktiver Verbindungen gefördert wird. Die durch den Kavitationseffekt und die höhere Wärmemenge erzeugten hochreaktiven Hydroxylradikale liefern auch Aktivierungsenergie für die Isomerisierung. Die höchste Extraktion von All-Trans-Lycopin wird erreicht, wenn diese beiden Effekte im Gleichgewicht mit Temperaturänderungen stehen.
Die überkritische CO2-Flüssigkeitsextraktion ist eine neuartige Extraktionsmethode. Die CO2-Flüssigkeit diffundiert besser in den extrahierten gelösten Stoff und verringert die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts des gelösten Stoffes mit Sauerstoff. Dies erleichtert die Extraktion thermisch instabiler Verbindungen. Beispielsweise kann CO2 bei der Extraktion von Lycopin das cis-Isomer besser lösen. Es kann das Verhältnis der cis-Isomere von Lycopin effektiv erhöhen und so die Bioverfügbarkeit von Lycopin verbessern. Es ist sicherer als die Extraktion mit organischen Lösungsmitteln und die Extraktionseffizienz wird erheblich verbessert.
Darüber hinaus vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen denLycopinpulverProbe und Extraktionsmittel können auch die Ausbeute an Lycopin-Isomeren erhöhen.
Aufgrund der hervorragenden Eigenschaften der cis-Isomere von Lycopin gilt die Isomerisierung als wichtiges Ziel bei der Lagerung und Verarbeitung von Lycopin und seinen Produkten. Faktoren wie Hitze, Licht, Katalysatoren (natürliche und Metallionenkatalysatoren), Mikrowellen, Elektrolyse usw. können die Isomerisierung von Lycopin beeinflussen, was zur Produktion vieler Arten von cis-Isomeren führt. Die Lycopin-Isomerisierung geht jedoch mit dem Abbau von Lycopin einher, was seine Aktivität verringert. Daher ist die Aufklärung der Faktoren, die die Lycopin-Isomerisierung beeinflussen, und die Vermeidung des Abbaus von Lycopin ein dringend zu lösendes Problem.
Arten von Lycopin-Isomerisierungsreaktionen
Basierend auf den Faktoren, dieLycopinpulverIsomerisierung. Die Isomerisierungsreaktionen von Lycopin werden im Allgemeinen in thermische und Photoisomerisierungsreaktionen eingeteilt.
Die thermische Isomerisierung fördert die Umwandlung von Lycopinöl vom all-trans- in das cis-Isomer durch direktes Erhitzen und wird derzeit in Isomerisierungsstudien am häufigsten verwendet. Die Isomerisierung ist das Ergebnis der chemischen Umwandlung der relativen Positionen der Gruppen. Während der Verarbeitung werden alle trans-Isomere und cis-Isomere von Lycopin ineinander umgewandelt. Der Anteil des cis-Isomers steigt mit zunehmender Temperatur und Verarbeitungszeit an; durch die Wärmebehandlung verringerte sich die Konzentration von all-trans-Lycopin und 13-cis-Isomer erheblich und die Konzentration des 9-cis-Isomers stieg an. Das Isomerisierungsverhalten von Lycopin während der Wärmebehandlung hing eng mit seiner Matrix zusammen. Das Isomerisierungsverhalten von Lycopin in verschiedenen organischen Lösungsmitteln, Speiseölmatrizes und natürlichen Lebensmittelmatrizes war unterschiedlich.
Durch die Bewertung der Isomerisierung von flüssigem Lycopin in unterschiedlichen Matrizen unter Wärmebehandlungsbedingungen bei 80 Grad Celsius wurde festgestellt, dass in organischen Lösungsmitteln eine stärkere Isomerisierung auftritt. Bei in CH2Cl2 gelöstem All-trans-Lycopin, das eine bestimmte Zeit lang wärmebehandelt wurde, stieg der relative Gehalt des cis-Isomers mit der Erhitzungsdauer allmählich an und erreichte schließlich 75,6 %. Während die Isomerisierungsreaktion in manchen Öl- und Wassergruppen kaum auftritt. Dies kann daran liegen, dass Lycopin in organischen Lösungsmitteln besser löslich ist. In Öl ist es jedoch auch löslich. Die Wärmeübertragungseffizienz ist jedoch gering. Dies führt dazu, dass seine Isomerisierung bei relativ niedrigen Temperaturen nicht signifikant ist. Lycopin ist in wässriger Base weniger löslich. Außerdem ist die Reaktionstemperatur niedrig, was zu einem geringen Isomerisierungsgrad führt.
