Характеристика существующих способов получения каротинов из концентратов каротиноидов

Каротины, обладающие одновременно свойствами натуральных красителей и биологически активных веществ, оказывающих положительное влияние на здоровье и продолжительность жизни человека, получают все более широкое распространение в пищевой, фармакологической и косметологической промышленности. Это обусловливает потребность в увеличении объемов производства каротинов в промышленных масштабах. Для применения в пищевых технологиях рекомендуется инкапсулированная форма каротинов, что требует их высокой чистоты. Цель настоящего исследования – проведение анализа отечественной и иностранной научно-технической и патентной информации по существующим способам получения каротинов из концентрата каротиноидов для определения направления исследований поразработке технологии получения каротинов, в частности ликопина, обеспечивающей получение из концентрата каротиноидов ликопина с высокой чистотой, а также увеличение выхода ликопина. Рассмотрены вопросы применения хроматографических методов выделения ликопина, их преимущества и недостатки, а также использование неполярных и малополярных органических растворителей для выделения ликопина из концентрата каротиноидов. Отмечена перспективность направления исследований по использованию адсорбционных смол при выделении ликопина из концентрата каротиноидов.

По результатам анализа отечественной и иностранной научно-технической и патентной информации сделан вывод, что существующие на данный момент способы получения каротинов из концентрата каротиноидов, в частности ликопина, являются достаточно сложными в техническом исполнении и длительными. Некоторые из них позволяют получать ликопин высокой чистоты, но при этом выход ликопина настолько низок, что их промышленное масштабирование представляется нецелесообразным. Учитывая это, актуализируются исследования в области разработки технологии получения ликопина из концентрата каротиноидов, обеспечивающей высокий выход ликопина высокой чистоты, с возможностью её реализации в промышленных масштабах.

1. Ачмиз А.Д., Лисовая Е.В., Викторова Е.П. и др. Физиологическая роль каротиноидов и их применение в технологиях пищевых продуктов. Новые технологии. 2023; 19(1):14-25.

2. Клебанов Г.И. Антиоксидантные свойства ликопина. Биологические мембраны. 1998; 15(2): 227-237.

3. Matos H.R. Mascio P.D., Marisa H.G. Protective effect of lycopene on lipid peroxidation and oxidative DNA damage in cell culture. 2000; 383(1): 56-59.

4. Stahl W. Lycopene: A biologically important carotenoid for humans? Archives of Biochemistry and Biophysics.1996; 336(1): 1-9.

5. Ачмиз А.Д., Лисовая Е.В., Свердличенко А.В. и др. Характеристика существующих способов получения каротиноидов из растительного сырья и вторичных ресурсов его переработки. Новые технологии. 2022; 18(2): 15-25.

6. Hackett M.M., Lee J.H., Francis D. Thermal stability and isomerization of lycopene in tomato oleoresins from different varieties. Journal of food science. 2004; 69(7): 536-541.

7. Lenucci M.S., Caccioppola А., Durante М. Optimisation of biological and physical parameters for lycopene supercritical CO2 extraction from ordinary and high-pigment tomato cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2010; 90(10):1709-1718.

8. Matulka R.A., Hood A.M, Griffiths J.C. Safety evaluation of a natural tomato oleoresin extract derived from food-processing tomatoes. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2004; 39(1): 390-402.

9. Zuorro А. Enhanced Lycopene Extraction from Tomato Peels by Optimized Mixed-Polarity Solvent Mixtures. Molecules. 2020; 25 (9): 2038.

10. Elbadrawy Е., Amany Sello А. Evaluation of nutritional value and antioxidant activity of tomato peel extracts. Arabian Jornal of Chemistry. 2016; 9: 1010-1018.

11. Gonza´lez I.N., Valverde V.G., Alonso J.G., Periago M.G. Chemical profile, functional and antioxidant properties of tomato peel fiber. Food Research International. 2011; 44: 1528-1535.

12. Королевец А.А., Тырсин Ю.А., Быковская Е.Е. Применение нано- и микрокапсулирования в фармацевтике и пищевой промышленности. Вестник Российской академии естественных наук. 2013; 1:77-84.

13. Li Y., Cui Z., Hu L. Recent technological strategies for enhancing the stability of lycopene in processing and production. Food chemistry. 2023; 405:134799.

14. Кугерян А.Г., Степанова Э.Ф. Оптимизация технологии получения β-каротина методом математического планирования эксперимента. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017; 1(8): 66-69.

