Η χημική ένωση του μήνα

 [Απρίλιος 2013]

Επιμέλεια σελίδας:

Θανάσης Βαλαβανίδης, Καθηγητής - Κωνσταντίνος Ευσταθίου, Καθηγητής

Γενικά για το λυκοπένιο

Το λυκοπένιο (lycopene) είναι ένας πολυακόρεστος υδρογονάνθρακας με 40 άτομα άνθρακα. Στο μόριό του υπάρχουν 13 διπλοί δεσμοί, από τους οποίους οι 11 είναι συζυγιακοί (δηλ. εναλλασσόμενοι απλοί-διπλοί δεσμοί) και οι 2 απομονωμένοι. Οι ενώσεις με αλληλουχία εναλλασσόμενων απλών-διπλών δεσμών χαρακτηρίζονται γενικά ως πολυένια (polyene) και όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η αλληλουχία, τόσο εντονότερο είναι το χρώμα τους (βλ. στη συνέχεια). Στο λυκοπένιο ο μεγάλος αριθμός συζυγιακών δεσμών προσδίδει ένα βαθύ ερυθρό χρώμα.

Το κόκκινο χρώμα πολλών λαχανικών και φρούτων, όπως οι τομάτες και το καρπούζι, οφείλεται στη σχετικά μεγάλη περιεκτικότητά τους σε λυκοπένιο. Ιδιαίτερα πλούσια σε λυκοπένιο είναι τα προϊόντα που λαμβάνονται με επεξεργασία της τομάτας (τοματοχυμός, τοματοπελτές, σκόνη τομάτας). Το όνομά του προέρχεται από τη συστηματική ονομασία της τομάτας: Solanum lycopersicum. Στην ελληνική ιατρική βιβλιογραφία αναφέρεται και ως λυκοπένη. Το λυκοπένιο ως καροτενοειδές αναφέρεται ψ,ψ-καροτένιο (ψ,ψ-carotene).

Λόγω της υψηλής ακορεστότητάς του το λυκοπένιο είναι μία από τις πλέον ισχυρές αντιοξειδωτικές ουσίες φυτικής προέλευσης. Ο βασικός ρόλος του στους ιστούς είναι η αποτελεσματική εξουδετέρωση των οξυγονούχων ελεύθερων ριζών και των δραστικών οξυγονούχων ενώσεων (reactive oxygen species, ROS), που δημιουργούνται στoυς αερόβιους οργανισμούς κατά τις βιοχημικές μεταβολικές διεργασίες, όπως και κατά τις ενεργειακές διεργασίες που πραγματοποιούνται στα μιτοχόνδρια. Με τον τρόπο αυτό το λυκοπένιο προλαμβάνει ζημιές στο DNA και βοηθά στην καλύτερη λειτουργία των κυττάρων. Το λυκοπένιο αποτελεί πρόδρομο ένωση της βιοσύνθεσης όλων των καροτενοειδών.

Η βιοσύνθεση του λυκοπενίου πραγματοποιείται μόνο στους φυτικούς οργανισμούς και ο άνθρωπος το λαμβάνει αποκλειστικά μέσω της τροφής και κυρίως μέσω της κατανάλωσης τομάτας και επεξεργασμένων προϊόντων της. Ως εξαιρετικά λιπόφιλη ένωση το λυκοπένιο συσσωρεύεται στους λιπαρούς ιστούς, στο αίμα (με τη βοήθεια λιποπρωτεϊνών), όπως επίσης και στις μεμβράνες των κυττάρων. Η καθημερινή πρόσληψη λυκοπενίου εξαρτάται από τις διατροφικές συνήθειες και κυμαίνεται σε ευρύτατη περιοχή, από 0,3 έως και 30 mg [Αναφ. 1στ].

Διατροφή πλούσια σε λυκοπένιο έχει ευεργετικά αποτελέσματα στην υγεία και υπάρχουν ενδείξεις ότι περιορίζει την πιθανότητα εμφάνισης διάφορων τύπων καρκίνων και ιδιαίτερα του καρκίνου του προστάτη. Επίσης, αναφέρεται ότι περιορίζει τον κίνδυνο εμφάνισης διάφορων καρδιαγγειακών νόσων, της εκφύλισης της ωχράς κηλίδας και καταρράκτη, όπως και άλλων εκφυλιστικών νόσων στα ηλικιωμένα άτομα. Αυτό δεν αποδεικνύει την προστατευτική αξία του ίδιου του λυκοπενίου μόνου του, εφόσον μαζί του προσλαμβάνονται πολλά άλλα χρήσιμα συστατικά, ωστόσο στο εμπόριο κυκλοφορούν πολλά διατροφικά συμπληρώματα πλούσια σε λυκοπένιο.

Αριστερά: Από τους καρπούς του φυτού tamus communis (βρυωνία) απομόνωσε ο Hartsen την πρώτη ποσότητα λυκοπενίου το 1873. Δεξιά: Στερεό λυκοπένιο Σημαντικές χρονολογίες στην ιστορία του λυκοπένιου [Αναφ. 1στ] - 1873: Απομονώνεται ο πρώτος ερυθρός κρύσταλλος λυκοπενίου από τους καρπούς του φυτού tamus communis (βρυωνία) (Hartsen, Chem. Centr. 1873:204). - 1875: Παραλαμβάνεται μίγμα λυκοπενίου και άλλων καροτενίων από τομάτες, χωρίς να γίνει διάκριση και διαχωρισμός των επιμέρους συστατικών (Millardet, Bull. Soc. Sci. Nancy 2:21, 1875). - 1903: Απομονώνεται η καθαρή ερυθρά χρωστική της τομάτας, διακρίνεται από τα άλλα καροτένια και της δίνεται η ονομασία λυκοπένιο (Schunck CA, Proc. Royal Soc. London 72:165, 1903). - 1910: Απομονώνονται 11 g καθαρού λυκοπενίου από 75 kg τομάτες και προσδιορίζεται ο μοριακός τύπος του ως C40Η56 (Willstätter R, Escher HHZ, Physiol. Chem. 64:47, 1910). - 1930: Προσδιορίζεται η δομή του λυκοπενίου: Διαπιστώνεται ότι πρόκειται για έναν ισχυρά ακόρεστο υδρογονάνθρακα με 13 διπλούς δεσμούς από τους οποίους οι 11 είναι συζυγιακοί (Karrer P, Helfenstein A, Wehri H, Wettstein A. Acta, 14:154-162, 1930). - 1985: Διαπιστώνεται ότι αύξηση της κατανάλωσης λαχανικών και φρούτων πλούσιων σε καροτένια μειώνει την πιθανότητα ανάπτυξης καρκίνου (Ερευνητική ομάδα Πανεπιστημίου Harvard) [Αναφ. 1η].

