Vegetable as a source of carotenoids

• Autorzy: Bogacz-Radomska L. , Harasym J.

Warianty tytułu

PL

Warzywa jako źródło karotenoidów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Plants are rich and still unexploited sources of bioactive compounds, attractive for their therapeutic properties and as the raw material for the formulation of pharmaceutical and food products. The colour of the plants, especially comestibles as vegetables or fruits, results from chemical compounds whose metabolic activity is the aim of many studies nowadays. The carotenoids, a group of organic compounds with an unsaturated skeleton of hydrocarbons, results in the colours of yellow, orange and red. Having antioxidant activity and, for some of them, being the precursors to vitamin A in the animal organisms are willingly used in very different medical applications. The article describes the current state of knowledge regarding the types and quantities of carotenoids in vegetables, the advancement of knowledge of their metabolic impact, their possible applications in medicine, as well as the desired directions for further research. Also, the scope of their industrial use and the prospects of carotenoids’ market development are included. This work is carried out in the framework of the COST Action – EUROCAROTEN CA15136, with the aim of the exchange and development of knowledge between European researchers working on carotenoids.

PL

Rośliny są bogatymi i wciąż niewykorzystanymi źródłami związków bioaktywnych, atrakcyjnymi ze względu na swoje właściwości terapeutyczne i stanowiącymi surowiec do tworzenia produktów farmaceutycznych i spożywczych. Kolor roślin, zwłaszcza produktów spożywczych, takich jak warzywa czy owoce, wynika z obecności związków chemicznych, których aktywności metaboliczne są obecnie celem wielu badań. Karotenoidy – grupa organicznych związków o nienasyconym szkielecie węglowodorów – powoduje barwy żółtą, pomarańczową i czerwoną. Mają aktywność przeciwutleniającą, a niektóre z nich, będąc prekursorami witaminy A w organizmach zwierzęcych, są chętnie stosowane w medycynie. W artykule przedstawiono obecny stan wiedzy na temat rodzajów i ilości karotenoidów w warzywach, postęp wiedzy na temat ich wpływu metabolicznego, możliwych zastosowań w medycynie, a także pożądanych kierunków dalszych badań. Ponadto omówiono ich wykorzystanie przemysłowe oraz perspektywy rozwoju rynku karotenoidów. Praca ta jest prowadzona w ramach działania COST – EUROCAROTEN CA15136, mającego na celu wymianę i rozwój wiedzy między europejskimi badaczami zajmującymi się karotenoidami.

Słowa kluczowe

EN

vegetable; carotenoid source; lycopene; bioavailability; carotenoid; market

• Wydawca: -
• Czasopismo: Nauki Inżynierskie i Technologie
• Rocznik: 2016
• Numer: 4(23)
• Opis fizyczny: p.26-39,fig.,ref.

Twórcy

autor

Bogacz-Radomska L.

• Wroclaw University of Economics, Wroclaw, Poland

autor

Harasym J.

• Wroclaw University of Economics, Wroclaw, Poland
• College of Agricultural and Forestry Engineering, University of Valladolid, Avda.Madrid 57, 34004 Palencia Spain

