Μια επισκόπηση των βιοενεργών φλαβονοειδών από τα εσπεριδοειδή Μέρος 1

Παρακαλώ επικοινώνησεoscar.xiao@wecistanche.comΓια περισσότερες πληροφορίες

Αφηρημένη:Τα είδη εσπεριδοειδών είναι μια από τις δημοφιλείς καλλιέργειες φρούτων στον κόσμο, που καλλιεργούνται σε όλο τον κόσμο για τις οικονομικές και θρεπτικές τους αξίες. Τα εσπεριδοειδή, όπως και άλλα φρούτα και λαχανικά, είναι μια σημαντική πηγή αρκετών αντιοξειδωτικών μορίων (πολυφαινόλες, ασκορβικό οξύ και καροτενοειδή) που μπορούν να αναστείλουν τις βλαβερές επιπτώσεις των ελεύθερων ριζών στο ανθρώπινο σώμα. Λόγω των λειτουργικών τους αξιών και των ιδιοτήτων που προάγουν την υγεία, τα είδη εσπεριδοειδών θεωρούνται πολύτιμοι καρποί όχι μόνο στη βιομηχανία αγροδιατροφής αλλά και στη φαρμακοβιομηχανία. Τα φλαβονοειδή είναι από τα κύρια συστατικά των πολυφαινολών που βρίσκονται σε διάφορα μέρη των εσπεριδοειδών (δέρμα, φλούδες, σπόροι, μεμβράνη πολτού και χυμός). Τα φλαβονοειδή έχουν διαφορετικές βιολογικές ιδιότητες (αντιϊκές, αντιμυκητιακές και αντιβακτηριδιακές δράσεις).βιοφλαβονοειδήΑρκετές μελέτες έχουν επίσης δείξει τις ιδιότητες των εσπεριδοφλαβονοειδών που σχετίζονται με την υγεία, ιδιαίτερα αντιοξειδωτικές, αντικαρκινικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιγηραντικές και καρδιαγγειακές προστατευτικές δραστηριότητες. Στην παρούσα ανασκόπηση, γίνονται προσπάθειες να συζητηθούν οι τρέχουσες τάσεις της έρευνας για τα φλαβονοειδή σε διάφορα είδη εσπεριδοειδών.

Λέξεις-κλειδιά:Γένος εσπεριδοειδών; βιοενεργά μόρια; φλαβονοειδή; θεραπευτικά αποτελέσματα? μεθόδους εκχύλισης

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

1. Εισαγωγή

Το γένος εσπεριδοειδών είναι μία από τις κορυφαίες καλλιέργειες φρούτων στον κόσμο που καλλιεργούνται για την επεξεργασία τροφίμων καθώς και για την παραγωγή φρέσκου χυμού. Το γένος Citrus ανήκει στην οικογένεια Rutaceae και περιέχει πολλά είδη όπως είδη πορτοκαλιού, γλυκόξινα πορτοκάλια, λεμόνι, μανταρίνια (μανταρίνια) και τανγκόρ. Κάθε είδος ή υβριδική διασταύρωση έχει μία ή περισσότερες ποικιλίες. Εκτός από πλούσια πηγή βιταμινών Α, C και Ε, μεταλλικών στοιχείων και διαιτητικών ινών, τα εσπεριδοειδή είναι μια εξαιρετική πηγή δευτερογενών μεταβολιτών, όπως οι πολυφαινόλες και τα τερπενοειδή[1]. Τα φλαβονοειδή και τα φαινολικά οξέα είναι οι κύριες κατηγορίες φαινολικών ενώσεων που βρίσκονται στα εσπεριδοειδή [2]. Γενικά, η φλούδα του φρούτου περιέχει υψηλότερη συγκέντρωση αντιοξειδωτικών ουσιών από τα άλλα μέρη του φρούτου [3]. Τα περιεχόμενα και τα προφίλ φλαβονοειδών εσπεριδοειδών ποικίλλουν σημαντικά από το ένα είδος στο άλλο [4].αγοράστε σιστάνιΗ φλούδα των εσπεριδοειδών, η οποία αντιπροσωπεύει μεταξύ 50 τοις εκατό και 65 τοις εκατό του συνολικού βάρους των φρούτων, είναι μια πλούσια πηγή βιοδραστικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων φυσικών αντιοξειδωτικών όπως τα φλαβονοειδή [5]. Αρκετές μελέτες έδειξαν ότι τα φλαβονοειδή των εσπεριδοειδών έχουν αντιφλεγμονώδη, αντικαρκινική, αντιβακτηριακή, αντιγηραντική και καρδιαγγειακή προστασία [6,7].

Το Cistanche μπορεί να αντιγηρανθεί

Στόχος μας εδώ είναι να παρέχουμε μια επισκόπηση της δομής, της κατηγορίας και της προέλευσης των διαφορετικών κατηγοριών φλαβονοειδών εσπεριδοειδών. Επιπλέον, επιχειρούμε να συνοψίσουμε δεδομένα από την επιστημονική βιβλιογραφία και τις παρούσες τιμές για τα φλαβονοειδή σε ορισμένα είδη εσπεριδοειδών και τις ιδιότητές τους που προάγουν την υγεία.