Καροτενοειδή, καροτένια, ξανθοφύλλες [Αναφ. 2]

Τα καροτενοειδή (carotenoids) είναι οργανικές φυσικές χρωστικές ουσίες που βρίσκονται στους χλωροπλάστες και χρωμοπλάστες πολλών φωτοσυνθετικών οργανισμών (άλγη, βακτήρια, μύκητες, φυτά) και το μόριό τους -κατά τη βασική δομή τους- αποτελείται από 40 άτομα άνθρακα. Τα καροτενοειδή απορροφούν γενικά το ιώδες και το κυανό φως εξαιτίας του εκτεταμένου σύστηματος συζυγιακών διπλών δεσμών που διαθέτουν. Ως αποτέλεσμα αυτής της απορρόφησης έχουν χρώμα κίτρινο, πορτοκαλί ή ερυθρό. Πλήθος φυσικών προϊόντων οφείλουν το χρωματισμό τους στη μεγάλη περιεκτικότητά τους σε καροτενοειδή. Ως αβλαβείς φυσικές χρωστικές ουσίες χρησιμοποιούνται ευρύτατα στη βιομηχανία τροφίμων και σε πολλά καροτενοειδή (ή μίγματά τους) έχουν αποδοθεί διάφοροι "αριθμοί Ε" που χαρακτηρίζουν διάφορα επιτρεπόμενα πρόσθετα. Στα πρόσθετα τροφίμων, στο λυκοπένιο αντιστοιχεί ο αριθμός Ε160d (κατηγορία Ε100-Ε199: χρωστικές ύλες).

Είναι γνωστά περισσότερα από 600 καροτενοειδή, τα οποία διακρίνονται σε καροτένια (carotenes) και ξανθοφύλλες (xantophylls). Τα καροτένια αποτελούνται αποκλειστικά από άνθρακα και υδρογόνο και έχουν γενικό τύπο: C40Hx, ενώ οι ξανθοφύλλες περιέχουν και άτομα οξυγόνου (π.χ. ως υδροξυλομάδες, καρβονυλομάδες, καρβοξυλικές ομάδες, εστέρες). Τα καροτενοειδή χαρακτηρίζονται από μια κεντρική αλυσίδα με την αλληλουχία των συζυγιακών διπλών δεσμών που χαρακτηριστικά αναφέρεται ως μίσχος (stem). Στα δύο άκρα του μίσχου υπάρχουν οι πλευρικές ομάδες που ξεχωρίζουν τα διάφορα καροτενοειδή μεταξύ τους. Οι πλευρικές ομάδες μπορεί να είναι ίδιες ή διαφορετικές μεταξύ τους, κυκλικές ή όχι (όπως στο λυκοπένιο). Στις ξανθοφύλλες οι πλευρικές ομάδες περιλαμβάνουν απλές οξυγονούχες ομάδες. Στον μεγάλο αριθμό των καροτενοειδών συνεισφέρει το πλήθος των διαφόρων ισομερών (ισομερή θέσης, εναντιομερή, διαστερεομερή, γεωμετρικώς ισομερή), όπως και τα μερικώς υδρογονωμένα (π.χ. στον μίσχο) παράγωγα.

Το χρώμα πολλών λαχανικών, καρπών και φρούτων οφείλεται στη σχετικώς υψηλή περιεκτικότητά τους σε καροτενοειδείς ενώσεις. Τα καροτενοειδή του φυτικού κόσμου περνούν και στο ζωικό κόσμο μέσω της τροφής, έτσι χρωματισμός του κρόκου του αυγού οφείλεται στα καροτενοειδή (ξανθοφύλλες) ζεαξανθίνη (που προσλαμβάνουν οι όρνιθες από το καλαμπόκι) και λουτεΐνη, ενώ τα εντυπωσιακά κόκκινα φλαμίνγκο της Florida και διάφορων παραλίμνιων περιοχών της Αφρικής οφείλουν τον χρωματισμό των φτερών τους στα καροτενοειδή που περιέχουν τα άλγη που αποτελούν μέρος της τροφής τους. Το πορτοκαλί χρώμα στις όχθες ορισμένων θερμών πηγών οφείλεται σε βακτήρια πλούσια σε καροτενοειδείς ενώσεις (αεροφωτογραφία της Grand Prismatic Spring του πάρκου Yellowstone των ΗΠΑ).

 

Τυπικά παραδείγματα καροτενοειδών ενώσεων δείχνονται παρακάτω. Αριστερά παρουσιάζονται τα τυπικότερα καροτένια και δεξιά οι πλέον κοινές ξανθοφύλλες.

Τυπικά καροτενοειδή. Αριστερά: Καροτένια. Δεξιά: Ξανθοφύλλες.

Τα καροτενοειδή εξυπηρετούν δύο σκοπούς στα φυτά και στα άλγη: Απορροφούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από την ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος για τις ενεργειακές ανάγκες της φωτοσύνθεσης και συγχρόνως προστατεύουν τη χλωροφύλλη από τη φωτοαποσύνθεση. Επιπλέον, αρωματικά προϊόντα καταβολισμού των καροτενοειδών (π.χ. ιονόνες) εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση φυτών - εντόμων. Ο άνθρωπος και τα ζώα δεν βιοσυνθέτουν καροτενοειδή και τα λαμβάνουν αποκλειστικά μέσω της τροφής.

Τα καροτενοειδή είναι απαραίτητα θρεπτικά συστατικά της ανθρώπινης δίαιτας. Δρουν ως αντιοξειδωτικά μέσα και περιορίζουν εκφυλιστκές νόσους. Επίσης, υπάρχουν ενδείξεις ότι προλαμβάνουν καρδιαγγειακές νόσους, συνεισφέρουν στην ορθή λειτουργία του ανοσολογικού συστήματος και μειώνουν τον κίνδυνο εκδήλωσης ορισμένων καρκίνων.