15. Wei Y., Zhang T.Y., Xu G.Q. et al. Application of analytical and preparative high-speed counter-current chromatography for separation of lycopene from crude extract of tomato paste. Journal of Chromatography. 2001; 929: 169-173.

16. Baldermann S., Ropeter K., Köhler N. et al. Isolation of alltrans lycopene by high-speed counter-current chromatography using a temperature-controlled solvent system. Journal of Chromatography. 2008; 1192: 191-193.

17. Способ получения очищенного ликопина и водорастворимого ликопина из томатов: патент на изобретение 101112053 Корея МПК А61К 36/81, А61К 9/20, А61Р 35/00 / Oe Suk Mun; заявитель и патентообладатель: Oe Suk Mun; № 1020110059833; заявл. 22.02.2007; опубл. 27.08.2008. 7 с.

18. Способ получения индивидуальных каротиноидов: патент 2648452 Рос. Федерация А61К 36/00, А61К 35/56, А61K 35/612, B01D 11/02 / Кугерян А.Г., Печинский С.В., Степанова Э.Ф.; патентообладатель: ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет»; № 2016148100; заявл. 07.12.2016. опубл. 26.03.2018, Бюл. № 9. 6 с.

19. Liu Y., Liu J., Chen X. et al. Preparative separation and purification of lycopene from tomato skins extracts by macroporous adsorption resins. Food Chemistry. 2010; 123(4):1027-1034.

20. Способ получения ликопина: патент на изобретение WO/2003/028481, Китай, МПК C09B 61/00 / Сhen Huanzhong; патентообладатель: Xinjiang Jinqi Industry Limited; № PCT/CN 2002/000080; заявл. 28.09.2001; опубл. 10.04.2003. 5 с.

21. Способ получения кристаллического ликопина или олеорезина ликопина из томатной пасты: патент на изобретение 1298904, Китай, МПК C09B 61/00 / Wen Gang, Hu Guang, Li Xin; патентообладатель: Shengminghong Science and Technology Investment Development Co Ltd, Xinjiang; № 00128226.3; заявл. 18.12.2000; опубл. 13.06.2001. 6 с.

22. Способ получения ликопина: патент на изобретение 1775867 A Китай МПК C09B 61/00 / Маньцзян У., Ли А. Тонгю С.; патентообладатель: Синьцзянский технический институт физики и химии Китайской академии наук; № 200510126592.2A; заявл. 30.11.2005; опубл. 24.05.2006. 7 с.

23. Способ получения кристаллов ликопина и концентрата: патент на изобретение 1687239 A, Китай, МПК C09B 61/00 / Маньцзян У., Ли А. Тонгю С.; патентообладатель: Синьцзянский технический институт физики и химии Китайской академии наук; № 200510071552; заявл. 25.05.2005; опубл. 26.10.2005. 7 с.

24. Способ получения и очистки ликопина: патент на изобретение 1807410 A, Китай, МПК C07C 403/24, C09B 61/00 / Жунхоу Л., Сяоянь М.; патентообладатель: Шанхайский университет им. Цзяотуна; №200610024083.3A; заявл. 26.07.2006; опубл. 23.02.2006. 9 с.

25. Способ получения ликопина: патент на изобретение 2172608 Рос. Федерация МПК A23L 1/212 A61K 35/78 / Газиев А.И.; заявитель и патентообладатель Газиев А.И.; № 2000125003; заявл. 04.10.2000; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24. 7 c.

26. Способ получения ликопина и лекарственный препарат ликопина: заявка 94017353 Рос. Федерация МПК A61K 35/78 / Капитанов А.В., Муратова Л.Е., Пименов А.М., Нестерова О.А.; заявитель и патентообладатель: Товарищество с ограниченной ответственностью «Инвест»; № 94017353; заявл. 11.05.1994; опубл. 10.08.1996. 9 с.

27. Способ получения высокочистого ликопина: патент на изобретение 472183, Китай, МПК C07C 7/14, C07C 11/02 / Z. Yaping, Y. Wenli, W. Dapu; патентообладатель: Shaghai Communication Univ.; № 03129382.4; заявл. 19/06/2003; опубл. 04.02.2004. 8 с.

28. Способ выделения и очистки кристаллов ликопина: патент на изобретение 5858700, США, МПК C12N 1/00, C12P 23/00, A61K 36/00 / Ausich Rodney L., Sanders David J.; патентообладатель: Kemin Foods LC.; № 08832282; заявл. 03.04.1997; опубл. 12.01.1999. 6 с.