2. Η Ταξινόμηση των Εσπεριδοειδών

Τα εσπεριδοειδή είναι ένα χερσαίο ανθοφόρο φυτό που ανήκει στην οικογένεια των Rutaceae, στην υποοικογένεια των Aurantioideae, στη φυλή των Κιτρικών και στην υποφυλή της Κιτρίνης (Πίνακας 1)[8]. Το γένος Citrus περιέχει πολλά είδη ή είδη ειδών που διαφέρουν ως προς τους καρπούς, τα άνθη, τα φύλλα και τα κλαδιά τους. Η ταξινόμηση του γένους Citrus είναι πολύπλοκη και αμφιλεγόμενη, κυρίως λόγω της σεξουαλικής συμβατότητας μεταξύ των ειδών και των γενών και του πολυεμβρυονίου που καθορίζει και αναπαράγει τους μητρικούς γονότυπους. Τα κριτήρια ταξινόμησης βασίζονται κυρίως σε μορφολογικά χαρακτηριστικά. Υπάρχουν δύο κύρια συστήματα ταξινόμησης των εσπεριδοειδών: το σύστημα Swingle and Reece (1967) [9] και το σύστημα Tanaka (1977) [10]. Αυτοί οι δύο συγγραφείς παρουσίασαν δύο διαφορετικές έννοιες ταξινόμησης. Ο Swingle κατάφερε να αναγνωρίσει μόνο 16 είδη εσπεριδοειδών, ενώ ο Tanaka όρισε 156 είδη.σιστάνιΗ ταξινόμηση των Swingle and Reece (1967), με βάση την εδώδιμοτητα των καρπών, κάνει διάκριση μεταξύ του υπογένους Eucitrus, όπου ομαδοποιούνται όλα τα καλλιεργούμενα είδη, και του υπογένους Papeda [9]. Το υπογένος που αναφέρθηκε τελευταία αποτελείται από έξι είδη: C. migrant Wester (επί του παρόντος συνώνυμο του C.hystrix DC.), C. ichangensis Swing (επί του παρόντος συνώνυμο του Citrus caoaleriei H.Lev.ex Cavalerie), C. hystrix DC. C. latipes (Swingle)Yu. Tanaka, C.celebica Koord (επί του παρόντος συνώνυμο του Citrus hystrix DC.) και C. macroptera Montr.(Sankara) (επί του παρόντος συνώνυμο του Citrus hystrix DC.).

Το υπογένος Eucitrus περιλαμβάνει δέκα καλλιεργούμενα είδη: C.medica L. (κίτρο), C.au-Aurantium L. (ξινό πορτοκάλι) και C.sinensis (L.)Osbeck (γλυκό πορτοκάλι), C.limon (L.) Osbeck(λεμόνι), Citrus aurantifolia(Χριστούγεννα) Swingle(key lime), C.maxima(Burm.) Mar. (pomelo), C. par-adisi Macfad.(γκρέιπφρουτ), C.reticulata Blanco (μανταρίνι πορτοκάλι), ΝΤΟ. Ινδία Yu.Tanaka (ινδικό άγριο πορτοκάλι) και C.tachibana (πορτοκάλι Tachibana), το οποίο είναι επί του παρόντος συνώνυμο του C.reticulata Blanco.

Η ταξινόμηση του Tanaka είναι πολύ πιο λεπτομερής από αυτή που υιοθετήθηκε από τους Swingle και Reece.cistanche ΑυστραλίαΠράγματι, ο Tanaka υποδιαίρεσε το γένος Citrus σε δύο υπογενή είδη: Archicitrus και Metacitrus. Έτσι, οι κύριες διαφορές μεταξύ της ταξινόμησης Swingle και Tanaka αφορούν την αναγνώριση των υβριδίων εσπεριδοειδών, των ποικιλιών, των κηλίδων μπουμπουκιών και των παραλλαγών ταξινομικών κατηγοριών ως αληθινών βοτανικών ειδών. Ο Tanaka (1977) τα θεώρησε ως απόλυτα βοτανικά είδη. από την άλλη, ο Swingle και ο Reece δεν τα αποδέχθηκαν ως αληθινά ταξινομικά είδη.

3. Φλαβονοειδή εσπεριδοειδών: Δομή, ταξινόμηση και βιοσύνθεση

3.1.Δομή και Ταξινόμηση Φλαβονοειδών από Εσπεριδοειδή

Τα φλαβονοειδή είναι μια σημαντική κατηγορία φυσικών προϊόντων. Συγκεκριμένα, ανήκουν σε πολυφαινολικές ενώσεις και συντίθενται από τα φυτά μέσω πρωτογενών ή δευτερογενών μεταβολισμών που προστατεύουν από βραχυπρόθεσμες ή μακροπρόθεσμες απειλές και παίζουν σημαντική λειτουργία στην ανάπτυξη και αναπαραγωγή των φυτών l2J. Τα φλαβονοειδή βρίσκονται ευρέως διαδεδομένα σε όλο το φυτικό βασίλειο και συνδέονται με πολλά οφέλη για την υγεία [13]. Αποτελούν μια κύρια κατηγορία φυτοχημικών ουσιών που ανακαλύφθηκαν στα εσπεριδοειδή, ειδικά στη φλούδα, τον πολτό και τους σπόρους. Τα φλαβονοειδή είναι μικρού μοριακού βάρους πολυφαινολικές ουσίες που έχουν τον ίδιο βασικό σκελετό δεκαπέντε ανθράκων (C6-C3-C6), που αποτελείται από δύο φαινυλ δακτυλίους (Α και Β) που συνδέονται με έναν ετεροκυκλικό δακτύλιο πυρανίου ή πυρονίου (Γ) στο κέντρο, ανάλογα με τους υποκαταστάτες τους. Τα φλαβονοειδή υποδιαιρούνται σε φλαβονόλες, ανθοκυανιδίνες, φλαβονόνες, φλαβόνες και χαλκόνες [14]. Η γενική δομή των φλαβονοειδών και το σύστημα αρίθμησης που χρησιμοποιείται για τη διάκριση των θέσεων άνθρακα γύρω από το μόριο φαίνονται στον Πίνακα 2. Οι τρεις φαινολικοί δακτύλιοι που αποτελούν το μόριο φλαβονοειδών ονομάζονται δακτύλιοι πυρανίου. Τα φλαβονοειδή των εσπεριδοειδών χωρίζονται σε τρεις κύριους τύπους, συγκεκριμένα, φλαβονόνες, φλαβόνες και φλαβονόλες [15]. Στον Πίνακα 2, παρουσιάζεται η ταξινόμηση των φλαβονοειδών εσπεριδοειδών και οι χημικές δομές των κύριων φλαβονοειδών. Τα κύρια φλαβονοειδή που βρίσκονται στα είδη εσπεριδοειδών είναι η εσπεριδίνη, η ναριρουτίνη, η ναριγγίνη και η εριοκιτρίνη.