Ορισμένα καροτενοειδή (τα α-, β-, γ-καροτένια και η β-κρυπτοξανθίνη δρουν ως προβιταμίνες Α, δηλ. μετατρέπονται σε ρετινάλη (retinal), (αλδεϋδική μορφή της βιταμίνης Α). 'Ετσι, προστατεύουν ευαίσθητα μέρη των οφθαλμών τα οποία εξασφαλίζουν την οξύτητα της όρασης, όπως ο αμφιβληστροειδής χιτώνας (retina) και ωχρά κηλίδα (macula lutea) από τη βλαπτική κυανή και εγγύς υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ η ρετινάλη διαδραματίζει βασικό ρόλο στη "χημεία της όρασης".

Ονοματολογία. Η IUPAC έχει θεσπίσει ειδικούς κανόνες ονοματολογίας για τα καροτενοειδή κατά τους οποίους κάθε μία από τις δύο ακραίες ομάδες (αποτελούμενες από 9 άτομα άνθρακα) συμβολίζεται από ένα ελληνικό γράμμα. Στην περίπτωση του λυκοπενίου και οι δύο ομάδες είναι άκυκλες και συμβολίζονται με το γράμμα ψ. Για τον λόγο αυτό η κατά IUPAC ονομασία του λυκοπενίου είναι ψ,ψ-καροτένιο. Περισσότερες πληροφορίες πάνω στην ονοματολογία των καροτενοειδών μπορούν να αναζητηθούν στη σχετική ιστοσελίδα της IUPAC [Αναφ. 2στ].

Δομή λυκοπενίου

Το λυκοπένιο είναι το δομικώς απλούστερο καροτένιο. Δεν περιλαμβάνει κυκλικές ομάδες στα άκρα του και ουσιαστικά συνιστά τον βασικό "ξεδιπλωμένο" σκελετό όλων των καροτενίων. Είναι το άκυκλο ισομερές του β-καροτενίου και για τον λόγο αυτό υπάγεται στην οικογένεια των ονομαζόμενων β-καροτενοειδών. Εξαιτίας της απουσίας δακτυλίων ανάλογων εκείνων των καροτενίων, το λυκοπένιο δεν διαθέτει ιδιότητες προβιταμίνης Α, ωστόσο αποτελεί την πρόδρομο ένωση της βιοσύνθεσης όλων των καροτενίων και καροτενοειδών.

Στο μόριο του λυκοπενίου υπάρχουν 13 διπλοί δεσμοί από τους οποίους οι 11 είναι συζυγιακοί. Για τον λόγο αυτό το λυκοπένιο παρουσιάζει το πλέον έντονο (βαθύ ερυθρό) χρώμα σε σχέση με τα άλλα καροτένια και καροτενοειδή, γενικότερα.

Ειδική αρίθμηση ανθράκων που εφαρμόζεται στα καροτενοειδή (εδώ η αρίθμηση γίνεται στο μόριο του λυκοπενίου).

Ως "λυκοπένιο" εννοείται συνήθως το όλα-trans λυκοπένιο (all-trans lycopene ή all-E lycopene), όπως είναι το παραπάνω εικονιζόμενο. Δηλαδή, όλοι οι συζυγιακοί διπλοί δεσμοί βρίσκονται σε γεωμετρική διάταξη trans, γεγονός που του προσδίδει στον μίσχο γραμμική διάταξη. Οι τρεις απλοί δεσμοί σε κάθε άκρο του (C2-C3, C3-C4, C4-C5 και C5'-C4', C4'-C3', C3'-C2') παρέχουν τη δυνατότητα καμπύλωσης των άκρων του μορίου, όπως π.χ. φαίνεται παραπάνω στην τρισδιάστατη απεικόνισή του, όπου το μόριο απεικονίζεται στην ενεργειακώς σταθερότερη διαμόρφωσή του.

cis-Λυκοπένια. Εάν τμήμα του μορίου του όλα-trans λυκοπενίου περιστραφεί κατά 180^ο γύρω από έναν συζυγιακό διπλό δεσμό, θα προκύψει το μόριο ενός cis-λυκοπενίου (cis-lycopene ή Z-lycopene). Υπάρχουν αρκετά γεωμετρικώς ισομερή λυκοπένια, όπου συνήθως ένας διπλός δεσμός (μονοϊσομερισμός) ή περισσότεροι διπλοί δεσμοί (πολυισομερισμός) έχουν πλέον cis- και όχι trans-διάταξη. Αντίστοιχα cis-ισομερή σχηματίζουν και τα υπόλοιπα καροτενοειδή.

Το φυσικό λυκοπένιο είναι σχεδόν καθαρό (94-97%) όλα-trans, ωστόσο με θέρμανση μέρος του ισομερίζεται προς διάφορα cis-λυκοπένια με αποτέλεσμα ο μίσχος του μορίου να χάνει τη γραμμικότητά του. Εκτός από τη θέρμανση άλλοι λόγοι που μπορούν να προκαλέσουν τον ισομερισμό trans cis είναι η υπεριώδης ακτινοβολία, η επίδραση οξέων, όπως επίσης και από μικρές ποσότητες ιωδίου. Εμπορικά σκευάσματα λυκοπενίου μπορεί να περιέχουν και μέχρι 50% διάφορα cis-λυκοπένια, γεγονός που προφανώς οφείλεται σε ισομερισμούς trans cis, οι οποίοι συμβαίνουν κατά τα διάφορα στάδια παραλαβής της ουσίας από φυτικά προϊόντα και καθαρισμού της. Τυπικά cis-λυκοπένια δείχνονται στο επόμενο σχήμα:

Σύγκριση της δομής του όλα-trans-λυκοπενίου (στο κέντρο) και τεσσάρων μονοϊσομερών του (5-cis, 9-cis, 13-cis, 15-cis) και ενός πολυισομερούς του (7,9,7',9'-cis).

