Quelle est une bonne Source de bêta-carotène?

1 Structure et propriétés physiques et chimiques du β-carotène

La formule moléculaire du β-carotène est C40 H56 et le poids moléculaire relatif est 536,88. Il est formé par quatre liaisons doubles d’isoprène reliées bout à bout, avec un anneau de β-cryptone à chaque extrémité de la molécule. Il existe principalement quatre formes: all-trans, 9-cis, 13-cis et 15-cis. La structure all-trans est illustrée à la Figure 1. Le β-carotène se présente sous forme d’hexaèdre rhombique brillant ou de poudre cristalline d’un rouge foncé à rouge foncé, dont le point de fusion est de 184°C. Il est insoluble dans l’eau, le propylène glycol, la glycérine, les acides et les alcalis, soluble dans le disulfure de carbone, le benzène, le chloroforme, l’éthane et les plantes, et presque insoluble dans le méthanol et l’éthanol. Une solution diluée est jaune-orangé à jaune, et devient plus orange à mesure que la concentration augmente. Elle peut être légèrement rougeâtre selon la polarité du solvant. Elle est sujette aux réactions redox en présence d’oxygène, de chaleur et de lumière, et est plus stable en présence d’une base faible. [1] [traduction] [traduction]

2 fonctions physiologiques du β-carotène

2.1 le β-carotène est une source importante de vitamine A

La vitamine A est le support pour la synthèse des glycoprotéines, qui sont des substances structurales importantes dans les cellules et jouent un rôle important pour assurer une croissance et un développement normaux et la résistance aux infections.

Le bêta-carotène peut être transformé en vitamine A par des enzymes dans le corps et est le plus abondant dans les aliments, il est donc considéré comme la principale source de vitamine A dans le corps humain. Quand il y a un manque de vitamine a dans le corps, les enzymes dans le corps vont convertir le β-carotène en vitamine A. lorsque la quantité de vitamine a dans le corps atteint le niveau requis, les enzymes vont cesser de le convertir, maintenant ainsi le corps et#39; S besoins en vitamine A par le contrôle automatique des enzymes [1].

2.2 effet antioxydant du β-carotène

Avec l’âge, le corp' S la fonction enzymatique antioxydante diminue, et les radicaux libres excessifs d’oxygène ne peuvent pas être éliminés à temps et s’accumulent à l’intérieur des cellules, endommageant les membranes cellulaires, les tissus, les enzymes et les gènes, provoquant diverses maladies et le vieillissement dans le corps. La molécule de β-carotène a une structure spéciale avec de multiples liaisons doubles de polyène conjuguées, ce qui lui permet de réagir de manière irréversible avec les radicaux libres contenant de l’oxygène, en éliminant les radicaux libres et en éteignant l’oxygène singlet. [2] [traduction] [traduction]

2. 3 autres fonctions

Le bêta-carotène peut améliorer l’immunitéEt améliorer le body' S système immunitaire ' S résistance aux agents cancérigènes. L’administration orale de bêta-carotène peut empêcher la formation d’érythème photosensible et réduire la peau et#39; S sensibilité aux rayons ultraviolets. [3] il a également un effet protecteur contre les maladies cardiovasculaires et l’hypoxie des cardiomyocytes.

3 Sources de bêta-carotène

3.1 plantes terrestres supérieures

Le bêta-carotène est souvent produit industriellement à partir de plantes supérieures riches en bêta-carotène, comme les carottes, les poivrons, le maïs, les pommes de terre, les soubresauts, le wolfberries et l’argousier.

3.2 algues

De nombreuses algues sont riches en β-carotène. La teneur en β-carotène de Dunaliella salina peut atteindre 0,3% du poids cellulaire sec [4], ce qui en fait une matière première idéale pour l’extraction du β-carotène naturel. Dunaliella salina est un type d’organisme eucaryote de faible niveau largement répandu dans les zones de salinité élevée telles que les lacs salés et les océans. Dunaliella salina synthétise et accumule le β-carotène pour s’adapter aux conditions environnementales. Les conditions optimales pour la production de β-carotène comprennent des températures élevées, un rayonnement élevé, de faibles nutriments, une salinité élevée et une faible teneur en oxygène dissous.

En outre, d’autres algues telles que la spiruline et les boules violettes [5] contiennent également du β-carotène, et la spiruline est une meilleure source. Il a été rapporté que la teneur en β-carotène dans 6g de spiruline est équivalente à la teneur dans 20 oeufs. [6] à l’heure actuelle, parce que la teneur en β-carotène de la spiruline est très riche et beaucoup plus élevée que celle de certains animaux ou plantes, l’extraction du β-carotène de la spiruline est devenue un sujet de recherche brûlante.