Bibliografia

• Amitava D., Kimberly K., 2014, Antioxidant vitamins and minerals (Chapter 15), Antioxidants in Food, Vitamins and Supplements, pp. 277-294.
• Andersson S.C., 2009, Carotenoids, Tocochromanols and Chlorophylls in Sea Buckthorn Berries (Hippophae rhamnoides) and Rose Hips (Rosa sp.), Doctoral Thesis Swedish University of Agricultural Sciences, Alnarp, pp. 15-20.
• Baranski R., Cazzonelli C.I., 2016, Carotenoid Biosynthesis and Regulation in Plants, [in:] Carotenoids in Nutrition, Therapy, Spectroscopy and Technology, Wiley Blackwell, pp. 159-189.
• Belter A., Giel-Pietraszuk M., Oziewicz S., Chomczyński P., Barciszewski J., 2011, Lycopene-occurrence, properties and applications [Likopen-występowanie, właściwości oraz potencjalne zastosowanie], Postepy Biochemii, vol. 57(4), pp. 372-380.
• Beyer P., Al.-Babili S., Ye X., Lucca P., Schaub P., Welsch R., Portykus I., 2002, Introducing the β-carotene biosynthesis pathway into rice endosperm by genetic engineering to defeat vitamin A deficiency, Journal of Nutrition, 132, 506S-510S.
• Boon C.S., Mcclements D.J., Weiss J., Decker A., 2010, Factors influencing the chemical stability of carotenoids in food, Critical reviews in Food Science and Nutrition, 50, pp. 515-532.
• Carotenoids Market by Type (Astaxanthin, Beta-Carotene, Canthaxanthin, Lutein, Lycopene and Zeaxanthin), Source (Synthetic and Natural), Application (Supplements, Food, Feed, and Cosmetics), and by Region – Global Trends and Forecasts to 2021, 2016, marketsandmarkets.com.
• Chanda S., Dave R., 2009, In vitro models for antioxidant activity evaluation and some medicinal plants possessing antioxidant properties, An overview, African Journal of Microbiology Research, 3(13), pp. 981-996.
• Chen G., Djuric Z., 2001, Carotenoids are degraded by free radicals but do not affect lipid peroxidation in unilamellar liposomes under different oxygen tension, FEBS Letters, 505, pp. 151-154.
• Chilczuk B., Perucka I., Materska M., Buczkowska H., 2014, Zawartość luteiny, zeaksantyny, i β-karotenu w liofilizowanych owocach wybranych odmian Cucurbita Maxina D, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2(93), pp. 139-150.
• Dasgupta A., Klein K., 2014, Antioxidants in Food, Vitamins and Supplements, Prevention and Treatment of Disease, Elsevier, 209-235.
• De la Rosa L., Alvarez-Parrilla E., Gonzalez-Aquilar G.A., 2010, Fruit and Vegetable Phytochemicals, Chemistry, Nutritional Value and Stability, Wiley-Blackwell, pp. 187-192.
• Dłużewska E., Bednarek P., 2005, Wpływ wybranych czynników na stabilność ß-karotenu w napojach bezalkoholowych, ACTA Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 4(2), pp. 59-69.
• Fernández-García E., Carvajal-Lérida I., Jarén-Galán M., Garrido-Fernández J., Pérez-Gálvez A., Hornero-Méndez D., 2012, Carotenoids bioavailability from foods, From plant pigments to efficient biological activities, Food Research International, 46, pp. 438-450.
• Fratianni A., Cinquanta L., Panfili G., 2010, Degradation of carotenoids in orange juice during microwave heating, LWT-Food Science and Technology, 43, pp. 867-71.
• Geens A., Dauwe T., Eens M., 2009, Does anthropogenic metal pollution affect carotenoid colouration, antioxidative capacity and physiological condition of great tits (Parus major)?, Comparative Biochemistry Physiology, Part C, 150, pp. 155-63.
• Grajek W., 2007, Przeciwutleniacze w żywności. Aspekty zdrowotne, technologiczne, molekularne i analityczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Gryszczyńska A., Gryszczyńska B., Opala B., 2011, Karotenoidy. Naturalne źródła, biosynteza, wpływ na organizm ludzki, Postępy Fizjoterapii, 2, pp. 127-143.
• Harrison E., 2012, Mechanisms involved in the intestinal absorption of dietary vitamin A and provitamin A carotenoids, Biochimica et Biophysica Acta, 1821, pp. 70-77.
• Hininger I.A., Meyer-Wenger A., Moser U., Wright A., Southon S., Thurnham D., Chopra M., van der Berg H., Olmedilla B., Favier A.E., Roussel A.M., 2001, No significant effects of lutein, lycopene or beta-carotene supplementation on biological markers of oxidative stress and LDL oxidizability in healthy adults subject, Journal of American College of Nutrition, 20, pp. 232-238.
• http://www.nutraceuticalsworld.com/contents/view_online-exclusives/2010-12-13/the-carotenoid-market-beyond-beta-carotene#sthash.NBQ4C07e.dpuf, Publication date, 09.10.2016.
• Igielska-Kalwat J., Gościańska J., Nowak I., 2015, Karotenoidy jako naturalne antyoksydanty, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej (online), 69, pp. 418-428.
• Jintasataporn O., Yuangsoi B., 2012, Stability of carotenoid diets during feed processing and under different storage conditions, Molecules, 17, pp. 5651-5660.
• Kączkowski J., 2009, Podstawy biochemii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, pp. 160-164.
• Krinsky N., Johnson E., 2005, Carotenoid actions and their relation to health and disease, Molecular Aspects of Medicine, 26, pp. 459-516.
