Quelle est une bonne Source de bêta-carotène?

1 Structure et propriétés physiques et chimiques du β-carotène

The molecular formula ofβ-carotène is C40 H56 and the relative molecular weight is 536.88. It is formed by four isoprene double bonds connected end to end, with a β-cryptone ring at each end of the molecule. There are mainly four forms: all-trans, 9-cis, 13-cis and 15-cis. The all-trans structure is shown dansFigure 1. β-Carotene appears as a dark red to dark red, shiny rhombic hexahedron or crystalline powder with a melting point of 184°C. It is insoluble in water, propylene glycol, glycerin, acids and alkalis, soluble in carbon disulfide, benzene, chloroform, ethane and plants, and almost insoluble in methanol and ethanol. A dilute solution is orange-yellow to yellow, and becomes more orange as the concentration increases. It may be slightly reddish depending on the polarity of the solvent. It is prone to redox reactions in the presence of oxygen, heat and light, and is more stable in the presence of a weak base. [1] [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’immunité et améliorer le corps et#39; 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. Le conseil des ministresβ-carotene content of Dunaliella salina can reach 0.3% of the dry cell weight,[4] making it an ideal raw material for extracting natural β-carotene. Dunaliella salina is a type of low-level eukaryotic organism widely distributed in high salinity areas such as salt lakes and oceans. Dunaliella salina synthesizes and accumulates β-carotene as an adaptation to environmental conditions. The optimal conditions for β-carotene production include high temperatures, strong radiation, low nutrients, high salinity, and low dissolved oxygen.

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

Chemical synthesis refers to a method of synthesizing β-carotene using organic chemical raw materials through chemical reactions. Since the industrial synthesis and production of β-carotene began in 1953, the industry has continued to develop. Industrial production often uses vitamin A as a raw material, which is converted into retinal and methyl viologen, and then condensed to form β-carotene; the reaction process is shown in Figure 2. [6]or β-ionone as a raw material to construct a polyene chain. However, the chemical synthesis method used to synthesize β-carotene is almost entirely in the form of a trans isomer, which does not have the physiological functions of many natural β-carotene.

3. 4 méthode de biosynthèse

La méthode de biosynthèse consiste à utiliser la fermentation microbienne pour produire du β-carotène, ce 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

The process of producing β-carotene from natural products generally involves the extraction, separation and purification of the pigment. Extraction is a relatively important process in β-carotene production. The rationality of the extraction process and the appropriateness of the solvent selection are directly related to the yield and quality of the product, as well as the progress of subsequent work. Common extraction methods include: organic solvent extraction, enzymatic reaction extraction, microwave-assisted extraction, ultrasonic-assisted extraction, supercritical fluid extraction, and air blasting. [9] Taking the organic solvent extraction method as an example, after extraction with an organic solvent, the extract is concentrated under reduced pressure to obtain a crude oil paste of β-carotene. To further remove impurities such as lipids and carbohydrates that may be present, a further saponification reaction is required. Then, by cooling and crystallizing, a crude product of β-carotene crystals is obtained. Finally, β-carotene is obtained by recrystallization.

5 Applications de β-carotène

First, β-carotene has good coloring properties. It can be used to color yellow and orange-red foods, and it has strong coloring power and a stable and uniform color. It can coexist with elements such as K, Zn, and Ca without changing color, and is especially suitable for use with children' 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 in  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.