3.2.Βιοσύνθεση Φλαβονοειδών

Η οδός των φλαβονοειδών προηγείται από τη γενική οδό φαινυλοπροπανοειδών, στην οποία τρία ένζυμα εμπλέκονται στη μετατροπή του αμινοξέος φαινυλαλανίνη σε 4-κουμαροϋλ-CoA. το πρώτο ένζυμο, λυάση αμμωνίας φαινυλαλανίνης (PAL:EC

4.3.1 καταλύει τη μετατροπή του αμινοξέος

φαινυλαλανίνη σε τρανς-κινναμωμικό οξύ, με την απελευθέρωση αμμωνίας (NH3), και στη συνέχεια τα δύο άλλα ένζυμα (το ένζυμο κινναμικό 4-υδροξυλάση(C4H: EC1.14.14.91), ακολουθούμενο από 4-κουμαρικό Η λιγάση CoA (4CL: EC6.2.1.12)), καταλύει την αντίδραση που οδηγεί στη λήψη 4-κουμαροϋλ-CoA, η οποία είναι ένας σημαντικός πρόδρομος στην οδό των φλαβονοειδών [12,13]. Η βιοσύνθεση των φλαβονοειδών προέρχεται από το μονοπάτι των φαινυλοπροπανοειδών και ξεκινά από δύο πρόδρομες ουσίες που ονομάζονται malonyl-CoA και p-coumaroyl-CoA (Εικόνα 1). Μετά τη συμπύκνωση τριών μονάδων οξικού από μηλονυλο-CoA με ένα μόριο p-κουμαροϋλ-CoA, σχηματίζονται χαλκόνες ναρινγενίνης. Η χαλκόνη Naringenin, μια κύρια χρωστική ουσία πολλών λουλουδιών, φύλλων και καρπών, μετατρέπεται σε ναρινγενίνη από την ισομεράση της χαλκόνης (CHI) ή μη ενζυμικά in vitro [14,15].οφέλη από το cistancheΑυτή η αντίδραση που καταλύεται από τη συνθάση της χαλκόνης (CHS: EC 2.3.1.74) θεωρείται ότι είναι το βασικό ρυθμιστικό βήμα στη σύνθεση φλαβονοειδών. Καταλύει τον στερεοειδικό ισομερισμό των χαλκονών στις αντίστοιχες (2S)-φλαβανόνες τους μέσω ενός μηχανισμού κατάλυσης οξέος-βάσης. η ασταθής μορφή χαλκόνης κανονικά ισομερίζεται από το ένζυμο ισομεράση χαλκόνης (CHI: EC 5.5.1.6) για να σχηματίσει τους δομικούς πρόδρομους για ένα ευρύ φάσμα φλαβονοειδών, όπως φλαβονόλες, φλαβανόνες, γλυκοσίδες ανθοκυανίνης και άλλες παράγωγες ενώσεις1 (Εικόνα).

Εικόνα 1. Βιοσυνθετική οδός φυτικών φλαβονοειδών [15]. Τα ένζυμα για κάθε στάδιο υποδεικνύονται ως εξής: PAL, λυάση αμμωνίας φαινυλαλανίνης. C4H, κινναμική 4-υδροξυλάση;4CL,4-κουμαρική-CoA λιγάση; CHS, συνθάση χαλκόνης; CHI, ισομεράση χαλκόνης; F3H, 3-υδροξυλάση φλαβανόνης; F3'H, φλαβονοειδές 3'-υδροξυλάση; DFR, διυδρο-φλαβονολ 4-αναγωγάση; FNS, συνθάση φλαβονόλης; FLS, συνθάση φλαβονόλης; LAR, αναγωγάση λευκοανθοκυανιδίνης; ANS, συνθάση ανθοκυανιδίνης; UFGT, UDP-γλυκόζη: φλαβονοειδές-3-Ο-γλυκοζυλοτρανσφεράση.

η νεοεσπεριδόζη ({{0}}OaL-rhamnosyl-D-γλυκόζη) συνδέεται στη θέση 7 [28]. Η εσπεριδίνη (0.002 έως 9,42 mg/g ξηρής φλούδας) [29,30] είναι η κύρια φλαβανόνη σε όλες τις ποικιλίες λεμονιού ενώ τα επίπεδα διοσμίνης και εριοκιτρίνης είναι τα χαμηλότερα [31]. Η φλούδα του μανταρινιού είναι πλούσια σε εσπεριδίνη (3,95 έως 80,90 mg/g ξηρής φλούδας)[32,33], ναριρουτίνη (7,66 έως 15,3 mg/g ξηρής φλούδας)[22,34] και ναρινγίνη (0,54 έως 0,65 mg/g βάση ξηρής φλούδας)[32,33]. Το Naringin είναι το πιο άφθονο φλαβονοειδές στο γκρέιπφρουτ και τη φλούδα πικρού πορτοκαλιού, προσδίδοντας μια χαρακτηριστική πικρή γεύση (10,26 έως 14,40 mg/g ξηρής φλούδας)[29,35].

