CIS Lycopene에 관한 연구

In 1903, Schunck studied the absorption spectrum 의리코 펜 그리고compared it with the absorption spectrum 의carotene. He found that the two absorption spectra were significantly different, and officially named it lycopene. Lycopene lacks the β-ionone ring structure and has no physiological activity 의vitamin A. Therefore, 리코 펜has strong anti-cell proliferation ability and c한reduce the incidence of cancer, cardiovascular disease, etc., regulate immunity, and delay aging. Currently, 리코 펜is mainly used in two ways: as a food coloring agent or a highly effective food antioxidant; and as a functional food or health food to prevent cancer. However, because lycopene is unstable, the lycopene in plants is all all-trans, while in various tissues of the human body, it is mainly the cis isomer, which is therefore more easily absorbed by the body. This article summarizes the structure, physiological function, and effect of lycopene isomerization on its physiological activity of lycopene, as well as the common types of lycopene isomerization reactions (thermo-induced, thermo-promoted, and photo-induced isomerization reactions) at home and abroad, providing a theoretical basis 을the development of high-physiological-activity lycopene products.

1. 리코펜의 구조적 특성

리코펜은 놀라운 생리 활성을 가진 카로티노이드의 일종으로, 잘 익은 토마토 과일과 토마토 제품에 풍부하다.리코펜의 분자식은 C40H56, 분자량 536.85, 녹는점 174 °C (trans), 검붉은 바늘 같은 결정이며, 지용성입니다.Lycopene's 2개의 비공비 C-C 이중결합과 11개의 공비 이중결합으로 인해 안정성이 떨어지고 [1], 산화분해나 cis-트랜스 이성질화 되기 쉽다.리코펜의 구조는 그림 1에 표시되어 있다.

리코펜은 총 11개의 공액 이중결합이 있어서 분자 내 회전이 불가능하고, 스테릭 방해효과 때문에 분자 재배열 개수가 제한되어 있어 시스 이성질체는 이론상 2,048개가 아닌 72개밖에 없다 [2].

리코펜의 생리기능 2

2. 1 노화 방지

Lycopene has strong in vitro singlet산소quenching ability (quenching rate constant kq= 31×109 M-1 ·s-1) and the effect of scavenging peroxyl radicals. Compared with other carotenoids, the kq value of lycopene is 100 times that of α-carotene and 2.2 times that of β-carotene. Lycopene can react with active oxygen fragments such as H2O2 and NO2, inhibiting damage to lymphocyte membranes or cell death caused by NO2 free radicals, and thus delaying the aging process [3].

2.2 암 예방

연구에 따르면 리코펜은 13 종류의 암에 대한 예방 효과가 있으며, 리코펜 섭취는 암 발생과 음의 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다 [3-4].건강 관리 분야의 무작위 대조 연구에서 토마토와 토마토 제품이 전립선암 위험을 낮춘 것으로 확인됐다.Edward Giovannucci 등 [5]은 다른 카로티노이드에는 이런 효과가 없다는 것을 실험적으로 증명했고, 리코펜이 전립선 특이적 항원의 농도를 높이고 종양에서 세포사멸세포의 사망률을 높임으로써 암의 위험을 낮힌다고 지적했다.발암작용의 주요 기전은 세포간 연결 사이의 의사소통의 억제 또는 파괴이며, 리코펜은 이러한 의사소통기능을 유도하여 발암을 예방할 수 있다.낸시 J. 엥겔만 (Nancy J. Engelmann) 등은 리코펜 외에도 헥사하이드로리코펜, 옥타하이드로리코펜 등도 암 예방에 중요한 역할을 할 수 있음을 발견했다.

