Qu’est-ce que la lutéine de Marigold Flower?

La lutéine, également connue sous le nom de «phyto-progestérone», est un caroténoïde naturel présent dans une large gamme de légumes, de fruits, de fleurs et de certaines algues [1]. Le corps humain ne peut pas le synthétiser seul et doit être ingéré ou complété par l’alimentation. La lutéine est un excellent antioxydant, et dès 1995, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé son utilisation comme complément alimentaire dans les aliments et les boissons. Un grand nombre d’études ont montré que la lutéine joue un rôle important dans la protection de la vision, la prévention des cataractes et des maladies cardiovasculaires, la lutte contre le cancer, agissant comme un antioxydant, et la stimulation du système immunitaire. Il est actuellement l’un des points chauds de la recherche dans le domaine des ingrédients alimentaires fonctionnels internationaux [2,3].

1 Structure et propriétés physiques et chimiques de la lutéine

La lutéine est un caroténoïde. Les caroténoïdes peuvent être divisés en deux catégories selon leur structure chimique et leur solubilité [4]: les caroténoïdes et les xanthophylles. Les premiers sont des hydrocarbures conjugués de formule moléculaire C40H56, solubles dans l’éther de pétrole et peu ou insolubles dans l’éthanol. Ils comprennent α, β et γ-carotène, qui ont la fonction d’un précurseur VA, et le lycopène, qui n’a pas la fonction d’un précurseur VA. Ces derniers sont des dérivés contenant de l’oxygène de polyènes conjugués qui existent sous forme d’alcools, d’aldéhydes, de cétones et d’acides. Ils sont solubles dans l’éthanol et insolubles dans l’éther. Ils comprennent la zéaxanthine, la cryptoxanthine, la lutéine et la capsanthine.

La lutéine est un dérivé de l’α-carotène avec la formule moléculaire C40H56O2 et un poids moléculaire de 568,85. La molécule de lutéine a trois atomes chiraux de carbone, et en théorie il y a huit isomères, mais dans la nature il n’y a qu’un seul isomère, à savoir la zéaxanthine. La molécule de lutéine possède 10 doubles liaisons conjuguées et un groupe hydroxyle sur le groupe terminal (Figure 1). Ce sont ces doubles liaisons conjuguées qui donnent à la lutéine sa couleur vive et sa capacité à récupérer les radicaux libres. La lutéine est présente dans la membrane cellulaire de telle sorte que la longue chaîne carbonée hydrophobe est enterrée dans la couche de molécules de phospholipides, tandis que le groupe hydroxyle hydrophile reste des deux côtés de la membrane. Cette structure permet de combiner au maximum la lutéine avec les lipides de la membrane cellulaire qui sont très sensibles à l’oxydation, augmentant ainsi la force de la membrane cellulaire. En termes de stabilité, des études ont montré que la lutéine libre est extrêmement instable à la chaleur, le monooléate de lutéine (ML) est légèrement plus stable, et le dioléate (DL) est extrêmement stable à la chaleur. ML et DL sont tous deux moins sensibles à la lumière UV que la lutéine libre. Des études ont montré que l’estérification du groupe hydroxyle de la lutéine avec des acides gras peut améliorer sa stabilité à la chaleur et à la lumière UV. C’est l’une des raisons pour lesquelles les produits à base de lutéine sont principalement fournis sous forme d’esters de lutéine [3].

2 Distribution de lutéine

La lutéine est largement présente dans la nature, mais sa forme d’existence varie. On le trouve sous forme libre et non estérifiée dans les fruits et légumes verts tels que les épinards, le chou chou et le miellat. En revanche, dans les fruits et légumes jaunes ou oranges tels que les oranges, les papayes, les pêches et les courgettes, il est estérifié avec des acides gras tels que l’acide myristique, l’acide laurique et l’acide palmitique. Cependant, après l’ingestion de ces aliments, les esters de lutéine doivent être hydrolysés en lutéine libre avant d’être absorbés par le corps animal [5].