Το 2001, ο Chasse και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν μια ab initio υπολογιστική μελέτη της σχετικής σταθερότητας των διάφορων γεωμετρικών μονοϊσομερών του λυκοπενίου και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ενεργειακώς σταθερότερο (κατά τι) είναι το 5-cis-λυκοπένιο και όχι το όλα-trans [Αναφ. 3]. Σύμφωνα με τη μελέτη αυτή το ενεργειακό περιεχόμενο και η σταθερότητα των γεωμετρικών ισομερών λυκοπενίων (lyc) συνοψίζεται στο επόμενο σχήμα, αν και οι ενεργειακές διαφορές μεταξύ των γεωμετρικών ισομερών του λυκοπενίου είναι μικρές (μέσα σε 1 kcal/mol για τα 4 πρώτα και 3 έως 5 kcal/mol για τα επόμενα):

Τα cis-λυκοπένια έχουν χαμηλότερο σημείο τήξεως (το 15-cis τήκεται στους ~105ºC [Αναφ. 1α]) και μεγαλύτερη λιποφιλικότητα σε σχέση με το όλα-trans λυκοπένιο. 'Εχει διαπιστωθεί ότι το λυκοπένιο που βρίσκεται στους λιπαρούς ιστούς και στο αίμα του ανθρώπου είναι κατά πολύ πλουσιότερο σε cis-μορφές και κυρίως σε 5-cis-λυκοπένιο, το οποίο έχει δειχθεί ότι διαθέτει και τις ισχυρότερες αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Για τον ίδιο λόγο, η βιοδιαθεσιμότητα του λυκοπενίου από επεξεργασμένα προϊόντα τομάτας είναι σημαντικά μεγαλύτερη σε σχέση με τη βιοδιαθεσιμότητά του από την ωμή, ανεπεξέργαστη τομάτα. Αυτό οφείλεται στο ότι μεγάλο ποσοστό του όλα-trans λυκοπενίου μετατρέπεται σε διάφορα cis-λυκοπένια κατά τη θερμική επεξεργασία του τοματοχυμού, αλλά και στην απόσπαση του λυκοπενίου από τις φυτικές μεμβράνες.

Ο ισομερισμός cis/trans και η όραση Στο σημείο αυτό αξίζει να τονιστεί ότι ο φωτοευαίσθητος ισομερισμός cis /trans υπό την επίδραση φωτονίων στο μόριο της ρετινάλης και ειδικά στον διπλό δεσμό του C11 του μορίου της διαδραματίζει βασικό ρόλο στη χημεία της όρασης εμπλεκόμενος στον ονομαζόμενο κύκλο των ρετινοειδών (retinoid cycle). Ουσιαστικά ο ισομερισμός cis /trans αποτελεί τη βασική φωτοαντίδραση που δημιουργεί το οπτικό ερέθισμα μέσω ενός πολύπλοκου μηχανισμού αλληλουχίας ταχύτατων χημικών αντιδράσεων στον οποίο εμπλέκονται ειδικές πρωτεΐνες και πλήθος ενδιάμεσων προϊόντων. Περισσότερες λεπτομέρειες για την πολύπλοκη αλλά εξαιρετικώς ενδιαφέρουσα χημεία και βιολογία της όρασης μπορούν να αναζητηθούν στο σχετικά πρόσφατο και εξαιρετικό άρθρο ανασκόπησης του Palczewski [Αναφ. 4στ].

 

Ορισμένα φασματικά χαρακτηριστικά των πολυενίων [Αναφ. 5] Σε ένα συζυγιακό σύστημα διπλών δεσμών (conjugated double bonds) όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των διπλών δεσμών, τόσο μειώνεται η ενέργεια που χωρίζει τα δεσμικά και αντιδεσμικά μοριακά π-τροχιακά τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι ενεργειακώς ευνοϊκότερες ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις π π* να μπορούν να προκληθούν από φωτόνια μικρότερης ενέργειας και επομένως το μόριο μπορεί να απορροφήσει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεγαλύτερου μήκους κύματος. Στον επόμενο πίνακα παρέχονται τα μήκη κύματος μέγιστης απορρόφησης για αντιπροσωπευτικά αλκένια και πολυένια. Είναι προφανής η μετατόπιση αυτών των μεγίστων προς μεγαλύτερα μήκη κύματος, όσο αυξάνεται ο αριθμός των διπλών δεσμών (βαθυχρωμική μετατόπιση)  [Αναφ. 5β]. * Η τιμή λmax αντιστοιχεί στη μετάπτωση π π* που παρέχει    την κορυφή απορρόφησης με το μεγαλύτερο μήκος κύματος Για κάθε επιπλέον συζυγιακό διπλό δεσμό το μέγιστο της απορρόφησης μετατοπίζεται κατά περίπου 30 nm προς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος και συγχρόνως ο γραμμομοριακός συντελεστής απορρόφησης (ε) σχεδόν διπλασιάζεται. 'Οσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα μιας μετάπτωσης, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ε στο αντίστοιχο μήκος κύματος. 'Ετσι, ενώ η μετάπτωση n π* απαιτεί φωτόνια ακόμη μικρότερης ενέργειας σε σχέση με τη μετάπτωση π π* (βλ. σχήμα ηλεκτρονιακών μεταπτώσεων), δεν προκαλεί την εμφάνιση μιας κορυφής σε ακόμη μεγαλύτερα μήκη κύματος, επειδή έχει περίπου 1000 φορές μικρότερη πιθανότητα να συμβεί σε σχέση με τη δεύτερη.   Ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις μεταξύ μοριακών τροχιακών που δημιουργούν το φάσμα μιας οργανικής ένωσης στην υπεριώδη και ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος   Χαρακτηριστική μετατόπιση των κορυφών απορρόφησης πολυενίων με την αύξηση του αριθμού των συζυγιακών δεσμών. Για ένα πολυένιο με 5 ή 6 συζυγιακούς διπλούς δεσμούς οι υπώρειες των κορυφών απορρόφησης αναμένεται να διεισδύσουν σε κάποιο βαθμό στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (400-800 nm) αποκόπτοντας κλάσμα της ιώδους και κυανής συστατικής ακτινοβολίας του λευκού φωτός. Το αναμενόμενο αποτέλεσμα είναι το πολυένιο αυτό να εμφανίζει ένα υποκίτρινο χρώμα (συμπληρωματικό χρώμα). Στα πολυένια με επιπλέον συζυγιακούς δεσμούς η διείσδυση των κορυφών απορρόφηση στην ορατή περιοχή αυξάνεται, οπότε το χρώμα αυτό γίνεται εντονότερο και μετατοπίζεται προς το πορτοκαλί ή ερυθρό. Στην περίπτωση των καροτενοειδών οι συζυγιακοί διπλοί δεσμοί φθάνουν τους 10 έως και 13 με αποτέλεσμα την πλήρη διείσδυση των κορυφών απορρόφησής τους στην ορατή περιοχή. Εξαιτίας των συζυγιακών διπλών δεσμών όλα τα καροτενοειδή παρουσιάζουν εντονότατο κίτρινο, πορτοκαλί έως και ερυθρό χρώμα.