Οι φλούδες εσπεριδοειδών περιέχουν επίσης πολυμεθοξυλ φλαβόνες, όπως σινενσετίνη ({{0}}.08 έως 0.29 mg/g ξηρής βάσης), νομπιλετίνη (0,2 έως 14,05 mg/g) ξηρής βάσης), μανταρίνι (0,16 έως 7,99 mg/g ξηρής βάσης) και επταμεθοξυφλαβόνη [26,36-38]. Οι γλυκοζυλιωμένες φλαβόνες υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στη φλούδα των εσπεριδοειδών, όπως η διοσμίνη, η γραμμή οροφής, η ισοροϊφολίνη και η λουτεολίνη. Άλλα φλαβονοειδή υπάρχουν σε πολύ μικρές ποσότητες στη φλούδα των εσπεριδοειδών, όπως οι φλαβονόλες (κερσετίνη, ρουτίνη, μυρικετίνη και καμπφερόλη) [39].

Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι τα εκχυλίσματα σπόρων και φύλλων εσπεριδοειδών περιέχουν υψηλές ποσότητες φαινολικών ενώσεων, όπως φλαβονοειδή [40,41]. Η Naringin είναι το πιο άφθονο φλαβονοειδές στους σπόρους γκρέιπφρουτ (0,2 mg/g σπόρους)[41]. Η περιεκτικότητα σε φλαβονοειδή στη φλούδα των εσπεριδοειδών είναι πολύ μεγαλύτερη από ότι στους σπόρους. Εμφανίζονται σε φυτά και τρόφιμα κυρίως ως γλυκοσίδες [42].

5. Τεχνικές εκχύλισης φλαβονοειδών εσπεριδοειδών

Τα φλαβονοειδή των εσπεριδοειδών ανακαλύφθηκε ότι είναι πανταχού παρόντα σε σχεδόν όλες τις μερίδες των εσπεριδοειδών από διάφορα είδη 45. Η εκχύλιση είναι ένα κρίσιμο στάδιο στην αναλυτική διαδικασία και η επιτυχία της έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα των τελικών αποτελεσμάτων [46]. Τα φλαβονοειδή μπορούν να απομονωθούν, να ανιχνευθούν και να χαρακτηριστούν μόνο μετά τη χρήση της κατάλληλης διαδικασίας εκχύλισης. Γενικά, για την εξαγωγή βιοδραστικών ενώσεων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες διεργασίες, πολλές από τις οποίες σε μεγάλο βαθμό έχουν παραμείνει σταθερές για εκατοντάδες χρόνια. Όλες αυτές οι στρατηγικές μοιράζονται τους ίδιους στόχους: (α) εξαγωγή επιλεγμένων βιοδραστικών χημικών ουσιών από περίπλοκα δείγματα φυτών· (β) βελτίωση της επιλεκτικότητας της αναλυτικής μεθόδου και αποφυγή της παρουσίας παρεμβολών που θα μπορούσαν να αλλάξουν την ανάλυση. και (γ) βελτίωση της ευαισθησίας της βιοδοκιμασίας αυξάνοντας τη συγκέντρωση των στοχευόμενων ενώσεων πριν από την ανάλυση [46-48].

5.1. Συμβατικές Τεχνικές Εκχύλισης

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες παραδοσιακές διαδικασίες εκχύλισης για την εξαγωγή βιοδραστικών χημικών από φυτικές πηγές. Η ανάκτηση βιοδραστικών χημικών ουσιών από φυτικές μήτρες, χρησιμοποιώντας κοινούς διαλύτες, αναφέρεται ως συμβατική εκχύλιση (με ή χωρίς θερμική επεξεργασία)[49J. Η πλειονότητα αυτών των προσεγγίσεων βασίζεται στην εκχυλιστική ισχύ των διάφορων διαλυτών που χρησιμοποιούνται, καθώς και στη χρήση θερμότητας ή/και ανάμειξης. Οι γνωστές συμβατικές διαδικασίες για την εκχύλιση βιοδραστικών χημικών ουσιών από φυτά είναι (1) διαβροχή, (2) έγχυση, (3) αφέψημα, (4) συνεχής εκχύλιση εν θερμώ (εκχύλιση Soxhlet), (5) υδροαπόσταξη και (6) διήθηση.