Thermisch geförderte Isomerisierungsreaktionen wieLycopinpulversind solche, bei denen der Katalysator die Isomerisierung von Lycopin beeinflussen kann. Die Reaktion muss normalerweise bei einer bestimmten Heiztemperatur durchgeführt werden (niedriger als bei der thermotropen Isomerisierung). Die Förderung der Isomerisierungsreaktion mit einem Katalysator hat die Vorteile einer kurzen Reaktionszeit und einer hohen katalytischen Effizienz. Metallsalze, mit Iod dotiertes Titandioxid, Polysulfide und Isothiocyanate, Iod und Kohlenstoffdisulfid sind wirksame Katalysatoren für die Umwandlung von all-trans-Lycopin in cis-Isomer.
Die Isomerisierung von Lycopin mit Katalysatoren weist eine hohe katalytische Effizienz auf und erhöht den 5-cis-Isomergehalt erheblich. Natürliche Katalysatoren können die Lycopin-Isomerisierung auf umweltfreundlichere und sicherere Weise fördern. Während einige Metallionen- und Nichtmetallionenkatalysatoren stark oxidierende Eigenschaften haben. Die Rückstände lassen sich schwieriger aus Lebensmitteln entfernen, was die Stabilität und Qualität von Lycopinprodukten beeinträchtigt. Dies ist ein wichtiger Faktor, der die Anwendung der Methode einschränkt. Wie das Problem der Katalysatorrückstände gelöst und gleichzeitig die Anwendungseffizienz verbessert werden kann, ist ein dringendes wissenschaftliches Problem und eine wichtige Richtung für zukünftige Forschung.
Unter Photoisomerisierungsreaktion versteht man die Reaktion der Lycopin-Isomerisierung, die durch direkte Lichtbedingungen oder Photosensibilisatoren katalysiert wird. Unter direkten Lichtbedingungen beeinflussen unterschiedliche Arten von Lichtquellen und unterschiedliche Lichtzeiten die Lycopin-Isomerisierung. Das Institut für physikalische und chemische Technologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat herausgefunden, dass Lycopin mit bis zu 70 % oder mehr cis-Isomeren mit guter Stabilität durch photochemische Methoden gewonnen werden kann.
Die Photoisomerisierungsreaktion kann 5-cis-Lycopin effizient produzieren. Der während des Reaktionsprozesses zugesetzte Photosensibilisator lässt sich jedoch nur schwer aus dem Produkt entfernen, und die Lebensmittelsicherheit desLycopinpulverkann nicht garantiert werden. Dies ist zudem mit hohen Produktionskosten verbunden und für eine industrielle Produktion nicht geeignet.
Hitze, Katalysatoren, Licht usw. können die Isomerisierung von Lycopin fördern. Die Lycopin-Isomerisierung ist jedoch gering und instabil. Dies hat gewisse Einschränkungen, und es ist weiterhin notwendig, Behandlungen zu finden, die den Gehalt an cis-Isomeren erhöhen können, einfach durchzuführen sind und den Lycopin-Abbau in nachfolgenden Studien minimieren können, um die Effizienz der Lycopin-Isomerisierung weiter zu verbessern und die Anwendung zu erweitern.
In den letzten Jahren haben viele Studien gezeigt, dass Lycopin eine Vielzahl physiologischer Aktivitäten aufweist, und seine Anwendung in den Bereichen funktionelle Lebensmittel, Medizin und Kosmetik wird immer umfangreicher. Guanjie Biotech ist derChina Tomatenextraktpulverfabrikfür die Massenproduktion von Lycopin. Wenn Sie an unseren Produkten interessiert sind, können Sie uns gerne eine Anfrage stellen:info@gybiotech.com.
