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japonaisLycopène que fait-il?
lycopène is currently Le conseil des ministresmost effective single-molecule oxygen radical scavenger among Le conseil des ministresnatural antioxidants discovered, Et en plusis known En tant queLe conseil des ministres“plant gold” [1]....... lycopèneis mostly found dansred, pink Et en plusorange ripe fruits Et en plusvegetables, including tomatoes, carrots, papayas, watermelons Et en pluscranberries [2-3]. It hEn tant queattracted much attentiSur ledue to its biologiqueactivities such as anti-oxidation, anti-inflammatiSur leEt en plusanti-cancer, Et en plushas been applied dansLe conseil des ministresfood industry. Le conseil des ministresDietary Reference Intakes pourChinese Residents (2023 Edition) mentions that the recommended daily intake De lalycopènepouradults is 15 mg/d, but the human body cannot synthesize it Et en plusit can only be ingested À partir defood [4]. Therefore, it is crucial to étudeefficient extractiSur lemethods to meEt etthe growing demand.
Des études ont montré que la teneur en cis Et eten isomères trans du lycopène change lorsque le lycopène est extrait en utilisant différentes méthodes Et etconditions d’extraction, ce qui à sSur letour affecte la biodisponibilité Et etl’activité biologique du lycopène. En outre, les systèmes de dispersiSur ledes aliments Et etl’interactiSur leentre les composants alimentaires Et etle lycopène ont également un effEt etimportant sur la biodisponibilité du lycopène [5]. CEt etarticle résume les différentes activités Et etmécanismes biologiques du lycopène à travers une collecte, une analyse Et etune synthèse systématiques des résultats de recherche existants. Il compare les principes Et etles caractéristiques des différentes méthodes d’extraction, résume les effets des méthodes Et etdes conditions d’extractiSur lesur sSur leisomérisatiSur leEt etsSur leapplicationdans l’industrie alimentaire, Et etfournit une base théorique pour le développement d’aliments fonctionnels de haute qualité au lycopène.
1 propriétés Et etstructure du lycopène
Le lycopène (C40H56) est un caroténoïdeAvec une masse moléculaire relative de 536,85 Et etun point de fusiSur lede 174 °C CC[6]. Il est insoluble dans l’eau, peu soluble dans l’alcool Et etfacilement soluble dans les solvants organiques tels que le tétrahydrofurane, le trichlorométhane, l’hexane, l’acétone Et etl’éther de pétrole. Le lycopène est sensible aux oxydants, aux acides, à la chaleur, à la lumière Et etaux cations métalliques tels que le cuivre et le fer [7]. Il est très instable, de sorte que des méthodes de traitement et des conditions de stockage incorrectes peuvent facilement dégrader le lycopène, réduisant son contenu dans le produit et affaiblissant son efficacité.
Le lycopène est un hydrocarbure à chaîne droite contenant 11 doubles liaisons conjuguées et 2 doubles liaisons non conjuguées. Il appartient à la famille des composés d’isoprène [8] [traduction]et possède de multiples isomères cis-trans. Sous l’influence de la lumière, de la chaleur ou des catalyseurs, la configuration all-trans du lycopène est convertie en isomère cis [9]. La molécule all-trans du lycopène est une configuration planaire entièrement étirée (voir Figure 1 pour la structure). Les groupes méthyle et les atomes d’hydrogène sur les atomes de carbone adjacents à la double liaison sont susceptibles de se chevaucher, et les atomes aux première et quatrième positions sur la chaîne droite ont des interactions sans liaison. L’attraction mutuelle des deux provoque la structure moléculaire de se plier et de se tordre à différents angles, ce qui entraîne une isomérisation du lycopène. Cependant, en raison de l’obstacle stérique, de la rotation intramoléculaire gênée et d’un nombre limité de réarrangements moléculaires, seulement 72 conformations favorables différentes peuvent être formées [10].
Les isomères cis les plus courants sont le lycopène 5-cis, 9-cis, 13-cis et 15-cis, et la conformation la plus stable est le lycopène 5-cis [11]. La structure all-trans du lycopène est la forme thermodynamique la plus stable, de sorte que le lycopène le plus naturellement présent est dans la configuration all-trans [12]. Cependant, la biodisponibilité du lycopène all-trans est très faible. Sa structure spéciale d’isoprène est très sensible à l’oxydation par des facteurs environnementaux pendant le processus d’extraction[13], ce qui réduit le taux d’extractionet la biodisponibilité du lycopène. Des études ont montré [14] que laCis-isomère du lycopèneA AAune biodisponibilité plus élevée parce qu’il est plus facilement digéré et absorbé que l’isomère trans [15]. Par conséquent, le lycopène est principalement en configuration cis (>50%) dans les tissus humains.