5.2. Μη Συμβατικές Τεχνικές Εξαγωγής

Η αποδόμηση των στοχευόμενων ενώσεων λόγω των υψηλών θερμοκρασιών και των μεγάλων χρόνων εκχύλισης σε διαλύτες είναι ένα σημαντικό πρόβλημα που αντιμετωπίζεται στις κλασικές τεχνικές εκχύλισης. Σε αυτή τη βάση, η εύρεση διαφόρων στρατηγικών εκχύλισης για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία γίνεται ένα κρίσιμο βήμα για τη βελτίωση της απόδοσης ή/και της επιλεκτικότητας της εξαγωγής. Εναλλακτικά, χρησιμοποιώντας ειδικά βοηθήματα/ενσωματωμένα με ένταση ενέργειας, όπως εξαγωγή με μικροκύματα 50], εκχύλιση υγρού υπό πίεση [51, εξαγωγή υπερκρίσιμου υγρού [52], εξαγωγή με υπερήχους, εξαγωγή με κρύο πλάσμα [53], υψηλή πίεση Η υποβοηθούμενη εκχύλιση [54], η εξαγωγή με παλμικό ηλεκτρικό πεδίο [55] και η υποβοηθούμενη από ένζυμο εκχύλιση [56], είναι καλά τεκμηριωμένη στην επιστημονική βιβλιογραφία ως μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση. Γενικά, κατά τη μελέτη των χημικών ουσιών που προέρχονται από φυτά, η μέθοδος και οι διαλύτες που χρησιμοποιούνται για την εκχύλιση πρέπει να υιοθετηθούν προσεκτικά [57]. Σε αυτό το πλαίσιο, συζητούνται μερικές από τις μη συμβατικές μεθόδους εκχύλισης.

5.2.1. Εξαγωγή με τη βοήθεια υπερήχων (ΗΑΕ)

Η εξαγωγή με τη βοήθεια υπερήχων είναι μια νέα τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την εξαγωγή φυσικών προϊόντων που προηγουμένως χρειάζονταν πολλές ώρες για να εξαχθούν με παραδοσιακές μεθόδους. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε για τη συντήρηση τροφίμων, αλλά την τελευταία δεκαετία χρησιμοποιήθηκε και για την εξαγωγή ευεργετικών ουσιών (κυρίως πολυφαινολών). Λόγω της απλότητας της μεθόδου, τεκμηριώνονται οφέλη όπως ο μειωμένος χρόνος εκχύλισης, η αυξημένη απόδοση εκχυλίσματος και η χρήση νερού ως διαλύτη, που μειώνει τη χρήση οργανικών διαλυτών. Επομένως, για να αποφευχθούν ανεπιθύμητες αντιδράσεις που δημιουργούνται από τα ΗΑΕ και να μεγιστοποιηθεί το πεδίο εκχύλισης, οι παράμετροι εκχύλισης (π.χ. διάρκεια εκχύλισης, σύστημα διαλύτη και, εάν είναι δυνατόν, συχνότητα ΗΠΑ) θα πρέπει να ρυθμιστούν πριν από την ανάπτυξη της διαδικασίας εκχύλισης [58]. Londono-Londono et al. Το 2010, διεξήγαγε την εξαγωγή φλαβονοειδών φλοιού εσπεριδοειδών από C, Sinensis, C.latifolia και C.reticulata υπό βέλτιστες συνθήκες υπερήχων 60 kHz, 40 μοίρες, για 1 ώρα, χρησιμοποιώντας μεθανόλη ως διαλύτη [59].

5.2.2. Εκχύλιση Υπερκρίσιμου Ρευστού (SFE)

Η υπερκρίσιμη εξαγωγή είναι μια σύγχρονη τεχνική που χρησιμοποιεί αέρια που έχουν υπερβεί την κρίσιμη πίεση και θερμοκρασία τους, με αποτέλεσμα ένα ρευστό με ιδιότητες μεταξύ αερίου και υγρού [60]. Η υπερκρίσιμη εκχύλιση CO2 (χρησιμοποιώντας CO2 ως διαλύτη, κυρίως λόγω της προσαρμοστικότητας, της διαθεσιμότητας και του χαμηλού κόστους του), είναι μια προτιμώμενη προσέγγιση για την εκχύλιση πολλών δραστικών ενώσεων. Παρά το γεγονός ότι οποιοδήποτε αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υπερκρίσιμο ρευστό [61]επειδή τα φλαβονοειδή είναι πολικά μόρια, το SFE απαιτεί την παρουσία ενός συνδιαλύτη, όπως η αιθανόλη ή η μεθανόλη]62]. Πραγματοποιήθηκε μια μελέτη για την εκχύλιση της νομπιλετίνης και της τανγκεριτίνης από το C.depressa var Hayata. Οι συγγραφείς εξέτασαν τόσο τη μεθανόλη όσο και την αιθανόλη ως διαλύτες. Υπό τις συνθήκες που αναφέρονται στην εργασία τους, οι Lee et al. [36] διαπίστωσε ότι το SFE παρέχει υψηλότερη ποσότητα φλαβονοειδών (συν 7 τοις εκατό) από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα.

6. Φλαβονοειδή εσπεριδοειδών και χρόνιες παθήσεις

Τις τελευταίες δεκαετίες, αρκετές επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει την επίδραση της υψηλής διατροφικής πρόσληψης φαινολικών ενώσεων, όπως τα φλαβονοειδή, σε θανατηφόρες ασθένειες, ιδιαίτερα τον ρόλο τους στην πρόληψη των καρδιαγγειακών παθήσεων και του καρκίνου. Ο μηχανισμός δράσης που εμπλέκεται στις επιδράσεις των φλαβονοειδών στην υγεία γίνεται κυρίως με την αναστολή της οξείδωσης των λιπιδίων και του DNA (αντιοξειδωτική δράση) και τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης [63,64]. Οι επιπτώσεις των φλαβονοειδών στην υγεία περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

