Lykopen pulver er et vanlig rødt pigment. Det er en av de kraftigste antioksidantene blant karotenoider, nest etter astaxanthin. Det er ofte funnet i rød frukt og grønnsaker. Menneskekroppen kan ikke syntetisere bulklycopen på egen hånd og kan bare innta det fra mat. Lykopen har overlegne fysiologiske funksjoner. Imidlertid gjør dens isoprenstruktur den svært utsatt for ytre fysiske og kjemiske faktorer. Dette fører til oksidativ nedbrytning og reduserer biotilgjengeligheten. Dette begrenser bruken av tomatekstraktpulver til en viss grad. Resultatene fra flere studier har vist at cis-isomeren av lykopen har sterkere antioksidantaktivitet sammenlignet med all-trans lykopen. Biotilgjengelighet og bioaktivitet er også høyere. Dette tyder på at cis-isomeren av lykopen kan ha bedre egenskaper enn trans-isomeren.
Effekt av ekstraksjonsmetode på isomerisering av lykopen
Isomerisering avlykopen pulverkrever betydelig aktiveringsenergi. Under konverteringen av all-trans-lycopen til mono-cis-isomeren, har 5-cis-isomeren en høyere rotasjonsbarriere. Det dannes ikke lett under isomerisering, men det er heller ikke lett omdannet til andre cis-isomerer. Den er relativt stabil. Og 13-cis-lykopen har lav aktiveringsenergi. Det er den enkleste isomeren å produsere. Det omdannes til all-trans lykopen eller andre isomerer under påvirkning av lys og varme under isomerisering.
De viktigste ekstraksjonsmetodene for lykopen og dets cis-isomerer inkluderer mikrobølgeassistert ekstraksjon, ultralydassistert ekstraksjon og superkritisk CO2-ekstraksjon. Mikrobølgebehandling bryter cellemembranen, noe som letter frigjøringen av lykopen. Denne metoden deformerer og vibrerer lykopenmolekyler ved høyere temperaturer gjennom termiske, elektriske og magnetiske effekter. Dette øker isomeriseringsgraden ytterligere og forbedrer ekstraksjonseffektiviteten.
Ultralydsassistert ekstraksjonsmetode på grunn av kavitasjonseffekt (sprengning av kavitasjonsbobler) og termisk effekt (varmefrigjøring). Det er mer sannsynlig å forstyrre matrikscelleveggen og fremme frigjøring av bioaktive forbindelser. De svært reaktive hydroksylradikalene som genereres av kavitasjonseffekten og den høyere varmemengden gir også aktiveringsenergi for isomerisering. Den høyeste ekstraksjonen av all-trans lykopen oppnås når disse to effektene er i likevekt med temperaturendringer.
Superkritisk CO2-væskeekstraksjon er en ny utvinningsmetode. CO2-væsken diffunderer bedre inn i det ekstraherte oppløste stoffet og reduserer sannsynligheten for kontakt med oppløste stoffer med oksygen. Dette letter utvinningen av termisk ustabile forbindelser. For eksempel ved utvinning av lykopen kan CO2 bedre løse opp cis-isomeren. Det kan effektivt øke forholdet mellom cis-isomerer av lykopen, og dermed forbedre biotilgjengeligheten til lykopen. Det er tryggere enn ekstraksjon av organisk løsemiddel, og ekstraksjonseffektiviteten er betydelig forbedret.
I tillegg øker kontaktområdet mellomlykopen pulverprøven og ekstraksjonsmidlet kan også øke utbyttet av lykopenisomerer.
På grunn av de utmerkede egenskapene til cis-isomerene av lykopen, anses isomerisering som et viktig mål i lagring og prosessering av lykopen og dets produkter. Faktorer som varme, lys, katalysatorer (natur- og metallionkatalysatorer), mikrobølger, elektrolyse osv. kan påvirke isomeriseringen av lykopen, noe som resulterer i produksjon av mange typer cis-isomerer. Lykopen-isomerisering er imidlertid ledsaget av nedbrytning av lykopen, noe som reduserer aktiviteten. Derfor er det et presserende problem som må løses å klargjøre faktorene som påvirker lykopenisomerisering og unngå nedbrytning av lykopen.
Typer lykopenisomeriseringsreaksjoner
Basert på faktorene som påvirkerlykopen pulverisomerisering, er isomeriseringsreaksjonene til lykopen generelt klassifisert i termiske og fotoisomeriseringsreaksjoner.