심혈관 질환의 예방 2.3

심혈관 질환은 매년 전 세계 사망자의 3분의 1을 차지한다.그러나 지중해 지역의 심혈관 질환으로 인한 사망률은 매우 낮은데, 그 이유는"지중해식"에는 식물 영양소가 풍부하며, 그 중 주요 기능성 물질이 리코펜 [7] 이기 때문이다.하워드 등 [8]은 약 4만 명의 중년 및 노년 여성을 대상으로 리코펜 섭취와 심혈관 질환의 관계를 관찰하기 위해 장기 테스트를 실시했다.그 결과 리코펜 함량이 높은 음식 (케첩, 소스 등)이나 토마토, 기름을 섞은 음식을 먹는 것이 심혈관 질환 예방에 더 도움이 되는 것으로 나타났다.리코펜은 저밀도 지단백의 산화와 콜레스테롤의 합성을 막아 혈중 리코펜의 양을 감소시켜 [9]. 심혈관 질환과 고지혈증 치료에 쓰이는 약물과 같은 효과를 낸다.

리코펜 이성질화가 생리활성에 미치는 영향 3

천연 식물에 존재하는 리코펜은 대부분 트랜스이지만, 동물과 인간에서는 시스의 비율이 증가하고 트랜스의 비율이 감소한다.사람의 혈액중의 시스이성질체의 함량은 60% 이상이다.대부분의 트랜스 이성질체는 위장관에서 소화 중에 시스로 전환된다.트랜스 이성질체는 침전되기 쉽고 결정을 형성하여 흡수에 영향을 미친다.

Lycopene's의 결합이중결합으로 인해 불안정하고 이성화되기 쉽지만, 이것은 생리기능의 기초이기도하다.리코펜의 이성질화는 대부분 빛, 열, 산 등의 요인에 의해 일어난다.이성질화가 일어나고 리코펜이 cis 가 될 때, 주로 다음과 같은 측면에서:첫째, cis 이성질체는 녹는점이 더 낮다;둘째, cis 이성질체는보다 쉽게 용해된다;셋째, cis 이성질체는 항산화 활성이 더 강하다;넷째, 시스 이성질체는 몸에 더 쉽게 흡수된다;그리고 다섯째, cis 이성질체는 더 짧은 파장에서 흡수를 하며 트랜스 이성질체에 비해 색을 형성하는 능력이 떨어진다.

리코펜 이성화 방법 4

이cis-isomerization of lycopene is of significant importance in enhancing the physiological activity of lycopene and reducing the risk of disease [10-13]. 이common types of lycopene isomerization reactions are mainly thermo-induced, thermo-promoted and photo-induced isomerization reactions.

4.1 열-유도 이성질화 반응

리코펜은 특정 조건 또는 유기상에서 가열할 때 올 트랜스에서 시스 (cis)로 빠르게 전환될 수 있다.이 반응을 열-유도 이성질화 (thermo-induced isomerization) 라고 한다.특허 EP 1358139 A1 [14]은 가열 및 환류를 통해 유기상으로 cis 리코펜을 추출하는 방법을 공개하였는데, 함량이 낮고 오랜 시간이 소요되는 번거로운 공정인 5-cis 리코펜을 추출한다.또한, 리홍 (15)은 에틸아세테이트를 이용한 기존의 가열 및 에틸락테이트를 이용한 고온 가열을 이용하여 이성질화 반응을 수행한 결과, 10시간 내지 12시간 반응 후 시스 구성비가 78% 내지 85%에 도달할 수 있음을 확인하였다.Zhang Lianfu 등 16)은 단시간 열역류/천석 흡착-분리-회수 용매 공정을 사용하였다.5 내지 10시간 반응 후, 리코펜의 cis 구성 비율은 65% 내지 95%에 도달하였다.

Wu Dacheng et알다.[17] mixed tomato sauce with cooking oil, heated, filtered, and then evaporated the clear liquid by heating in a circulation process. After condensation and reflux, the cis content in lycopene reached 11.5% to 48.1%. Honda et알다.[18] used CHCl3 as a solvent for a thermally induced isomerization reaction. After 24 hours, the total cis-lycopene content was 48.4%; Zhang etal. [19]refluxed lycopene with ethyl acetate as the solvent for 24 h, and the total cis-lycopene content was 49.9%; Colle etal. [20] heated tomato paste to increase the cis-lycopene content. The cis ratio can reach 15% when heated at temperatures below 140 °C. In another study by Colle et al. [21], the same method was used, with 올리브oil as the oil carrier for the tomato sauce, and the heating treatment was carried out. This method can increase the total cis content to 28.5% to 55.2%. The above studies show that direct heating can promote the isomerization of lycopene, but the heat treatment process not only easily degrades lycopene, but also has a serious impact on the quality of lycopene-related products, greatly limiting its scope of application.