6.1.Αντιοξειδωτική Δράση

Τα φλαβονοειδή είναι ικανά να δεσμεύουν τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου με τη μεταφορά ενός ηλεκτρονίου ή υδρογόνου. Το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο μπορεί να μετατοπιστεί σε ολόκληρο τον αρωματικό κύκλο. Ωστόσο, μπορεί να συνεχίσει να εξελίσσεται σύμφωνα με διάφορες διαδικασίες, είτε αντιδρώντας με ρίζες ή άλλα αντιοξειδωτικά είτε με βιομόρια. Η αντιριζική δράση των φαινολών έχει συσχετιστεί με την πιθανότητα οξείδωσης των φλαβονοειδών [65]. Η αντιοξειδωτική δράση των φλαβονοειδών μπορεί να ασκηθεί από τη συμπλοκοποίηση των μετάλλων μετάπτωσης. Πράγματι, αυτά επιταχύνουν τον σχηματισμό ενεργών ειδών οξυγόνου. Επιπλέον, η συμπλοκοποίηση των φλαβονοειδών με μέταλλα μετάπτωσης μπορεί να βελτιώσει την αντιοξειδωτική τους ικανότητα μειώνοντας το δυναμικό οξείδωσής τους [65,66]. Τα φλαβονοειδή είναι γνωστά για την ικανότητά τους να αναστέλλουν πολλά ένζυμα, συμπεριλαμβανομένων, ειδικότερα, των οξειδοαναγωγασών, οι οποίες περιλαμβάνουν, κατά τη διάρκεια του καταλυτικού τους κύκλου, είδη ριζών (όπως λιποξυγενάση, κυκλοοξυγενάση, μονοοξυγενάση, οξειδάση ξανθίνης, φωσφολιπάση Α2 και κινάση πρωτεΐνης [65) ]. Λόγω της αντιοξειδωτικής τους ικανότητας, τα φλαβονοειδή χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς. Αρκετές μελέτες προτείνουν την αντικατάσταση συνθετικών αντιοξειδωτικών, όπως το βουτυλοϋδροξυ ακυρωτικό και το βουτυλοϋδροξυτολουόλιο, με φυσικά αντιοξειδωτικά λόγω της τοξικότητάς τους που εμπλέκονται στην προώθηση της ανάπτυξης καρκινικών κυττάρων [67].

6.2.Αντικαρκινογόνος δράση

Τα φλαβονοειδή των εσπεριδοειδών (φλαβανόνες και πολυαιθοξυ όψιμες φλαβόνες) βρέθηκαν να έχουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες στον φαρμακευτικό τομέα. Αυτές οι ενώσεις, λόγω των ιδιοτήτων τους, βοηθούν στην πρόληψη ορισμένων ασθενειών, όπως οι καρκίνοι [68]. Τα τελευταία χρόνια, πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ της πρόσληψης φλαβονοειδών και της πιθανής θεραπευτικής τους εφαρμογής κατά του καρκίνου. Jagetia et al. [69] έδειξε ότι τα φλαβονοειδή έχουν αντι-μεταλλαξιογόνο δράση προστατεύοντας το DNA από οξειδωτική βλάβη και εξουδετερώνοντας τις ελεύθερες ρίζες, που προκαλούν μεταλλάξεις. Άλλες μελέτες έδειξαν ότι τα φλαβονοειδή μπορεί να εμπλέκονται σε μηχανισμούς κατά του πολλαπλασιασμού [42]. Μελέτες σε ποντίκια έδειξαν ότι η πρόσληψη εσπερετίνης προήγαγε την αναστολή του πολλαπλασιαζόμενου πυρηνικού αντιγόνου των κυττάρων και την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου MCF-7 που εκφράζει την αρωματάση σε αθυμικά ποντίκια με ωοθηκεκτομή [70,71]. Η εσπεριδίνη, ως γλυκοσίδιο της εσπερετίνης, οδήγησε σε κυτταρική απόπτωση μέσω της διεξαγωγής της έκφρασης της ρ53 και του ενεργοποιημένου από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος υποδοχέα-γάμα [72]. Σε μια πρόσφατη μελέτη, η ναρινγενίνη έδειξε αντι-μεταλλαξιογόνο τροποποίηση ενεργοποιώντας την επιδιόρθωση του DNA, μετά από οξειδωτική βλάβη σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα του προστάτη [73]. Η τρέχουσα έρευνα δείχνει ότι η διδυμίνη, ένα τυπικό διατροφικό γλυκοσιδικό φλαβονοειδές γνωστό και ως νεοπονσιρίνη, έδειξε αντιπολλαπλασιαστική δράση στον καρκίνο του μαστού [74]. Επιπλέον, η tangeretin και η nobiletin μπορούν να επιδείξουν αντι-αγγειογενετική δράση με την αναστολή της αγγειογενετικής διαφοροποίησης και την άσκηση της διακοπής του κυτταρικού κύκλου σε κυτταρικές σειρές καρκίνου του μαστού και του ανθρώπινου παχέος εντέρου [75,76]. Συνοπτικά, αρκετές μελέτες έδειξαν ότι τα φλαβονοειδή μπορεί να ασκούν αντικαρκινογενετική δράση αναστέλλοντας τον καταρράκτη της μετάστασης, την αναστολή της κινητικότητας των καρκινικών κυττάρων στο κυκλοφορικό σύστημα, την προαπόπτωση, τον αποκλεισμό της εξέλιξης του κυτταρικού κύκλου και την αντιαγγειογένεση [19].