 

Αριστερά: Φάσμα απορρόφησης διαλύματος λυκοπενίου. Mε βάση τον γραμμομοριακό συντελεστή απορρόφησης ε = 1,72x105 (στα 502 nm) το φάσμα αυτό αφορά διάλυμα λυκοπενίου περίπου 9x10-6 M (ή 5 ppm) για κυψελίδα με οπτική διαδρομή d = 1 cm. Δεξιά: Διάλυμα λυκοπενίου σε οργανικό διαλύτη.

Προσδιορισμός λυκοπενίου σε φυτικά προϊόντα [Αναφ. 6]

Το λυκοπένιο διαθέτει τη χρωμοφόρο ομάδα του μεγάλου συζυγιακού συστήματος διπλών δεσμών (11 διπλοί δεσμοί) γιαυτό και εμφανίζει τόσο έντονο ερυθρό χρώμα. Αραιά διαλύματα λυκοπενίου σε έλαια έχουν ένα περισσότερο πορτοκαλί παρά ερυθρό χρώμα, όπως είναι γνωστό από τις σάλτσες που προκύπτουν κατά τη θέρμανση ελαίων με τοματοπολτό. Κατά την οξείδωση του λυκοπενίου παύει να υφίσταται το συζυγιακό σύστημα των διπλών δεσμών στην αρχική του έκταση και το χρώμα του λυκοπενίου εξασθενίζει ή χάνεται.

Ο ιδιαίτερα μεγάλος γραμμομοριακός συντελεστής απορρόφησης (ε) του λυκοπενίου επιτρέπει τον φασματοφωτομετρικό προσδιορισμό σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις χωρίς να χρειάζεται κάποιο χρωμογόνο αντιδραστήριο.

Με ε = 172.000 M^-1cm^-1 (στα 503 nm) [Αναφ. 1δ], θεωρώντας ως κατώτερο όριο μετρούμενης απορρόφησης (Α = εbC) με ένα κοινό φασματοφωτόμετρο την τιμή 0,010 και κυψελίδα οπτικής διαδρομής b = 1,00 cm, το κατώτερο όριο μέτρησης υπολογίζεται στην τιμή (περίπου) 6x10^-8 M (ή 0,03 mg/L).

Στο σχήμα αριστερά παρέχεται το φάσμα απορρόφησης του λυκοπενίου, όπως και το χρώμα διαλύματός του σε οργανικό διαλύτη. Για τον φωτομετρικό προσδιορισμό του λυκοπενίου, συνήθως προτιμάται η κορυφή που εμφανίζεται στα 503 nm σε σχέση με την κορυφή κάπως εντονότερης απορρόφησης στα 471 nm για να περιοριστεί η συνεισφορά στη μετρούμενη απορρόφηση άλλων καροτενοειδών, που απορροφούν σε μικρότερα μήκη κύματος (διαλύματα με χρώμα κίτρινο-πορτοκαλί).

Οι μετρήσεις του λυκοπενίου σε φυτικά προϊόντα ή προϊόντα επεξεργασίας τους (τοματοχυμοί, τοματοπολτοί κ.α.) είναι μια σχετικά απλή διαδικασία η οποία σε πολλά πανεπιστήμια πραγματοποιείται ως άσκηση φοιτητών στα πλαίσια της Χημείας Τροφίμων και Φυσικών Προϊόντων [Αναφ. 6ζ].

Ο προσδιορισμός ξεκινά με εκχύλιση του προϊόντος (συνήθως με μίγμα ακετόνης-πετρελαϊκού αιθέρα 1:1) με έντονη ανάμιξη του προϊόντος με τον διαλύτη (π.χ. σε μίξερ). Η όλη διαδικασία (εκχύλιση, καθαρισμός, παρασκευή προτύπων, μετρήσεις) πρέπει να πραγματοποιείται σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού και ιδανικά τα διαλύματα βρίσκονται κάτω από αδρανή ατμόσφαιρα για να αποφευχθεί η οξείδωση του λυκοπενίου. Ακόμη, πρέπει να αποφεύγονται οι υψηλές θερμοκρασίες και η ανάλυση να πραγματοποιείται στο συντομότερο δυνατό διάστημα.

Ακολουθεί έκπλυση της οργανικής φάσης με νερό που απομακρύνει την υδατοδιαλυτή ακετόνη και ακολουθεί συμπύκνωση της οργανικής φάσης (πετρελαϊκού αιθέρα) στον επιθυμητό βαθμό. Συνήθως, επειδή το εκχύλισμα του προϊόντος περιέχει και άλλα καροτενοειδή, μπορεί να απαιτηθεί προηγούμενος καθαρισμός με χρωματογραφία στήλης. Μια στήλη αλουμίνας (Al2O3) θα κατακρατήσει εντονότερα το λυκοπένιο με τους 13 συνολικά διπλούς δεσμούς, σε σχέση με τα καροτένια με 11 ή 12 διπλούς δεσμούς.

Ο φωτομετρικός προσδιορισμός εξασφαλίζει τη μέτρηση του ολικού λυκοπενίου του προϊόντος (όλα-trans + cis-λυκοπένια). Ο προσδιορισμός των επιμέρους μορφών λυκοπενίου μπορεί να επιτευχθεί μόνο με υγροχρωματογραφική ανάλυση (HPLC). Στον πίνακα δεξιά δείχνονται τυπικές περιεκτικότητες διάφορων φυτικών προϊόντων και προϊόντων επεξεργασίας τους σε λυκοπένιο. Από τις αναφερόμενες τιμές μπορεί να υπολογισθεί ότι μια ωμή τομάτα τυπικού βάρους 150-200 g παρέχει από 1 έως 8 mg λυκοπενίου, ενώ ένα ποτήρι τοματοχυμού (200 mL) από 10 έως 20 mg λυκοπενίου. Στη βιβλιογραφία δίνονται πολλοί παρόμοιοι πίνακες με παραπλήσιες τιμές περιεκτικοτήτων σε λυκοπένιο. Στον πίνακα που ακολουθεί παρέχονται τυπικές επί τοις εκατό περιεκτικότητες σε trans- και διάφορες cis-μορφές του λυκοπενίου διαφόρων πηγών [Αναφ. 1γ].