3. 3 synthèse chimique

La synthèse chimique se réfère à une méthode de synthèse du β-carotène à l’aide de matières premières chimiques organiques par des réactions chimiques. Depuis le début de la synthèse industrielle et de la production de β-carotène en 1953, l’industrie n’a cessé de se développer. La production industrielle utilise souvent la vitamine A comme matière première, qui est convertie en rétine et en méthyl viologen, puis condensée pour former du β-carotène; Le processus de réaction est représenté à la Figure 2. [6] ou β-ionone comme matière première pour construire une chaîne de polyène. Cependant, la méthode de synthèse chimique utilisée pour synthétiser le β-carotène est presque entièrement sous forme d’isomère trans, qui n’a pas les fonctions physiologiques de beaucoup de β-carotène naturel.

3. 4 méthode de biosynthèse

La méthode de biosynthèse consiste à utiliser la fermentation microbienne pour produireβ-carotène, qui est supérieur à la méthode de synthèse chimique en termes de qualité, de technologie, de ressources et de coût. La recherche nationale et étrangère sur la synthèse microbienne du β-carotène s’est concentrée principalement sur les champignons filamenteux (Aspergillus Niger) et la levure rouge. [7] [traduction]

3.5 méthode de modification chimique

La modification moléculaire des caroténoïdes est également connue sous le nom de modification moléculaire. Il s’agit de la conversion d’un caroténoïde en un autre. Le β-carotène peut être obtenu en modifiant les esters de lutéine. [8] le processus comporte les deux étapes suivantes:

Isomérisation des esters xanthophylles en zéaxanthine:

Processus de conversion: xanthophylle ester + KOH alcool solution → réacteur à haute pression (à une certaine température, sous protection d’azote) → produit. Le diagramme de conversion montre: la zéaxanthine est convertie en β-carotène par réduction.

3. 6 méthode de génie génétique

Avec le développement rapide de la technologie du génie génétique, l’utilisation de bactéries génétiquement modifiées pour produire des caroténoïdes est devenue un point critique de la recherche. Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans l’étude de ses principales voies de synthèse. Sa voie de biosynthèse a été élucidée au niveau moléculaire, et les gènes des enzymes clés ont été isolés séquentiellement. Des résultats préliminaires ont été obtenus en modifiant la composition et la teneur en β-carotène dans les plantes et les micro-organismes par des techniques de génie génétique.

4 technologie de traitement du β-carotène

Le processus de production du β-carotène à partir de produits naturels implique généralement l’extraction, la séparation et la purification du pigment. L’extraction est un processus relativement important dans la production de β-carotène. La rationalité du procédé d’extraction et la pertinence de la sélection du solvant sont directement liées au rendement et à la qualité du produit, ainsi qu’à l’avancement des travaux ultérieurs. Les méthodes d’extraction courantes comprennent: l’extraction par solvant organique, l’extraction par réaction enzymatique, l’extraction assistée par micro-ondes, l’extraction assistée par ultrasons, l’extraction par fluide supercritique et le dynamitage à l’air. [9] en prenant comme exemple la méthode d’extraction par solvant organique, après extraction avec un solvant organique, l’extrait est concentré sous pression réduite pour obtenir une pâte de pétrole brut de β-carotène. Pour éliminer davantage les impuretés telles que les lipides et les glucides qui peuvent être présents, une autre réaction de saponification est nécessaire. Ensuite, par refroidissement et cristallisation, on obtient un produit brut de cristaux de β-carotène. Enfin, le β-carotène est obtenu par recristallisation.

5 Applications de β-carotène

Tout d’abord, le β-carotène a de bonnes propriétés colorantes. Il peut être utilisé pour colorer les aliments jaunes et orange-rouge, et il a un fort pouvoir de coloration et une couleur stable et uniforme. Il peut coexister avec des éléments tels que K, Zn et Ca sans changer de couleur, et est particulièrement adapté pour une utilisation avec des enfants.' S aliments. Il peut également être utilisé pour colorer les revêtements de comprimés. Sa couleur et sa stabilité sont supérieures à celles des revêtements jaune citron et co-cristal carmin.

En outre, le β-carotène a un effet nutritionnel et de promotion de la santé et est largement ajouté aux aliments comme exhausteur nutritionnel. De plus, le β-carotène est un excellent antioxydant. Il a un effet synergique avec les vitamines E et C, et leur combinaison est connue sous le nom de «triangle de fer» des antioxydants, qui a un fort effet antioxydant.

Au niveau international, l’ajout de β-carotène aux cosmétiques tels que les rouges à lèvres et les rougeurs peut rendre la couleur naturellement riche, nourrir la peau, et la protéger. Des produits de soins de la peau contenant du β-carotène ont été lancés et sont populaires.

En outre, le β-carotène a des fonctions spécifiques lorsqu’il est ajouté à l’alimentation animale en tant qu’additif alimentaire. Par exemple, lorsque les vaches reçoivent une alimentation sans β-carotène, on observe souvent une fièvre «asymptomatique», ainsi qu’un retard de l’ovulation, des kystes folliculaires, un retard et une diminution dela formation du sang du corps et, dans les cas graves, des troubles dela reproduction et dela stase placentaire. Tous ces symptômes peuvent être corrigés en ajoutant du β-carotène à l’aliment. Les poules pondeuses qui mangent des aliments riches en β-carotène peuvent augmenter la production d’œufs et noircir la couleur du jaune, parce que les poulets peuvent stocker l’excès de β-carotène qui n’a pas été hydrolysé en vitamine A.