6.3. Καρδιολογικές Επιδράσεις

Η καρδιαγγειακή νόσος είναι ένας γενικός όρος για καταστάσεις που επηρεάζουν την καρδιά και την κυκλοφορία του αίματος, συμπεριλαμβανομένων των στεφανιαίων παθήσεων, όπως στηθάγχη και έμφραγμα του μυοκαρδίου. Αυτό μπορεί να προκαλείται από υψηλή αρτηριακή πίεση, διαβήτη, παχυσαρκία, υψηλή χοληστερόλη στο αίμα κ.λπ. Ο διαβήτης οδηγεί σε αυξημένη φλεγμονή και το οξειδωτικό στρες επιδεινώνει επίσης τη δυσλειτουργία των ενδοθηλιακών κυττάρων. Τροφές πλούσιες σε φλαβονοειδή όπως τα εσπεριδοειδή μπορούν να προάγουν καρδιοπροστατευτικά αποτελέσματα που προέρχονται κυρίως από τις αντιοξειδωτικές και αντιφλεγμονώδεις δραστηριότητές τους [77]. Η εσπεριδίνη ασκεί δράση κατά της παχυσαρκίας και υπογλυκαιμική δράση ρυθμίζοντας το μεταβολισμό της γλυκόζης [78]. Το διδύμιο αναστέλλει την απελευθέρωση διαφόρων φλεγμονωδών κυτοκινών και χημειοκινών από ενδοθηλιακά κύτταρα ανθρώπινης ομφαλικής φλέβας που έχουν υποστεί αγωγή με υψηλή γλυκόζη [79]. Μελέτες σε ποντίκια έδειξαν πιθανές αγγειοχαλαρωτικές επιδράσεις της εσπερετίνης, της εσπεριδίνης, της ναριγγενίνης και της ναριγγίνης μέσω της αναστολής διαφορετικών ισοενζύμων φωσφοδιεστεράσης [8081]. Μια άλλη επίδραση των φλαβονοειδών στο αγγειακό σύστημα είναι η αναστολή της συσσώρευσης των αιμοπεταλίων και η μείωση του σχηματισμού θρόμβων [63]. Σε μια άλλη μελέτη σε ποντίκια που τρέφονταν με δίαιτα πλούσια σε χοληστερόλη, η ναρινγενίνη έδειξε μείωση της χοληστερόλης στο πλάσμα και των ηπατικών τριακυλογλυκερολών [82].

6.4.Αντιμικροβιακές επιδράσεις

Διεξήχθη εκτενής έρευνα σχετικά με την επίδραση των φλαβονοειδών στη μικροβιακή ανάπτυξη. Σύμφωνα με τους Kaul et al.[83], η εσπεριδίνη έχει αντιική δράση ενάντια σε μια ποικιλία ιών (δηλαδή, παραγρίπη, πολιομυελίτιδα και έρπητα). Σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη των Vikram et al. (2011) [84], αποδείχθηκε ότι η ναρινγενίνη έχει αντιμικροβιακή επίδραση στη Salmonella typhimurium μέσω της εξασθένησης της λοιμογόνου δράσης και της κινητικότητας των κυττάρων [84]. Μια άλλη μελέτη έδειξε ότι η ναρινγενίνη, η καμπφερόλη, η κερσετίνη και η απιγενίνη θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους ανταγωνιστές της σηματοδότησης των κυττάρων και να αναστείλουν το σχηματισμό βιοφίλμ E.coli. Επιπλέον, η ναρινγενίνη μπορεί να μειώσει την έκφραση των γονιδίων που κωδικοποιούν το σύστημα έκκρισης τύπου στο Vibrio [85]. Οι Shetty et al. πρότεινε ότι τα φλαβονοειδή που εξάγονται από το C.sinensis και το C.limon peel έχουν αντιμικροβιακή δράση έναντι των βακτηρίων της τερηδόνας Streptococcus mutans και του Lactobacillus acidophilus [86].

6.5. Άλλες βιολογικές επιδράσεις

Εκτός από τις βιολογικές επιδράσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω, εξετάστηκαν επίσης αρκετές βιοδραστηριότητες των εσπεριδοειδών από την τελευταία έρευνα. Τα φλαβονοειδή των εσπεριδοειδών παρουσιάζουν αρκετές αντιγηραντικές δράσεις. In vitro μελέτη έδειξε ότι τα φλαβονοειδή που εξάγονται από το C.reticulata έχουν ισχυρό δυναμικό κατά της κολλαγενάσης και της ελαστάσης [87]. Στο Μαρόκο, σύμφωνα με τους Bencheikh et al, τα είδη εσπεριδοειδών (λεμόνι, λάιμ, τριαντάφυλλο και γλυκό πορτοκάλι) χρησιμοποιούνται ευρέως στη θεραπεία νεφρικών προβλημάτων, συμπεριλαμβανομένων των νεφρικών λίθων, των κολικών και της ανεπάρκειας [88]. Οι Murata et al. έδειξε ότι τόσο η εσπερετίνη όσο και η ναρινγενίνη που εξήχθησαν από τα εσπεριδοειδή είχαν αντιαλλεργικά αποτελέσματα στα βασεόφιλα κύτταρα RBL-2H3 της λευχαιμίας επίμυων. Τα αποτελέσματα in vivo και in vitro υποδηλώνουν ότι αυτά τα μόρια μπορούν να εξασθενήσουν τα συμπτώματα της αλλεργίας αναστέλλοντας τη φωσφορυλίωση της πρωτεϊνικής κινάσης B(Akt) και την αναστολή της αποκοκκίωσης με καταστολή των σημάτων της οδού [89]. Υπάρχουν επίσης πολλές μελέτες ζωικών μοντέλων που περιγράφουν τις θετικές επιδράσεις των φλαβονοειδών στο νευρικό σύστημα.Μια μελέτη από τους Kawahata et al.[90] υποδηλώνει ότι η νομπιλετίνη που εξάγεται από το C.depressa μπορεί να ενισχύσει τη μάθηση και τη μνήμη. Επιπλέον, μια μελέτη έδειξε ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ της πρόσληψης εσπερετίνης και ναρινγενίνης και χαμηλότερη συχνότητα εμφάνισης εγκεφαλοαγγειακής νόσου και άσθματος [91].