Αριστερά: H παραλαβή λυκοπενίου από κατεστραμμένες σοδειές τομάτας έχει προταθεί ως εναλλακτική οικονομική λύση [πηγή]. Μέσον: Εκχύλισμα λυκοπενίου και άλλων καροτενοειδών [πηγή]. Δεξιά: Η γόνιμη κεφαλή του μύκητα Blakeslea trispora [πηγή].

Παραγωγή λυκοπενίου

Το λυκοπένιο χρησιμοποιείται ευρύτατα ως χρωστική τροφίμων (Ε160d, κατηγορία Ε100-Ε199: χρωστικές ύλες) και θεωρείται γενικώς ως ασφαλές πρόσθετο (GRAS: generally recognised as safe) [Αναφ. 7α]. Παράγεται σε βιομηχανική κλίμακα με τρεις διαφορετικούς τρόπους: α) Με παραλαβή από τομάτες (η μόνη επιτρεπόμενη φυσική πηγή λυκοπενίου [Αναφ. 2ε]), β) ως προϊόν ζύμωσης ειδικών μικροοργανισμών και γ) με χημική σύνθεση.

Παραγωγή από τομάτες. Η περιεκτικότητα της τομάτας σε λυκοπένιο κυμαίνεται από 70 μέχρι 130 mg/kg και εξαρτάται από την ποικιλία, γεωγραφική τοποθεσία, κλιματικές συνθήκες, τρόπο καλλιέργειας και το βαθμό ωρίμανσης. Για την παραγωγή λυκοπενίου χρησιμοποιείται ώριμη τομάτα ειδικής ποικιλίας ιδιαίτερα πλούσιας σε λυκοπένιο (150 έως 250 mg/kg). Η εκχύλιση πραγματοποιείται με οξικό αιθυλεστέρα και το εκχύλισμα μετά την απομάκρυνση του πτητικού διαλύτη έχει τη μορφή σκοτεινόχρωμου ερυθρού κάπως παχύρρευστου υγρού, διαλυτού σε οξικό αιθυλεστέρα και n-εξάνιο, λιγότερο διαλυτού σε ακετόνη ή αιθανόλη και αδιάλυτου στο νερό.

Η περιεκτικότητα του εκχυλίσματος σε λυκοπένιο κυμαίνεται από 5% έως 15% και σε διάφορα φυτικά (σαπωνοποιήσιμα συστατικά) έλαια από 70% έως 75% και κηρούς από 5% έως 8%. Επίσης περιέχει μικρότερες ποσότητες άλλων καροτενοειδών (φυτοένιο, φυτοφλουένιο, β-καροτένιο), στερόλες και τοκοφερόλες. Το εκχύλισμα αυτό χρησιμοποιείται ως χρωστική τροφίμων ως έχει [Αναφ. 7β].

Η παραλαβή λυκοπενίου από κατεστραμμένες και ακατάλληλες για κατανάλωση σοδειές τομάτας έχει προταθεί ως εναλλακτική λύση για τη μείωση της ζημιάς. Σε έκθεση του Πανεπιστημίου της Florida του 2004 αναφερόταν αυξημένη ζήτηση λυκοπενίου που δεν καλυπτόταν από την προσφορά και τιμή του καθαρού λυκοπενίου 2.500 US $/kg [Αναφ. 7στ].

Παραγωγή με ζύμωση καλλιέργειας μικροοργανισμών. Λυκοπένιο λαμβάνεται με βιοτεχνολογικές μεθόδους με ζύμωση καλλιέργειας (στελεχών + και -) του μη παθογόνου μύκητα Blakeslea trispora (ή Phycomyces blakesleeanus) που χρησιμοποιείται και για την παραγωγή καροτενίων με παρόμοιο τρόπο. Το λυκοπένιο είναι ενδιάμεσο της βιοσύνθεσης των καροτενίων και η ζύμωση διακόπτεται σε στάδιο πριν από την παραγωγή των β- και γ-καροτενίων. Τη ζύμωση ακολουθεί εκχύλιση της βιομάζας, καθαρισμός, κρυστάλλωση και διήθηση. Ως εκχυλιστικά μέσα χρησιμοποιούνται η ισοπροπανόλη και ο οξικός ισοβουτυλεστέρας και η όλη διαδικασία πραγματοποιείται απουσία φωτός και σε αδρανή ατμόσφαιρα και παρουσία τοκοφερολών για να περιοριστεί η οξείδωση του λυκοπενίου [Αναφ. 7γ]. Η χημεία της βιοσύνθεσης του λυκοπενίου έχει μελετηθεί διεξοδικά και έχουν προταθεί τρόποι βελτίωσης της απόδοσης της όλης διεργασίας [Αναφ 7ζ, 7η].

Συνθετικό λυκοπένιο. Το συνθετικό λυκοπένιο παράγεται ως ενδιάμεσο της πορείας σύνθεσης άλλων καροτενοειδών που χρησιμοποιούνται στα τρόφιμα. Μια από τις συνθετικές διαδικασίες βασίζεται στην αντίδραση Witting (αντίδραση σχηματισμού ολεφίνης με αντίδραση καρβονυλικής ένωσης και υλιδίου του τριφαινυλοφωσφωνίου) [Αναφ. 1γ, 7δ]. Η εταιρία BASF προσφέρει στο εμπόριο το σκεύασμα με την ονομασία LycoVit το οποίο ως βάση έχει το συνθετικό λυκοπένιο.

Αντίδραση ολεφίνωσης καρβονυλικών ενώσεων (αντίδραση Witting).