En raison de ces fonctions physiologiques spéciales du β-carotène, il est largement utilisé dans l’industrie alimentaire, l’industrie des aliments pour animaux, l’industrie pharmaceutique et l’industrie cosmétique. [10] [traduction]

6 progrès de la recherche sur le β-carotène

Parce que le β-carotène est insoluble dans l’eau et facilement clivé par la chaleur et la lumière, les corps d’émulsion ou d’inclusion de β-carotène sont principalement utilisés dans les domaines de l’alimentation, de la biomédicine, etc.

Par conséquent, l’utilisation de nouveaux émulsifiants et techniques d’émulsification, avec la stabilité physique et chimique des émulsions de β-carotène et la biodisponibilité du β-carotène comme indicateurs principaux, et en optimisant le processus de préparation des émulsions et la composition de l’interface émulsion, la préparation des émulsions de β-carotène avec une charge élevée et une bonne stabilité est actuellement un sujet de recherche brûlante.

Actuellement, la Chine a préparé des émulsions de β-carotène physiquement et chimiquement stables en sélectionnant des émulsifiants naturels tels que des protéines et des polysaccharides et en étudiant systématiquement différentes interactions (assemblage couche par couche et complexation covalente). Les effets de différents antioxydants sur la stabilité du β-carotène dans les émulsions ont également été évalués. L’utilisation de différents émulsifiants et de complexes de Maillard protéino-polysaccharidiques a produit avec succès une émulsion de β-carotène à haute charge et très stable, et une plate-forme technologique pour le développement d’émulsions de facteurs fonctionnels a été établie. Ce projet a été industrialisé avec succès en Chine. Le produit est d’excellente qualité et maintient une bonne stabilité dans les aliments liquides. Pendant la durée de conservation, il n’y a pas de flottation ou de dégradation du produit.

7 résumé

De nombreuses expériences au pays et à l’étranger ont prouvé que le carotène peut prévenir ou retarder le cancer et est un agent anticancéreux. Ces dernières années, il a été un produit en pénurie sur le marché. Par conséquent, la poursuite de l’exploration de la méthode de préparation du β-carotène et l’amélioration de son rendement et de sa stabilité favoriseront considérablement le développement de l’industrie alimentaire, de la médecine, des cosmétiques et d’autres industries. Au fur et à mesure que la compréhension du β-carotène s’approfondira, il aura un marché d’applications encore plus large. 

Références:

[1] Xu Luming. Introduction à la fonction et à la préparation biochimique du β-carotène [J]. Inner Mongolia Science, Technology and Economy, 2009, (7), 424-426.

[2]  Olson J A. Actions moléculaires des caroténoïdes [M]. Dans: Canfield LM  (ed). caroténoïdes dans humain Santé, nouveau New York Académie des Sciences,1993,156 -166.

[3] Stahl W,Heinrich U,Jungmann H,et al. Caroténoïdes et caroténoïdes pius vitamine E protègent contre l’érythème induit par la lumière ultravioet dans Les humains. Je suis J. Clin Nutr,2000.   (71) : 795-798.

[4] Liu Xiaojuan, Duan Shunshan, Li Aifen. Progrès de la recherche dans l’utilisation de la culture de microalgues pour produire des caroténoïdes [J]. Natural Product Research and Development, 2007, 19 (2): 333-337.

[5] Huang Jian, Chen Bilian, et al. Evaluation de la composition nutritionnelle de la spiruline pourpre [J]. Food and Fermentation Industry, 2005, 06: 105-106.

[6] Tang Ling, Wu Yanwen, Ou Yangjie. Progrès de la recherche sur les méthodes de production de β-carotène [J]. Food Research and Development, janvier 2009, Vol. 30, No 1: 169-171.

[7] Yan Xiuhua, Wang Zhengwu, Wang Zhongni. Application et progrès de la recherche du β-carotène [J]. Food and Drugs, 2007, 9 (6): 58-61.

[8] Zhang Xiangmin, Zhang Hui, et al. Conversion entre caroténoïdes [J]. Additifs alimentaires de Chine, 2012, S1: 32-38.

[9] Zhang Yanni, Yue Xuanfeng. Méthodes d’extraction et nouveaux développements d’ingrédients efficaces en médecine traditionnelle chinoise [J]. Shaanxi Agricultural Science, 2006 (5): 65-67.

[10] Zhu Xiuling, Che Zhenming, et al. Progrès de la recherche sur les fonctions physiologiques et les techniques d’extraction du β-carotène [J]. Guangzhou Food Industry Science and Technology, 2004 (80): 158-162.