La teneur en lutéine dans les fruits et légumes de différentes sources n’est pas la même, et les résultats des mesures de différentes sources et unités dans différents endroits varient également considérablement.

Les données ci-dessus montrent que la teneur en lutéine dans les fruits et légumes consommés dans la nature est faible et varie considérablement. Si la lutéine est extraite directement des fruits et légumes, le coût sera très élevé. Par conséquent, tant au pays qu’à l’étranger, le souci (également connu sous le nom de souci), qui a une teneur élevée en lutéine, est utilisé comme matière première pour extraire et raffiner la lutéine pour la production industrielle. Des études ont montré que la teneur en caroténoïdes des souci peut dépasser 1 mg/g de poids frais, et la teneur en composants spécifiques est indiquée dans le tableau 4.

3 biodisponibilité de la lutéine

La biodisponibilité dePoudre de lutéineEst étroitement liée à sa forme, à son statut dans la transformation des aliments, à sa structure cellulaire, à son statut nutritionnel, à son patrimoine génétique, etc. [6]. La lutéine présente dans les plantes se présente principalement sous forme d’esters d’acides gras.

Après avoir été mangés par les animaux, les esters de lutéine doivent être hydrolysés par des jus digestifs en lutéine libre afin d’être efficacement absorbés et utilisés par les intestins. Actuellement, la lutéine de marigold est principalement utilisée comme additif alimentaire pour la volaille, et les volailles atteignent les normes de poids commercialisables avant que leurs fonctions du tube digestif atteignent la maturité, de sorte qu’ils ne peuvent pas faire bon usage des esters de lutéine. Dans l’élevage de volaille, la lutéine libre doit être ajoutée pour l’absorption et l’utilisation. Des études ont montré que le taux d’absorption des esters de lutéine chez la volaille n’est que de 35% à 38%, tandis que le taux d’absorption de la lutéine libre peut atteindre 90% [7].

La biodisponibilité de la lutéine est également étroitement liée aux méthodes de traitement des aliments et à la structure cellulaire. La lutéine dans les matières premières alimentaires est incorporée dans les cellules, de sorte que les méthodes de traitement qui détruisent la structure cellulaire peuvent considérablement améliorer la biodisponibilité de la lutéine.

La biodisponibilité des esters de lutéine est également significativement liée à la quantité de matières grasses dans l’alimentation. Une quantité appropriée de graisse alimentaire peut induire la sécrétion d’estérase ou de lipase pancréatiques et favoriser son activité, et l’hydrolyse des esters de lutéine nécessite la participation de ces enzymes. Par conséquent, une quantité appropriée de graisses alimentaires peut améliorer l’absorption et l’utilisation des esters de lutéine par le corps animal, mais cela n’est pas nécessairement lié à la biodisponibilité de la lutéine libre.

4 fonctions physiologiques de la lutéine

4.1 protection de la vision

La lutéine est le seul caroténoïde présent dans la rétine de l’œil humain, déposé sélectivement dans la macula et dans toute la rétine. La fonction physiologique principale de la lutéine dans l’œil est comme antioxydant et photoprotecteur [8]. De nombreuses études ont montré que la lutéine joue un rôle clé dans la prévention et le contrôle des maladies oculaires courantes telles que la presbytie, la cataracte, la rétinopathie diabétique, la dégénérescence maculaire liée à l’âge (dmla), les corps flottants et le glaucome. La lutéine aide à prévenir l’artériosclérose de l’œil, retarde et soulage les symptômes dela presbytie et réduit l’incidence des cataractes et dela dmla [9,10]. La dégénérescence maculaire liée à l’âge est la principale cause de cécité acquise, affectant de 25 à 30 millions de personnes dans le monde. La lutéine est également importante pour le développement visuel et même intellectuel des nourrissons.