Σύντομη ιστορία της τομάτας [Αναφ. 8] Η τομάτα είναι φυτό ιθαγενές της Νότιας και της Κεντρικής Αμερικής. Το 1519, oι Ισπανοί κατακτητές του Μεξικό υπό τον Hernán Cortés (γνωστότερου ως Φερνάντο Κορτέζ) πρωτοαντίκρισαν τομάτες στους ανακτορικούς κήπους του Αζτέκου αυτοκράτορα Moctezuma II και έφεραν σπόρους του φυτού στην Ευρώπη, όπου καλλιεργήθηκε αρχικά ως καλλωπιστικό φυτό. Η κοινή ονομασία της τομάτας προέρχεται από την ονομασία του φυτού tomatl στη γλώσσα των Αζτέκων. Ο Γάλλος βοτανολόγος Joseph Pitton de Tournefort (1656-1708) έδωσε στο φυτό το λατινικό όνομα Lycopersicon esculentum, το οποίο μεταφράζεται ως "ροδάκινο του λύκου". "Ροδάκινο" για τους στρογγυλούς, χυμώδεις και εύγευστους καρπούς του και "λύκος" επειδή εσφαλμένα θεώρησε τους καρπούς του δηλητηριώδεις, συγχέοντας το φυτό αυτό με ένα παρόμοιο που ανέφερε ο Γαληνός πως χρησιμοποιούσαν για να δηλητηριάζει του λύκους. Κερασόμορφη ποικιλία του Lycopersicon esculentum Η καχυποψία των Ευρωπαίων απέναντι στις τομάτες οφειλόταν στην ομοιότητα της τοματιάς με το φυτό Atropa belladonna (Μπελαντόνα) που ανήκει στην ίδια οικογένεια των σολανιδών (solanaceae). Πράγματι, τα φύλλα της τοματιάς περιέχουν το τοξικό για τον άνθρωπο και τα ζώα γλυκοαλκαλοειδές σολανίνη (solanine), το οποίο συναντάται και στα φύλλα της πατάτας και του καπνού. Οι πρώτες ποικιλίες τομάτας καλλιεργήθηκαν στην Ευρώπη (κυρίως στην Ιταλία) και είχαν μικρούς και κίτρινους καρπούς και για τον λόγο αυτό στα ιταλικά η τομάτα ονομάζεται pomo d' oro (χρυσό μήλο). Η κατανάλωση της τομάτας φαίνεται πως άρχισε μόλις κατά τα τέλη του 17ου αιώνα (οι πρώτες συνταγές όπου γίνεται χρήση της τομάτας εκδόθηκαν στη Νεάπολη το 1692). Στην Ελλάδα η τομάτα ήρθε για πρώτη φορά από έναν Καπουτσίνο μοναχό ενός μοναστηριού στην Αθήνα, το 1818. Η κατανάλωσή της καθιερώθηκε μαζί με την κατανάλωση της πατάτας αμέσως μετά την απελευθέρωση και ίδρυση του Ελληνικού κράτους και σύντομα αποτέλεσε σημαντικό στοιχείο της διατροφής του 'Ελληνα. Η καλλιέργεια της τομάτας προσαρμόστηκε καλά στο θερμό Μεσογειακό κλίμα. Η τομάτα καλλιεργείται πλέον σε θερμοκήπια και έτσι είναι διαθέσιμη για κατανάλωση σε όλη τη διάρκεια του χρόνου. Με βιοτεχνολογικές μεθόδους έχει επιτευχθεί η δημιουργία ανθεκτικών ποικιλιών (υπάρχουν σχεδόν 12 χιλιάδες ποικιλίες) με ωραία εμφάνιση, η οποία ωστόσο σε πολλές περιπτώσεις δεν συμβαδίζει με τη γευστικότητά τους. Εκτός από τις ωμές τομάτες, άλλα γνωστά προϊόντα επεξεργασμένης τομάτας είναι οι τοματοπολτοί συμπυκνωμένοι και μη, τοματοχυμοί, όπως επίσης η αποξηραμένη τομάτα και η τομάτα σε μορφή σκόνης. Πρέπει να σημειωθεί ότι η τομάτα από βοτανολογική άποψη είναι φρούτο (καρπός), ωστόσο από εμπορευματολογική και νομική άποψη κατατάσσεται στα λαχανικά. Η τομάτα αποτελεί μια εύγευστη και εξαιρετική πηγή βιταμίνης Α, βιταμίνης C, βιταμίνης Κ, καλίου και μαγγανίου. Είναι επίσης πλούσια σε βιταμίνη Ε (α-τοκοφερόλη), βιταμίνες Β (θειαμίνη, νιασίνη, φυλλικό οξύ, μαγνήσιο, φωσφόρο, χαλκό), όπως επίσης και σε β-καροτένιο. Το κόκκινο χρώμα και η ισχυρή αντιοξειδωτική δράση της τομάτας οφείλεται στο λυκοπένιο, η περιεκτικότητα στο οποίο ανάλογα με την ποικιλία κυμαίνεται από 10 έως 40 μg/g. Σε σχέση με την ωμή τομάτα, τα προϊόντα επεξεργασμένη τομάτας διαθέτουν πολύ μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε λυκοπένιο αν και μικρότερη περιεκτικότητα σε βιταμίνες.

Βιοσύνθεση του λυκοπενίου [Αναφ. 9]

Το 3-ισοπεντενυλο-πυροφωσφορικό οξύ (isopentenyl pyrophosphate, IPP) είναι η βασική πρόδρομη ισοπρενοειδής (ή τερπενοειδής) ένωση-δομικός λίθος για τη βιοσύνθεση πλήθους ενώσεων τόσο σε ζωικούς, όσο και σε φυτικούς οργανισμούς, όπως η χοληστερόλη στους πρώτους και τα τερπένια και καροτένια στους δεύτερους. Κάθε μόριο της ένωσης αυτής συνεισφέρει 5 άτομα άνθρακα στον μίσχο και στις πλευρικές ομάδες των καροτενοειδών και για τη βιοσύνθεσή τους απαιτούνται 8 μόρια αυτού του ισοπρενοειδούς.

Η βιοσύνθεση του IPP πραγματοποιείται από δύο διαφορετικές και ανεξάρτητες μεταξύ του διαδρομές: (α) μέσω του μεβαλονικού οξέος (mevalonic acid), προϊόντος συμπύκνωσης του ακετυλο-συνενζύμου Α (acetyl-CoA) και (β) μέσω της αντίδρασης 3-φωσφορικής D-γλυκεραλδεΰδης (glyceraldehyde 3-phosphate) και πυροσταφυλικού οξέος (pyruvic acid), ουσιών καταβολισμού των σακχάρων οι οποίες υπεισέρχονται σε πλήθος βιοχημικών κύκλων.

Το IPP βρίσκεται σε ισορροπία με το ισομερές του 3,3-διμεθυλο-αλλυλο-πυροφωσφορικό οξύ. Τα δύο ισομερή αντιδρούν μεταξύ τους (αντίδραση συμπύκνωσης) παρέχοντας γερανυλο-πυροφωσφορικό οξύ (με 10 άτομα άνθρακα), το οποίο συμπυκνώνεται σε δύο στάδια με ένα μόριο κάθε φορά 3-ισοπεντενυλο-πυροφωσφορικού οξέος παρέχοντας γερανυλο-γερανυλο-πυροφωσφορικό οξύ (με 20 άτομα άνθρακα).