2 activité biologique du lycopène
Ces dernières années, la recherche sur l’activité biologique du lycopène s’est concentrée sur ses effets antioxydants, anti-inflammatoires, de prévention du Le canceret de régulation du sommeil.
2.1 effet antioxydant
Poudre de lycopèneEst l’un des antioxydants les plus forts des plantes [16]. Le système conjugué de double liaison dans sa molécule en fait la substance la plus efficace parmi les caroténoïdes pour éteindre l’oxygène singlet [17]. Le lycopène est deux fois plus efficace que le bêta-carotène pour éteindre l’oxygène singlet [18]. Il peut récupérer directement les radicaux libres d’oxygène, et en favorisant l’activation de la voie de signalisation du facteur nucléaire érythroïde 2-facteur 2 (Nrf2), il peut inhibe la peroxydation lipidique et activer le système enzymatique antioxydant endogène, réduisant ainsi les dommages de Le stressoxydatif aux cellules et aux tissus (Figure 2) [19-20]. En outre, l’activité antioxydante du lycopène a également été étudiée. Par exemple, PATARO et Al., et al.[21] ont utilisé le test Fe2+ (ferric ion reducing antioxydantpower, FRAP) pour mesurer la capacité antioxydante du lycopène dans la peau de tomate. Prétraitement avec un champ électrique pulsé l’activité antioxydante deLycopène all-transA été amélioré. WANG et Al., et al.[22] ont comparé l’activité antioxydante du lycopène contenant 5%, 30% et 55% d’isomères cis. En utilisant la DPPH et l’abt comme indicateurs, les concentrations inhibitrices de 50 % (ci50) des échantillons étaient de 140, 110 et 80 μg/mL,et de 80, 60 et 35 μg/mL,respectivement, ce qui indique que l’activité antioxydante du lycopène augmentait avec l’augmentation de la teneur en isomère du cis.
2.2 effet anti-inflammatoire
Actuellement, les recherches sur le mécanisme du lycopène&#L’effet anti-inflammatoire en est encore au stade exploratoire. Par exemple, Zhang Dan et Al., et al.[23] ont découvert par des expériences animales que le lycopène réduit l’inflammation en inhibant l’activation du facteur nucléaire κB B(facteur nucléaire kappa-B,NF-κB) protéine dans la voie inflammatoire; Il réduit également le niveau des facteurs inflammatoires sériques et protège les reins. Zhao Qinx et Al., et al.[24] ont étudié l’effet thérapeutique du lycopène en association avec la quercétine et la curcumule sur la prostatite chronique chez les rats et ont constaté que le lycopène peut réduire le niveau d’expression des facteurs inflammatoires, inhiber la phosphorylation de NF-κB,et augmenter l’activité transcriptionnelle de Nrf2 pour traiter la prostatite chez les rats.
SHEN et Al., et al.[25] ont étudié l’effet du lycopène sur les maladies cardiovasculaires induites par le phtalate de di(2-éthylhexyl) dans le cœur de souris de catégorie sans pathogène spécifique (SPF). Les résultats ont montré que le lycopène provoque une augmentation de l’activité de glutathion peroxydase cardiaque (GSH-Px) et une augmentation des niveaux de glutathion cardiaque (GSH), qui à son tour suppriment le stress oxydatif causé par le phtalate de di(2-éthylhexyl) et prévient les maladies cardiovasculaires causées par l’inflammation chronique.
En outre, le lycopène régule également le corps et#39; L lfonction immunitaire par une variété de mécanismes. Des études ont révélé que le lycopène peut favoriser le corps et#39; L limmunité humorale et cellulaire, protègent les phagocytes des dommages oxydatifs, inhibent l’activation de la voie de signalisation NF-κB [26] et la production de cytokines inflammatoires (Figure 3) [27]. Ensemble, ces mécanismes favorisent le corps et#39; S immunitaire, aident à résister à l’inflammation et jouent un rôle important dans le maintien de la santé et la prévention des maladies. Cependant, en raison de la nature liposoluble du lycopène, ila une faible solubilité dans l’eau et est difficile à extraire, ce qui entraîne une faible biodisponibilité. Par conséquent, certaines études ont construit un système d’administration de lycopène tel que des microparticules lipides [28] pour améliorer considérablement sa stabilité et sa solubilité dans l’eau et augmenter sa biodisponibilité. De plus, un système de co-digestion composé de lycopène et de flavonoïdes peut améliorer efficacement son taux d’absorption et sa biodisponibilité dans le corps [29].