4.2 effet antioxydant

La lutéine est unique dans sa capacité à prévenir les dommages aux membranes biologiques causés par les radicaux libres, à éteindre l’oxygène singlet et à capturer les radicaux d’oxygène [7]. L’oxygène Singlet et les radicaux de peroxyde proviennent principalement de deux sources: la première est produite par le corps et#39; S métabolisme normal; Le second est produit en grande quantité par des facteurs tels que le tabagisme, la pollution atmosphérique, les radiations et les toxines environnementales. Des études ont montré que les espèces réactives d’oxygène peuvent réagir avec l’adn, les protéines et les lipides, inhibant leurs fonctions physiologiques et provoquant ainsi des maladies chroniques telles que le cancer, l’athérosclérose et la dmla. La lutéine peut inactiver l’oxygène singlet par extinction physique ou chimique, protégeant le corps contre les dommages. La lutéine peut également empêcher la peroxydation des lipides et protéger les cellules qui produisent des stéroïdes dans les follicules et les utérus contre l’oxydation. Par conséquent, l’ajout d’une certaine quantité de lutéine à la nourriture peut aider à prévenir une série de maladies causées par le vieillissement des organes humains et améliorer le corps.' S système immunitaire.

4.3 effet anticancéreux

La lutéine a des effets biologiques uniques dans l’inhibition de la croissance tumorale, y compris l’activité antioxydante, l’inhibition de l’angiogenèse tumorale et la prolifération cellulaire. Des études ont montré que la lutéine est plus efficace que le β-carotène pour inhiber la peroxydation lipidique des membranes cellulaires et les dommages oxydatifs induits par l’oxydation [11]. En tant qu’additif alimentaire, la lutéine peut effectivement inhiber la croissance de tumeurs mammaires transplantables chez les souris et favoriser la croissance des lymphocytes [12]. Selon l’american Institute for Cancer Research (AICR), un apport quotidien de 400 à 600 g de fruits et légumes par habitant peut réduire le risque relatif de Cancer de 50%. Slattery et coll. [13] ont montré que la consommation de lutéine était significativement négativement corrélée avec le risque de cancer du côlon.

4.4 retarder les premiers stades de l’athérosclérose

Des études récentes ont montré que la lutéine a un effet retardant sur les premiers stades de l’athérosclérose. Dwyer et al. [14] croient que la lutéine peut empêcher les parois des vaisseaux sanguins de l’artère carotide principale d’épaississement. De plus, la lutéine dans les cellules de la paroi animale peut réduire considérablement l’oxydation du cholestérol LDL.

4.5 effet colorant

Parce que la lutéine est jaune vif, a un fort pouvoir de coloration et est résistante à la lumière, à la chaleur, aux acides, aux alcalis, etc., elle est largement utilisée dans le traitement des pâtisseries, des bonbons, du tabac, des assaisonnements et des aliments pour animaux.

5 méthode d’extraction de la lutéine

La lutéine a d’abord été extraite des racines de carottes par Heinrich en 1831, puis des feuilles jaunes d’automne par Berzdlius en 1837, suivie par d’autres chercheurs qui l’ont successivement extraite des algues et des jaunes d’œufs [15]. Actuellement, la lutéine est produite en l’extrayant des soucis [16].

La lutéine ne peut être obtenue par synthèse chimique et ne peut être extraite qu’à partir de plantes naturelles. Voici les principales méthodes d’extraction de la lutéine.

5.1 méthode de séparation par Membrane

Les procédés traditionnels tels que la macération, l’évaporation et la concentration et la purification au solvant sont utilisés pour extraire les pigments naturels. Cependant, ces procédés présentent des inconvénients tels qu’une consommation d’énergie élevée, des procédés trop complexes et une faible pureté du produit. L’introduction de la séparation par membrane [17] réduit non seulement les coûts, mais améliore également la qualité du produit. La solution d’extraction est d’abord purifiée par microfiltration (MF) à l’aide d’une membrane céramique, puis le filtrat est concentré à l’aide d’une membrane d’osmose inverse (RO). Comparé à l’extraction d’éthanol et à la concentration d’évaporation, ce processus, qui utilise principalement la technologie de séparation de membrane, est plus simple, et la solution de pigment est fondamentalement à température ambiante, ce qui assure efficacement la qualité du produit de pigment.