열에 의해 촉진되는 이성질화 4.2

열에 의해 촉진되는 이성질화는 촉매를 이용하여 유기상에서 라이코펜의 이성질화 반응을 말한다.류칭희 등 22명은 리코펜 이성화 용매로 에틸렌글리콜과 sec-부틸알코올을, 공동 촉매로 황산나트륨과 비설페이트나트륨을 사용하여 리코펜 이성화 실험을 수행하였다.그 결과 에틸렌글리콜과 황산나트륨을 용매로 사용하였을 때 이성화 효과가 더 우수함을 알 수 있었다.Honda 등 [23]은 acetone을 용매로, FeCl3를 촉매로 사용하였다.3 h 동안 반응시킨 후 cis-lycopene 비율은 79.9%에 달했다.반응에 첨가 된 촉매는 산화성이 높기 때문에 반응 생성물에서 제거하기가 어려워 리코펜 이성질화 생성물의 생산 및 실제 응용에 심각한 제한을 받습니다.

광화학 이성질화 반응 4.3

리코 펜 가루is treated under direct light or the catalysis of a photosensitizer to produce lycopene isomerization. This process is called photoisomerization. Treatment under direct light conditions is to place lycopene under certain temperature and wavelength conditions and isolate it from oxygen to cause cis-trans conversion of the double bond group. Wang Xuesong et al. [24] used direct photochemical synthesis technology to irradiate with a 450 W high-pressure mercury lamp under nitrogen protection through a cut-off filter that could cut off different wavelengths, and controlled the reaction temperature to obtain 73% cis isomers. This method has high yield of cis isomers, but there are problems such as high cost and easy production of by-products. Photochemical isomerization reactions using photosensitizers as catalysts mainly use iodine as the catalyst. For example, Zechmeister L et al. [25] have carried out related research that can increase the cis isomer content to 80%. However, this reaction requires a special device, so it is difficult to apply in practice.

현재 국내외에서 리코펜의 이성질화에 대한 연구는 주로 열-유도, 열-촉진, 광-유도 이성질화 반응 등 3가지 유형의 반응에 초점을 맞추고 있다.그러나이 세가지 반응유형은 모두 일정한 단점이 있다.향후 cis-이성질체의 함량을 높일 수 있을 뿐만 아니라 조작이 간단하고 비용이 저렴할 수 있는 이성질체 처리 방법이 발견되어야 한다.

5 전망

Lycopene powder is one of the most important antioxidant nutrients, but its bioavailability is very low, which is related to its physiological activity and specific isomers. At present, there are many functional studies on lycopene, but there is very limited research on lycopene isomerization. Therefore, studying an efficient lycopene isomerization process can help improve the absorption and utilization of lycopene몸 안에.

참조:

[1] Zhou Danhong, Shi Tiejun, Cao Jinyan 외.라이코펜의 추출과 콩기름의 안정성 및 항산화성 (J.중국 기름과 지방, 2007, 32(1):65-67.

[2] ZECHMEISTER L. Cis-trans 이성질성 카로티노이드, 비타민 한,아릴폴리엔 [M].Wien:Springer-Verlag, 1962:52 쪽.

[3] 가장 eff icient 로서 PAOLO D, STEPHAN K, HELMUT S. Lycopene 생물학적 carotenoid singlet  oxygen  제다 [J다]Archives of biochemistry and biophysics, 1989, 274(2):532-538.

[4] Jiang Yu, Wang Xianren, Dong Shiyuan 외.리코펜의 연구 및 응용 [J.질병관리학회지, 2008, 12(1):66-69.

[5]GIOVANNUCCI E,ASCHERIO A, ERIC BR 외.전립선암의 위험과 관련하여 카로티노이드와 레티노의 섭취.미국 국립암연구소, 1995, 87(23):1767-1776.

[6] 낸시 저, STEVEN KC, JOHN EJ 저.리코펜의 전구물질인 피토엔과 피토플루엔의 영양적 측면 [J.Advances in nutrition, 2011(2):51-61.