7. Βιομηχανική Εφαρμογή Φλαβονοειδών Εσπεριδοειδών

Τα φλαβονοειδή που εξάγονται από τα εσπεριδοειδή χρησιμοποιούνται ήδη ως φυσικά αντιοξειδωτικά στα ακόλουθα:

Φαρμακευτικά και θρεπτικά συμπληρώματα: Οι φλαβανόνες και οι πολυαιθοξυ όψιμες φλαβόνες που εξάγονται από τα εσπεριδοειδή χρησιμοποιούνται κυρίως ως φυσικά αντιοξειδωτικά στη σύνθεση φαρμακευτικών προϊόντων. Χρησιμοποιούνται σε πολλά σύμπλοκα βιταμινών και ως δραστικό συστατικό ορισμένων φαρμάκων (ασθένεια του κυκλοφορικού συστήματος)[6,90,91]. Η επεξεργασία υποπροϊόντων εσπεριδοειδών θα μπορούσε να είναι μια σημαντική πηγή φλαβονοειδών λόγω του μεγάλου όγκου φλοιού που παράγεται, επιπλέον του ότι είναι πηγή αιθέριου ελαίου πλούσιου σε D-λιμονένιο. Τα υπολείμματα φρούτων από το C.aurantium, τα οποία συνήθως απορρίπτονται ως απόβλητα, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή πολύτιμων θρεπτικών ουσιών [92].

Αγροδιατροφική βιομηχανία: Στη βιομηχανία τροφίμων, η ναρινγίνη χρησιμοποιείται για να αρωματίσει ποτά, γλυκά και αρτοσκευάσματα, λόγω της τυπικής πικρής γεύσης της [35]. Επιπλέον, λόγω της αντιοξειδωτικής τους δράσης, η εσπεριδίνη και η ναριρουτίνη έχουν προστατευτική δράση έναντι της υπεροξείδωσης των λιπιδίων είτε στο ηλιέλαιο που αποθηκεύεται για 24 ημέρες σε υψηλή θερμοκρασία είτε σε μπισκότα[33]. Η φλούδα εσπεριδοειδών χρησιμοποιήθηκε επίσης για την παραγωγή εσπεριδίνης και νεοεσπεριδίνης για τη σύνθεση διυδροχαλκόνων. Αυτές οι ενώσεις χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων ως γλυκαντικά και ενισχυτικά γεύσης [93]. Επιπλέον, οι ανθοκυανίνες που προέρχονται από φλαβονόλες χρησιμοποιούνται ως χρωστικές ουσίες (E163) σε ζαχαροπλαστεία, γαλακτοκομικά προϊόντα και επιδόρπια ή για να αντισταθμίσουν τον αποχρωματισμό των φρούτων που προκαλείται από ορισμένα στάδια επεξεργασίας [94].

Άλλες βιομηχανικές εφαρμογές ως αναστολέας διάβρωσης:

Διεξήχθησαν αρκετές μελέτες σχετικά με την επίδραση των φλαβονοειδών στον ανθρακούχο χάλυβα και τον χαλκό[94,95]. Οι Mhiri et al.2017 [95] διερεύνησαν την αναστολή της διάβρωσης του ανθρακούχου χάλυβα από τη νεοεσπεριδίνη και τη ναρινγίνη παρουσία υδροχλωρικού οξέος. Στο άρθρο του Al-Qudah, μερικές φλαβονοειδείς ενώσεις, όπως η απιγενίνη, η λουτεολίνη και η κερκετίνη, χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της συμπεριφοράς διάβρωσης του χαλκού στο νιτρικό οξύ [96]. Οι συγγραφείς ανέφεραν ότι η αναστολή της διάβρωσης του χαλκού αυξάνεται καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση των φλαβονοειδών.

8. Συμπεράσματα

Παρόλο που η ανασκόπησή μας επικεντρώθηκε στα φλαβονοειδή στα είδη εσπεριδοειδών, η βιοσύνθεση, η ταξινόμηση και οι θεραπευτικές τους δραστηριότητες, οι συμβατικές και μη συμβατικές τεχνικές συζητήθηκαν επίσης σε όλη αυτή την ανασκόπηση. Τα είδη εσπεριδοειδών θεωρούνται μεταξύ των πιο σημαντικών από οικονομική άποψη βιολογικών πόρων, καθώς περιέχουν μια ποικιλία φυτοθρεπτικών και φυτοχημικών με πολλά υποσχόμενες θεραπευτικές ιδιότητες. Μέχρι στιγμής, η παραγωγή φαρμακευτικών ουσιών που περιέχουν φλαβονοειδή που προέρχονται από είδη εσπεριδοειδών εξακολουθεί να είναι προκλητική, που σχετίζεται κυρίως με την ταυτοποίηση, την εκχύλιση και τον καθαρισμό αυτών των ενώσεων. Επιπλέον, για την πλήρη κατανόηση των επιδράσεων των φλαβονοειδών εσπεριδοειδών, απαιτείται περισσότερη έρευνα (κυρίως τυχαιοποιημένες ελεγχόμενες κλινικές δοκιμές).

Αυτό το άρθρο εξάγεται από το Appl. Sci. 2022, 12, 29. https://doi.org/10.3390/app12010029 https://www.mdpi.com/journal/applsci