5.2 méthode de chauffage par micro-ondes

Yang Lifei et al. [2] ont utilisé le thé comme matière première, 6#L’invention concerne un solvant comme milieu, et un procédé de chauffage par micro-ondes pour extraire la lutéine, et a obtenu les conditions optimales d’extraction de la lutéine en contrôlant des paramètres tels que la concentration du solvant, la puissance des micro-ondes et le temps d’extraction. Les résultats expérimentaux montrent que lorsque le rapport matériel (w/v) est de 1:25, le temps est de 30 S, et le matériel est extrait deux fois par micro-ondes, le taux d’extraction de la lutéine peut atteindre 65,45%. Le principal avantage de cette méthode est d’économiser du solvant et d’améliorer l’efficacité d’extraction.

5.3 méthode de séchage

La lutéine peut être extraite des pétales de calendula par séchage et tamisage dans un nouveau type de séchoir à tambour rotatif [18]. Lorsque le taux de bourrage est varié, l’efficacité de bourrage fluctue entre 70% et 90%. La quantité de lutéine est étroitement liée au temps de séchage et à la température. Pour un même temps de séchage, la quantité extraite à 60 °C est supérieure à celle extraite à 70 °C.

5.4 méthode d’extraction

Le parc industriel de haute technologie de Qingdao l’institut des produits naturels de Qingdao a été en mesure d’extraire la lutéine des soucis à grande échelle. Le flux de processus est: pétales de souci → fermentation → séchage → granulation → extraction d’hexane → séparation par évaporation sous pression négative → résine de lutéine.

5.5 méthode d’extraction au solvant organique

Cette méthode utilise l’éthanol comme solvant pour extraire la lutéine des soucis dans des conditions alcalines. L’extrait est de couleur jaune brunâtre et, après avoir été soumis à la distillation sous vide, à la concentration, à la précipitation et au séchage, on obtient un solide brun [19]. Song Hao et al. [16] ont étudié la solubilité de la lutéine dans les fleurs de souliers dans quatre solvants organiques (tétrahydrofurane, éther de pétrole, hexane et acétone) et des solvants mixtes binaires de ces solvants et de l’éthanol. Ils ont constaté que l’effet d’extraction de la lutéine dans les solvants mixtes binaires était meilleur que dans les solvants purs. En outre, l’efficacité de dissolution de la lutéine est également étroitement liée aux ondes ultrasoniques, à la température et à la taille du grain de la matière première.

Il existe également des méthodes supercritiques d’extraction par fluide de dioxyde de carbone et d’analyse par chromatographie liquide à haute performance.

6 perspectives

La Chine possède d’abondantes ressources en souillages et a déjà largement procédé à l’extraction et à la transformation de la lutéine, mais les produits sont encore bruts et sont principalement utilisés comme additifs pour l’alimentation animale ou pour l’exportation. À l’heure actuelle, l’université d’agriculture de Chine, l’université de Shanghai Jiao Tong, l’université de pékin, etc., ont toutes effectué des recherches sur la lutéine de haute pureté, avec des purités supérieures à 95% [20], mais cela n’a pas encore attiré l’attention de la Chine et#39; S industrie alimentaire. Les instituts de recherche nationaux, y compris l’université de Zhejiang, sont en train de développer du matériel génétique de riz à haute teneur en lutéine et des produits correspondants, et ont obtenu les premiers résultats. La lutéine a une bonne vision protectrice, empêche l’athérosclérose, l’anti-oxydation, l’anti-cancer et d’autres effets, en tant qu’ingrédient fonctionnel dans les aliments, les médicaments, les produits de santé et d’autres domaines auront de bonnes perspectives de développement.

Références:

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