2.3 effet anticancéreux
Le lycopène est un composé naturelAvec des effets anticancéreux potentiels. Il peut affecter le cycle cellulaire, réguler l’expression des protéines de kinases extracellulaires régulées par les signaux phosphorylés, modifier la flore intestinale, affecter le développement du cancer et prévenir le cancer colorectal [30]. Le lycopène peut également inhiber efficacement la prolifération des cellules cancéreuses de la prostate, favoriser l’apoptose, prévenir ou traiter le cancer de la La prostateen bloquant les molécules de jonction de gap et en inhibant la formation de colonies, en affectant l’adhésion et la migration des cellules, en augmentant les effets antioxydants et anti-prolifératifs, et en réduisant les cytokines inflammatoires [31].
En outre, les mécanismes possibles par lesquels le lycopène empêche le cancer de l’œsophage comprennent principalement: l’amélioration du niveau d’expression des protéines poly (ADP-ribose) modifiées par polymérase (PARylation, PARy); Réduire significativement l’expression des cytokines inflammatoires et des protéines de cystéine protéase, inhiber la NF-κB et la cyclooxygénase, et favoriser l’apoptose des cellules cancéreuses [32]. Zhu Yunchen et Al., et al.[33] ont étudié l’effet du lycopène sur l’épaisseur des cellules souches du cancer du sein. Les résultats ont montré que le lycopène inhibait la voie de signalisation NF-κB en supprimant les espèces réactives d’oxygène, inhibant ainsi la souche du cancer du sedanset augmentant sa sensibilité thérapeutique. En résumé, le lycopène exerce des effets anticancéreux par de multiples mécanismes, prévenant ainsi les maladies associées, et mérite l’attention et la promotion dans l’alimentation quotidienne.
2.4 régule le sommeil
La consommation à long terme d’aliments riches en lycopènepeut améliorer efficacement les capacités cognitives et de mémoire des personnes âgées [34] et prévenir les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’alzheimer' S maladie, parkinsonet#39; S maladie et Huntington' S maladie [35]. Le lycopène protège le système nerveux central du cerveau par divers mécanismes, tels que l’inhibition du stress oxydatif, l’amélioration de la fonction mitochondriale, la régulation des réponses inflammatoires, l’inhibition de l’apoptose [36-37], tout en ayant un certadanseffet sur l’amélioration des troubles du sommeil.
EL MORSY Yet Al., et al.[38] ont constaté que le lycopène peut activer la voie du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), un indicateur d’insomnie, inhiber l’apoptose neuronale, et améliorer la plasticité synaptique. Le lycopène peut également réduire le dépôt de la protéine β-amyloïde (Aβ) en inhibant l’activation du récepteur toll-like 4 (TLR4) et du NF-κB (Figure 4) [39], améliorant ainsi la réponse neuroinflammatoire qu’il induit. KHAN et Al., et al.[40] ont étudié la relation entre la durée du sommeil et l’apport alimentaire riche en lycopène, et les résultats ont montré qu’un régime riche en lycopène a un effet positif sur la régulation du sommeil [41]. D’un point de vue neurobiologique, cela pourrait être causé par l’effet anti-inflammatoire du lycopène, et le mécanisme pourrait être qu’il améliore le stress oxydatif et active la voie de signalisation de la protéine kinase activée par mitogène (MAPK)/ kinase réglée par les signaux extracellulaires (ERK) [42-43]. Dans des conditions de stress, l’axe hypothalamo-hypophyse-surrénale (HPA) et le système nerveux sympathique sont activés pendant une longue période, ce qui entraîne un dysfonctionnement de l’axe HPA et de l’insomnie [44], ce qui indique une corrélation entre le lycopèneet la régulation du sommeil.
