لیکوپن

آگاهی وکشش روز افزون مصرف کننده‌ها نسبت به محصولات غذایی سالم، فرصتی را برای تولید مواد غذایی و دارویی غنی از لیکوپن فراهم می‌کند. این رنگدانه قرمز رنگ که برای اولین بار توسط Millardet در سال 1876 در از گوجه فرنگی استخراج شد، بعدها توسط Schunck لیکوپن نام گرفت. آنتی اکسیدان‌های طبیعی مانند لیکوپن در جلوگیری از اکسیداسیون چربی، روغن و غذاها اهمیت دارند. آنتی اکسیدان‌ها به عنوان جاذب رادیکال‌های آزاد عمل می‌کنند و به دلیل این خواص، از واکنش اجزای غذا با اکسیژن جلوگیری می‌کنند و فساد ماده غذایی را به تاخیر می‌اندازند. لیکوپن می‌تواند گونه‌های فعالی مانند پراکسید هیدروژن، هیدروکسی رادیکال‌ها و دی اکسید نیتروژن را خنثی کند. لیکوپن به عنوان آنتی اکسیدان با سرعت تقریبا دو برابر یک بتا کاروتن، رادیکال آزاد اکسیژن را غیر فعال می‌کند.

کاروتنوئید

از نظر شیمیایی، کاروتنوئیدها را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:

• دسته اول

در واقع کاروتنوئیدهای هیدروکربن غیر اشباع مانند لیکوپن و انواع کاروتن هستند. اینها فاقد اکسیژن و معمولاً به رنگ نارنجی و قرمز هستند.

• دسته دوم

شامل گزانتوفیل‌ها (به عنوان مثال، بتا کریپتوکسانتین، لوتئین و زآگزانتین) می‌شوند که مشتقات اکسیژن‌دار هستند.

لیکوپن بین 80 تا 90 درصد کاروتنوئیدهای موجود در میوه را شامل می‌شود. لیکوپن، یک رنگدانه هیدروکربنی کاروتنوئیدی است که در میوه‌ها و سبزیجات قرمز، صورتی و نارنجی مانند گوجه فرنگی، پرتقال تو سرخ، انبه، هویج، گریپ فروت، زردآلو، خربزه، پاپایا، انگور، هلو، هندوانه و زغال اخته، رز هیپ و گواوا یافت می‌شود. با بالغ شدن گیاهان، محتوای کلروفیل کاهش می‌یابد و لیکوپن و سایر کاروتنوئیدها مسئول رنگ‌های روشن می‌شوند. اکثر میوه‌ها (آناناس، پرتقال، لیمو، گریپ فروت، توت فرنگی، گوجه فرنگی، پاپریکا، رز هیپ) و بسیاری از گل‌ها مانند Eschscholtzia، Narcissus حاوی کاروتنوئید هستند. کاروتنوئیدها همچنین در ایجاد رنگ در پرهای برخی از پرندگان مثل فلامینگو، قناری و پوست حیوانات دریایی از قبیل میگو، خرچنگ و ماهی قزل آلا و حتی حشرات نقش دارند.

گوجه فرنگی، منبع اصلی لیکوپن

از منظر بیولوژی سلولی، لیکوپن در کلروپلاست گوجه‌فرنگی قرار دارد و می‌توان آن را در میان غشاهای تیلاکوئید در مجموعه رنگدانه-پروتئین فتوسنتزی یافت. گوجه فرنگی و مواد غذایی حاوی گوجه فرنگی به دلایل مختلفی سالم در نظر گرفته می‌شوند. آنها دارای چربی و کالری کم، بدون کلسترول و منبع خوبی از فیبر و پروتئین هستند. علاوه بر این، گوجه فرنگی سرشار از ویتامین‌ها، بتا کاروتن، پتاسیم و لیکوپن است. رنگ قرمز تیره، مشخصه میوه‌های رسیده گوجه فرنگی و غذاهای مبتنی بر گوجه فرنگی است و می‌تواند به عنوان معیاری برای کیفیت کل ماده غذایی عمل کند.

خواص شیمیایی، فیزیکوشیمیایی و کارکردی لیکوپن

سیستم پیوند دوگانه مزدوج گسترده، یک ویژگی مهم در کاروتنوئیدها است که مسئول رنگ‌های جذاب آنها است. لیکوپن به دلیل دارا بودن ساختار غیر حلقوی و 11 پیوند دوگانه مزدوج خطی، یک ترکیب چربی دوست و آبگریز است که باعث می‌شود در حلال‌های آلی مانند کلروفرم، هگزان، بنزن، متیلن کلرید، استون و اتر نفتی حل شود. لیکوپن یک ماده مغذی غیرضروری برای انسان است که به عنوان رنگدانه کاروتنوئیدی غیر پروویتامین A طبقه‌بندی می‌شود. لیکوپن فعالیت آنتی اکسیدانی به مراتب بیشتری نسبت به ویتامین E و گلوتاتیون دارد.