• Li Y., Zhang J.J., Xu D.P., Zhou T., Zhou Y., Li S., Li H.B., 2016, Bioactivities and health benefits of wild fruits, International Journal of Molecular Sciences, 17(8), E1258.
• Liang J., Tian Y.X., Yang F., Zhang J.-P., Skibsted L.H., 2009, Antioxidant synergism between carotenoids in membranes. Astaxanthin as a radical transfer bridge, Food Chemistry, 115, pp. 1437-1442.
• Meléndez-Martínez A.J., Escudero-Gilete M.L., Vicario I.M., Heredia F.J., 2010, Study of the influence of carotenoid structure and individual carotenoids in the qualitative and quantitative attributes of orange juice color, Food Research International, 43, pp. 1289-1296.
• Odriozola-Serrano I., Soliva-Fortuny R., Hernández-Jover T., Martin-Belloso O., 2009, Carotenoid and phenolic profile of tomato juices processed by high intensity pulsed electric fields compared with conventional thermal treatments, Food Chemistry, 112, pp. 258-266.
• Ohmiya A., 2013, Qualitative and quantitative control of carotenoid accumulation in flower petals, Scientia Horticulturae, 163, pp. 10-19.
• Ötleş S., 2012, Chemical and functional properties of food components series, Methods of analysis of food components and additives, Boca Raton, CRC Press, pp. 231-246.
• Prieto M.A., Rodriguez-Amado I., Vazquez J.A., Murado M.A., 2012, β-Carotene assay revisited. Application to characterize and quantify antioxidant and prooxidant activities in a microplate, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60 (36), pp. 8983-8993.
• Puah Chiew Wei, Choo Yuen May, Ma Ah Ngan, Chuah Cheng Hock, 2005, Supercritical Fluid Extraction of Palm Carotenoids, American Journal of Environmental Sciences, 1(4), pp. 264-269.
• Rodriguez-Amaya, D.B., 2015, Carotenes and xanthophylls as antioxidants. W, Handbook of Antioxidants for Food Preservation, ISBN, 978-1-78242-089-7, Elsevier Ltd. pp. 17-50.
• Romer S., Fraser P.D., Kiano J.W., Shipton C.A., Misawa N., Schuch W., Bramley P.M., 2000, Elevation of the provitamin A content of transgenic tomato plants, Nature Biotechnology, 18, pp. 666-669.
• Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 listopada 2010 r. w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych.
• Schieber, A., Weber, F., 2016, Carotenoids, [in:] Handbook on Natural Pigments in Food and Beverages, Industrial Applications for Improving Food Color, pp. 101-123.
• Shewmaker C.K., Sheehy J.A., Daley M., Colburn S., Ke D.Y., 1999, Seed specific overexpression of phytoene synthase, increase in carotenoids and other metabolic effects, The Plant Journal, 20, pp. 401-412.
• Sikorski Z.E., 2006, Chemia żywności. Skład, przemiany i właściwości żywności, Warszawa, pp. 403-408.
• Solovchenko A., 2010, Photoprotection in Plants, Optical Screening-based Mechanisms, Springer Science&Business Media, pp. 55-100.
• Stachowiak B., Czarnecki Z., 2006, Drożdże Phaffia rhodozyma jako potencjalne źródło naturalnej astaksantyny, Żywność. Nauka, Technologia Jakość, 2(47), pp. 17-28.
• Świderski F., 2009, Żywność wygodna i żywność funkcjonalna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 109-117.
• Szterk A., Lewicki P.P., 2007, Badanie stabilności ß-karotenu na nośnikach stałych, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, Kraków, 5(54), pp. 173-185.
• Szterk A., Sosińska E., Obiedziński M.W., Lewicki P., 2008, Metoda otrzymywania preparatu naturalnego &- i ß-karotenu z marchwi, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 4(59), pp. 269-274.
• The World Beta-Carotene Ingredient Market, 2015, UBIC Consulting.
• Tiwari B.K., Brunton N.P., Brennen C.S., 2013, Handbook of Plant Food Phytochemicals. Sources, Stability and Extraction, Wiley-Blackwell, pp. 113-116.
• Tozzi R., Mulinacci N., Storlikken K., Pasquali I., Vincieri F.F., Bettini R., 2008, Supercritical Extraction of carotenoids from Rosa canina L. Hips and their formulation with β-cyclodextrin, AAPS PharmSciTech, 9, pp. 693-700.
• Tunamihardjo S.A., 2013, Carotenoids and Human Health, Humana Press, New York, pp. 31-32.
• Vagi E., Simandi B., Vasarhelyine K.P., Daood H., Kery A., Doleschall F., Nagy B., 2007, Supercritical carbon dioxide extraction of carotenoids, tocopherols and sitosterols from industrial tomato by-products, The Journal of Supercritical Fluids, 2(40), pp. 218-226.
• Widomska J., Kostecka-Gugała A., Latowski D, Gruszecki W.I., Strzałka K., 2009, Calorimetric studies of the effect of cis-carotenoids on the thermotropic phase behavior of phosphatidylcholine bilayers, Biophysical Chemistry, 140, 108-14.
• Yaqub S., Farooq U., Shafi A., Akram K., Murtaza M.A., Kausar T., Siddique F., 2016, Chemistry and functionality of bioactive compounds present in persimmon, Journal of Chemistry, Article number 3424025.
• Zhuo Z., Wanpeng X., Yan H., Chao N., Zhiqin Z., 2016, Antioxidant activity of Citrus fruits, Food Chemistry, 196, pp. 885-896.

Identyfikatory

DOI

10.15611/nit.2016.4.02