3 technologie d’extractiondu lycopène
Ces dernières années, le lycopène a été utilisé dans divers aliments en raison de ses excellentes propriétés, ce qui a attiré l’attention sur la technologie d’extractiondu lycopène. C’est pourquoi les principes, les avantages et les inconvénients des technologies d’extractiondu lycopène sont résumés et comparés, comme le montre le tableau 1.
As can be seen À partir deTable 1, there are currently six common technologies pourextracting lycopene, De lawhich the organic solvantextraction method is the most widely used. In industrial production Et en pluslaboratory extraction De lalycopene, organic solvents such as petroleum ether Et en plusacetone are often used [54]. However, organic solvents are harmful to the human body Et en plustherefore cannot be used dansthe food industry. SupercritiqueÉmissions de CO2extraction is a green Et en plussafe method for extracting lycopèneEt en plusis expected to be used in the food Et en pluspharmaceutical industries. Secondly, auxiliary extraction techniques can improve the quality De lalycopene Et en plusincrease its extraction efficiency.
En outre, les différentes méthodes et conditions d’extraction ont des effets différents sur la proportion d’isomères de lycopène. Par exemple, des facteurs comme la température, la pression et le type de solvant utilisé dans le procédé d’extraction peuvent influer sur l’isomérisation du lycopène [55]: des conditions d’extraction à haute température et à longue durée favorisent habituellement l’isomérisation thermique, tandis que des solvants à basse température ou spécifiques peuvent aider à maintenir la structure isomérique originale du lycopène. Par exemple, Deng Aihua et Al., et al.[56] ont étudié les effets des paramètres d’extraction supercritique sur le rendement et l’activité du lycopène. Ils ont constaté que lors de l’extraction du lycopène, le rendement en lycopène augmentait avec la température à partir de 40 °C et à des pressions de 20 à 40 MPa. Lorsque la température d’extraction supercritique dépasse 70 °C,aura un effet significatif sur l’activité antioxydante et la composition des isomères de lycopène. Par conséquent, selon les exigences d’application, les conditions d’extraction et la technologie de traitement devraient être optimisées pour augmenter la proportion d’isomères de lycopène et leur activité biologique, en vue de développer des ingrédients alimentaires naturels plus efficaces et de promouvoir leur application dans le secteur alimentaire.
4. Application du lycopène dans le secteur alimentaire
Comme la teneur en lycopène dans les aliments ordinaires est faible et ne peut pas répondre aux besoins de tous les types de personnes, le développement d’aliments de santé enrichis en lycopène a émergé.
4. 1 pour les compléments alimentaires
Dietary supplements are used as a supplement to the diet. They are nutritional health products that use vitamins, minerals, plant extracts, etc. as the main raw materials to supplement essential nutrients Et en plusbioactive substances for specific groups De lapeople, to balance nutrient intake Et en plusregulate body functions [57]. At present, most dietary supplements aveclycopene as the main active ingredient are in the form De lasoft capsules. Consuming lycopene soft capsules can effectively reduce diseases caused Par:free radical damage, improve immunity, and prevent La maladieand vieillissement[58]. For example, Sui Jingjing et Al., et al.[59] studied the effetDe lycopèneganoderma lucidumLa sporehuilesoft capsules on immunitairefunction. The results showed that consuming the soft capsules is safe and harmless, and can improve the body' S la fonction immunitaire, fournissant une base scientifique solide pour le développement de nouveaux produits. Zhao Wenfa et Al., et al.[60] ont étudié l’effet hypolipidémique des capsules molles de lycopène d’huile d’argousineuse sur des rats expérimentaux hyperlipidémiques. Les résultats ont montré que les capsules molles pourraient réduire de manière significative les niveaux de cholestérol sérique total, de triglycérides sériques et de cholestérol de basse densité dans le sérum de rats hyperlipidémiques, tout en n’ayant aucun effet significatif sur le niveau de cholestérol de lipoprotéines de haute densité. Cela prouve que les capsules molles de lycopène d’huile d’argoureuse ont un effet hypolipidémique.