• فورمول مولکولی: C₄₀H₅₆
• جرم مولی: 9 گرم بر مول
• نامحلول در آب و اکثر حلال‌های آلی

فراهمی زیستی و جذب لیکوپن

فراهمی زیستی لیکوپن، تحت تأثیر عوامل زیادی قرار دارد. فراهمی زیستی لیکوپن در محصولات گوجه فرنگی فرآوری شده بیشتر از گوجه فرنگی تازه و فرآوری نشده است. ترکیب و ساختار غذا نیز بر روی فراهمی زیستی لیکوپن تأثیر می‌گذارد. برخلاف اکثر ویتامین‌ها (به عنوان مثال، ویتامین C)، فراهمی زیستی لیکوپن پس از پختن افزایش می‌یابد، تا حدی به این دلیل که فرآوری غذاهای مبتنی بر گوجه‌فرنگی، لیکوپن را آزاد می‌کند و به لیکوپن اجازه می‌دهد راحت‌تر توسط دستگاه گوارش پردازش و جذب شود. فراهمی زیستی لیکوپن نیز تا حد زیادی تحت تأثیر ترکیب رژیم غذایی است. از آنجایی که این یک ترکیب محلول در چربی است، مصرف آن با چربی باعث افزایش فراهمی زیستی آن می‌شود. به عنوان مثال، مصرف سالاد با سس پر چرب باعث افزایش بیشتر سطح کاروتنوئید خون نسبت به سالادهایی با سس کم چرب می‌‎شود.

شرایط فرآوری و نگهداری لیکوپن

کیفیت و ماندگاری لیکوپن در معرض اکسیژن و نور افت می‌کند. پژوهشگران آزمایشی طراحی کردند تا متوجه بشوند بین نور و گرما کدام یک بیشترین تاثیر را بر تجزیه لیکوپن می‌گذارند؛ مشخص شد روند تجزیه رنگدانه لیکوپن در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد و در حضور نور بسیار شدیدتر و سریعتر از روند تجزیه رنگدانه لیکوپن در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد و در عدم حضور نور است؛ گرچه نرخ تجزیه لیکوپن با افزایش دما به طور ثابت افزایش می‌یافت. دلایل عمده تجزیه لیکوپن طی مراحل فرآوری محصول و بسته بندی و انبار، اکسیداسیون و ایزومراسیون هستند.

کاربرد رنگ‌دهنده لیکوپن در صنایع غذایی

عصاره لیکوپن در محصولات غذایی از جمله لبنیات، نوشیدنی‌های طعم‌دار غیر الکلی، غلات و محصولات غلات، محصولات پخت و نان و اسپری‌ها استفاده می‌شود و سایه‌های رنگی از زرد تا قرمز ایجاد می‌کند. همچنین  لیکوپن‌ها پتانسیل رنگ دادن به ماست، آبنبات، مربا، ژله، مارمالاد، گوشت و فرآورده‌های گوشتی، اسنک، سوپ، سس و رب را دارند. مانند همه کاروتنوئیدها، معمولاً در نوشیدنی‌های با pH بسیار پایین (بسیار اسیدی) ناپایدار است. در آبنبات‌‌های نرم بیشتر از آبنبات‌های سفت یافت می‌شود، زیرا حرارت بالای تولید آبنبات‌های سخت باعث کاهش شدت رنگ لیکوپن می‌شود. لیکوپن در غلظت‌های بین پنج تا پانصد میلی‌گرم بر کیلوگرم رنگ زرد متمایل به نارنجی تا قرمز به ماده غذایی می‌دهد. با این حال، لیکوپن استخراج‌شده از گوجه‌فرنگی، طعم گوجه‌فرنگی مشخصی دارد که ممکن است استفاده از آن را محدود کند. برخی از عصاره‌های لیکوپن نارنجی‌تر و برخی دیگر بیشتر قرمز هستند. هر چه عصاره لیکوپن قرمزتر باشد، ارزش آن برای صنایع غذایی بیشتر است.

ارزش بازار جهانی لیکوپن

ارزش دلاری خرید و فروش رنگ‌دهنده لیکوپن در سطح جهان در سال 2023 معادل 142 میلیون بود که تا سال 2032 به 232.3 میلیون خواهد رسید. شرکت‌های زیر از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین عرضه‌کنندگان رنگ لیکوپن در دنیا هستند:

• colorMaker
• San-Ei Gen
• Licofarma S.r.l
• Dangshan sinojuice food
• DSM
• BASF
• Kagome
• Xi'an lyphar biotech corp
• Hansen
• Koninklijke DSM N.V
• Hoffmann-La roche Ltd
• General nutrition center company
• Jamieson Laboratories Ltd
• LycoRed, Kagome
• Tomatia
• Wellgreen Technology
• Bayer AG
• Royal DSM N.V