[7]  MORDENTE  A,   GUANTARIO  B,  MEUCCI  E,   et   알. 리코펜과 심혈관 질환:업데이트 [J].Current medicinal chemistry, 2011, 18(8):1146-1163.

[8] 하워드 DS다.여성의 식이성 리코펜, 토마토 기반 식품 및 심혈관 질환  [J]다.한국영양학회지, 2003, 133:2336-2341.

[9] 리노어 A, 수잔 S. 리코펜과 심혈관 질환 [J].American journal of clinical nutrition, 2000, 71(6):1691-1695.

[10] 천웨이, 딩샤오린.리코펜의 화학적, 생물학적 특성 (J.시리얼, 기름과 지방, 2002(7):47-49.

[11] 장 L,장 H, NDEURUMI KH.반응표면방법론을 이용한 물 및 유류 식용시스템에서 토마토내 lycopene의 열적 안정성에 관한 연구 [J]다.한국식품과학회지 2011(46):209-215.

[12] 우 옌 ML, 슈 워 츠 SJ다. 리코 펜: 화학 그리고 생물학적 특성 [J.식품기술, 1999, 53(2):38-45.

[13] GERSTER H. The   잠재적인 역할 of  lycopene  for  인간의 건강을 [J]다.미국영양대학 (american college of nutrition) 학술지, 1997년, 16 (2):109-126다.

[14] WEGNER C, JOHN M. Isomerisation thermique du lycopene EP 1358139 A1[P] 참조.2003.

[15] 리홍.cis-isomer 함량이 높은 리코펜의 제조 및 안정성 연구 [D].우시:장난 대학교, 2014:15-16.

[16] 장리안푸, 장후안웨이.cis-이성질체 함량이 높고 제조 방법이 빠른 리코펜 제품 [P].2012년 CN102627521A,다.

[17] 우다청, 자오정청, 류카일루.시스이성질체가 풍부한 리코펜의 제조방법 [P].2002년 CN1380009 A.

[18] 혼다 M,카와나 T,타케하라 M 외.의 E/Z 이성화 강화 염화철 (III)을 촉매로 채용하여 (All-E)-리코펜 [J]다.한국식품과학회지, 2015, 80(7):1453-1459.

[19]  ZHANG L,ZHANG H, NDEURUMI KH, 외.열적으로 유도된  기하 학적  isomerisation  of   lycopene    and    그것의 기능적인 활동에 대한 잠재적인 영향 [J]다. 음식 화학, 2012, 132(4):2112-2117.

[20] 졌 나는, LEMMENS L, 반 BS, et al.미치는 영향 토마토 과육에서 lycopene의 분해, 이성화 및 생물학적 접근성에 관한 열처리 [J]다.한국식품과학회지, 2010, 75(9):753-759.

[21] 졌 IJP, LEMMENS L,  TOLESA -GN, et  al.  Lycopene 분해 및 열처리 중 isomerization kinetics of  an   olive  오일/토마토 유제를  [J]다.  저널 농식품화학, 2010, 58(24):12784-12789.

[22] 류칭희, 팡제화, 랴오옌진 등.리코펜의 이성질화에 대한 연구 (J.Guangzhou Chemical Industry, 2017, 45(13):69-70.

[23] 혼다 M,  TAKAHASHI  N, KUWA T,   et  al.  z-이성질체의 스펙트럼 특성  열처리 중에 형성되는 리코펜의 및 E/Z 이성질화 과정에 대한 용매 효과 [J.식품화학, 2015, 171:323-329.

[24] 왕수성, 류영룡, 청수신 외.시스-리코펜 이성체의 올-트랜스 리코펜 합성으로부터 광화학 이성질화 반응 [P].CN:101314554, 2008년.

[25] ZECHMEISTER L,  르 RAL, 슈 뢰 더 WA, et  알다. 스펙트럼    특성 인사들의 구성과 stereoisomeric 카로 티 노이 드 prolycopene와 프로를 포함 한-γ-카로 틴 [J]. american chemistry society, 1943, 65(10):1940-1951.