4.2 pour les produits de boulangerie
L’ajout de lycopène aux produits de boulangerie peut améliorer leurs propriétés antioxydantes et prévenir efficacement une baisse de la qualité nutritionnelle pendant la production, l’emballage, le transport et l’entreposage [61]. AHMAD BHAT Tet Al., et al.[62] ont étudié l’effet du lycopène sur la qualité nutritionnelle et la durée de conservation des biscuits à base de farine complète. Les résultats ont montré qu’après l’addition du principe actif, il n’y avait pas de changements négatifs dans les propriétés physiques et sensorielles de la pâte et des biscuits, et l’activité de récupération des radicaux libres DPPH et l’inhibition de la peroxydation lipidique des produits étaient considérablement améliorées. LUISA garc
4.3 utilisation comme additif alimentaire
Lycopene is used in the production De lameat products as a preservative substitute. Adding it to chicken not only reduces oxidation, but also effectively improves its color and texture, extending the shelf life [65]. Secondly, lycopene can also be combinéesavecnitrites to convert nitrates into nitric oxide, reducing the residue De latoxic additives in food [66]. Thirdly, lycopene can also be used as a food coloring agent in sports drinks, compound fruit juice drinks and the development De lanew drinks [67]. BOCKUVIENE et Al., et al.[68] developed a new water-soluble lycopene delivery sytigePar:complexing lycopene aveclow-molecular-weight chitosan, expanding its application in food processing. Furthermore, lycopene is also used as a natural coloring agent instead De lasynthetic dyes in food [69].
Chernyshova et Al., et al.[70] ont fabriqué une crème glacée au lycopène et ont constaté que le produit pouvait soulager l’inflammation dans le corps et réduire le risque d’acné. En outre, le stress oxydatif est un facteur important dans la formation de peroxydes. STOLL et Al., et al.[71] ont étudié l’effet des membranes poly(acides) d’extrait de caroténoïde sur le stockage des huiles comestibles. Les résultats ont montré que l’utilisation d’antioxydants naturels comme le lycopène pour préparer des emballages actifs est un moyen efficace d’empêcher la formation de peroxydes. Enfin, le lycopène peut également être ajouté à l’huile comestible en tant que stabilisant alimentaire efficace pour remplacer les conservateurs synthétiques et inhiber l’oxydation pendant l’entreposage à long terme [72].
4.4 autres applications
Lycopene is insoluble in water and is easily degraded by environmental influences. The use of microencapsulation La technologiecan improve its stability, so that lycopene can maintain better color and storage stabilitéduring the extrusion of rice flour, cake processing and other processes. In addition, this technology can also achieve controlled or targeted release of functional ingredients. Wang Deping et al. [73] used lycopene as the core material, and cassava starch, potato starch, and high-acyl vegetable gel as the wall material ingredients to develop a new type of high-physiological-fonctionlycopene pearl powder round soda water, which has the effetof neutralizing stomach acid. In addition, in food industry applications, it extends the La tomateindustry chain and promotes the comprehensive utilization and development of lycopene.
5 résumé et perspectives
En résumé, le lycopène est un extrait de plante naturel important avec une variété d’activités biologiques et de fonctions de santé. Ces propriétés font que le lycopène a de larges perspectives d’application dans l’industrie alimentaire, en particulier dans le domaine de l’alimentation. Ses diverses applications ont largement attiré l’attention sur la technologie d’extraction du lycopène. Lors de l’extraction du lycopène, la méthode d’extraction et les conditions doivent être considérées de manière globale pour augmenter la proportion de l’isomère ciss-du lycopène, dans le but de préparer des ingrédients alimentaires fonctionnels naturels très efficaces.
En même temps, le lycopène fait face à certains problèmes et défis dans la production et l’application: 1) les contraintes technologiques de production [74]: la production du lycopène présente encore des difficultés techniques, comme une faible efficacité d’extraction et un coût élevé, ce qui limite son application à grande échelle; 2) acceptation sur le marché [75]: bien que les avantages pour la santé du lycopène aient été scientifiquement reconnus, le marché et#39; l’acceptation de nouveaux ingrédients fonctionnels varie, d’autant plus qu’elle peut varier selon les cultures et les régions; 3) règlements et normes [75]: les normes de sécurité pour les additifs alimentaires varient selon les pays et les régions, ce qui pose un défi à la promotion internationale des produits au lycopène; 4) forme et fonction de produit unique: à l’heure actuelle, les produits avec le lycopène comme ingrédient fonctionnel principal existent principalement sous forme de capsules molles, et leurs fonctions sont principalement concentrées sur l’amélioration du corps et#39; S immunité. D’autres aliments ayant des applications bioactives ont un besoin urgent de développement. Avec la poursuite des recherches sur la technologie d’extraction et le mécanisme du lycopène, plus de nouvelles Des types d’aliments naturels apparaîtront à l’avenir.
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