Termisk isomerisering fremmer omdannelsen av lykopenolje fra all-trans til cis-isomeren ved direkte oppvarming, og denne metoden er for tiden den mest brukte i isomeriseringsstudier. Isomerisering er resultatet av den kjemiske transformasjonen av de relative posisjonene til gruppene. Under behandlingen omdannes alle trans-isomerer og cis-isomerer av lykopen til hverandre. Andelen cis-isomer økte med økende temperatur og prosesseringstid, varmebehandling reduserte konsentrasjonen av all-trans-lycopen og 13-cis-isomer betydelig og økte konsentrasjonen av 9-cis-isomer. Isomeriseringsoppførselen til lykopen under varmebehandling var nært knyttet til matrisen. Isomeriseringsatferden til lykopen i forskjellige organiske løsningsmidler, matriser for matolje og naturlige matmatriser var forskjellig.
Ved å evaluere isomeriseringen av lykopenvæske i forskjellige matriser under varmebehandlingsbetingelser ved 80 grader Celsius, ble det funnet at det var en mer uttalt isomerisering i organiske løsningsmidler. All-trans-lycopen oppløst i CH2Cl2 varmebehandlet i en viss tid, det relative innholdet av cis-isomeren økte gradvis med oppvarmingstiden og nådde til slutt 75,6%. Mens isomeriseringsreaksjonen i noen olje- og vanngrupper nesten ikke forekommer. Det kan være fordi lykopen er mer løselig i organiske løsemidler. I olje er den også løselig. Imidlertid er varmeoverføringseffektiviteten lav. Dette fører til det faktum at isomeriseringen ikke er signifikant ved relativt lave temperaturer. Lykopen er mindre løselig i vandig base. Reaksjonstemperaturen er også lav, noe som fører til dets lave nivå av isomerisering.
Termisk fremmede isomeriseringsreaksjoner som f.ekslykopen pulverer de der katalysatoren kan påvirke isomeriseringen av lykopen. Reaksjonen må vanligvis utføres ved en viss oppvarmingstemperatur (lavere enn termotropisk isomerisering). Å fremme isomeriseringsreaksjonen med en katalysator har fordelene med kort reaksjonstid og høy katalytisk effektivitet. Metallsalter, jod-dopet titandioksid, polysulfider og isotiocyanater, jod og karbondisulfid er effektive katalysatorer for å omdanne all-translycopen til cis-isomer.
Isomerisering av lykopen med katalysatorer har høy katalytisk effektivitet og øker innholdet av 5-cis-isomer betydelig. Naturlige katalysatorer kan fremme lykopenisomerisering på en grønnere og tryggere måte. Mens noen metallion- og ikke-metallionkatalysatorer har sterke oksiderende egenskaper. Restene er vanskeligere å fjerne fra maten, noe som påvirker stabiliteten og kvaliteten til lykopenprodukter. Dette er en nøkkelfaktor som begrenser anvendelsen av metoden. Hvordan løse problemet med katalysatorrester samtidig som det forbedrer applikasjonseffektiviteten er et presserende vitenskapelig problem og en nøkkelretning for fremtidig forskning.
Foto-isomeriseringsreaksjon refererer til reaksjonen av lykopenisomerisering katalysert av direkte lysforhold eller fotosensibilisatorer. Under direkte lysforhold vil forskjellige typer lyskilder og forskjellige lystider påvirke lykopenisomerisering. Institutt for fysisk og kjemisk teknologi ved det kinesiske vitenskapsakademiet har funnet ut at lykopen med opptil 70 % eller flere cis-isomerer kan oppnås med god stabilitet ved bruk av fotokjemiske metoder.
Fotoisomeriseringsreaksjonen kan produsere 5-cis-lycopen effektivt. Imidlertid er fotosensibilisatoren tilsatt under reaksjonsprosessen vanskelig å fjerne fra produktet, og matsikkerheten tillykopen pulverkan ikke garanteres. Dette vil også ha høye produksjonskostnader og egner seg ikke for industriell produksjon.
Varme, katalysator, lys og så videre kan fremme isomeriseringen av lykopen. Lykopen-isomerisering er imidlertid lav og ustabil. Dette har visse begrensninger, og det er fortsatt nødvendig å finne behandlinger som kan øke innholdet av cis-isomerer er enkle å betjene, og kan minimere lycopen nedbrytning i påfølgende studier, for å ytterligere forbedre effektiviteten av lycopen isomerization og utvide applikasjonen.
De siste årene har mange studier vist at lykopen har en rekke fysiologiske aktiviteter, og dets anvendelse innen funksjonell mat, medisin og kosmetikk blir mer og mer omfattende. Guanjie Biotech erKina tomatekstrakt pulver fabrikkfor bulk lykopenproduksjon. Hvis du er interessert i våre produkter, velkommen til å spørre oss:info@gybiotech.com.