Η αποφασιστική αντίδραση που οδηγεί στη συνέχεια προς τη βιοσύνθεση των καροτενοειδών γίνεται στο σημείο αυτό: Δύο μόρια γερανυλο-γερανυλο-πυροφωσφορικού οξέος συμπυκνώνονται "ουρά-με-ουρά" παρέχοντας τον υδρογονάνθρακα φυτοένιο (15-cis-φυτοένιο). Ακολουθούν στάδια "αποκορεσμού" (απόσπασης υδρογόνων) με αποτέλεσμα τον σχηματισμό του λυκοπενίου. Τα άκρα του λυκοπενίου κυκλοποιούνται παρέχοντας τα α- και β-καροτένια, τα οποία στη συνέχεια με πλέον ειδικές αντιδράσεις παρέχουν μια μεγάλη ποικιλία καροτενοειδών.

Το σύνολο των αντιδράσεων που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση των καροτενοειδών απαιτούν την παρουσία ειδικών ενζύμων, οι σχετικές δραστικότητες των οποίων καθορίζουν στους φυτικούς οργανισμούς τις σχετικές ποσότητες των παραγόμενων καροτενοειδών, όπως και των προϊόντων καταβολισμού τους. Συνοπτικό σχήμα της βιοσύνθεσης παρέχεται στο επόμενο σχήμα.

Συνοπτική παρουσίαση της βιοσύνθεσης του λυκοπενίου.

 
Ευεργετικές επιπτώσεις του λυκοπενίου στην υγεία [Αναφ. 10]

Οι έρευνες για τις φυτοχημικές ουσίες της διατροφής, ιδιαίτερα εκείνες που προσλαμβάνονται από φρούτα και λαχανικά, έχουν ξεκινήσει εδώ και πολλές δεκαετίες. Επειδή τα φυτικής προέλευσης τρόφιμα αποτελούν σημαντικό τμήμα της διατροφής του ανθρώπου συνδυάσθηκαν με βελτιώσεις και ευεργετικά φαινόμενα στην υγεία του ανθρώπου από την κατανάλωση συγκεκριμένων φρούτων και λαχανικών.

Η αναγκαιότητα αντιοξειδωτικών στη διατροφή. Οι αερόβιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν το οξυγόνο για τις ενεργειακές ανάγκες τους μέσω των μιτοχονδριακών μηχανισμών στα κύτταρα. Οι ελεύθερες ρίζες (οξυγονούχες και αζωτούχες) και οι οξυγονούχες δραστικές ενώσεις (ROS, Η2Ο2, Ο3, ΝΟ) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον μεταβολισμό των τροφών και στην κυτταρική λειτουργία των περισσότερων βιοχημικών συστατικών και ενζυμικών συστημάτων. Ωστόσο, το οξυγόνο και οι ROS (reactive oxygen species) είναι ισχυρές οξειδωτικές χημικές ενώσεις και εάν δεν ρυθμισθεί η μεταβολική τους πορεία μπορούν να προκαλέσουν οξειδωτικές βλάβες σε πρωτεΐνες, λιπίδια μεμβρανών και νουκλεϊκά οξέα (DNA, RNA, mtDNA), οι οποίες με τη σειρά τους οδηγούν σε δυσλειτουργίες, φλεγμονές, ενζυμικές ανωμαλίες, νοσηρότητα, γήρανση και άλλα δυσμενή κλινικά φαινόμενα.

Οι έρευνες δείχνουν ότι διατροφή πλούσια σε αντιοξειδωτικές ουσίες περιορίζει της επιβλαβείς δράσεις των ROS και μειώνει τις πρόωρες βιολογικές και κλινικές παθογόνες διεργασίες. Οι αερόβιοι οργανισμοί παραλαμβάνουν από τη διατροφή τους μεγάλη ποικιλία αντιοξειδωτικών ουσιών, όπως είναι η βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ), η βιταμίνη Ε (βλ. Χημική ένωση του μήνα: α-Τοκοφερόλη), τα φλαβονοειδή, τα ρετινοειδή, οι πολυφαινόλες (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Ρεσβερατρόλη), ιχνοστοιχεία όπως το σελήνιο, αντιοξειδωτικά ένζυμα, κ.α. Με κυκλοφορία των ενώσεων αυτό στο αίμα και την είσοδό τους στα κυτταρικά υγρά εξουδετερώνουν οξειδωτικούς μεταβολίτες (ελεύθερες ρίζες, ROS, κ.λπ.) και μετριάζουν σε σημαντικό βαθμό οξειδωτικές βλάβες.

Το λυκοπένιο ως αντιοξειδωτικό. Μελέτες in vitro έδειξαν ότι το λυκοπένιο εξουδετερώνει τις οξυγονούχες ελεύθερες ρίζες, όπως η ρίζα υδροξυλίου (ΗΟ·), το υπεροξειδικό ανιόν (Ο2·-), τα υπεροξείδια (RO-Ο·), το μονήρες οξυγόνο (singlet oxygen) και διαθέτει μεγαλύτερη αντιοξειδωτική δράση από τη βιταμίνη Ε (τοκοφερόλες) και τη γλουταθειόνη. Με βάση αυτές τις έρευνες, έχουν διεξαχθεί πολυάριθμες in vivo (πειραματόζωα, συνήθως μύες και επίμυες) και επιδημιολογικές και κλινικές έρευνες σε μεγάλο αριθμό εθελοντών.

Οι επιδημιολογικές διατροφικές έρευνες διεξάγονται με μεγάλο αριθμό ατόμων (εθελοντές, παρακολούθηση των διατροφικών συνηθειών με ερωτηματολόγια, προσωπικές συνεντεύξεις και κλινικές αναλύσεις βιοδεικτών). Το λυκοπένιο, όπως και άλλες φυτοχημικές ουσίες, αποτέλεσαν αντικείμενο πολυάριθμων ερευνών τις τελευταίες δεκαετίες.

Οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του λυκοπενίου είναι οι κυρίως υπεύθυνες για τη βιοπροστατευτική δραστικότητά του, ωστόσο έχουν αρχίσει να συσσωρεύονται ενδείξεις ότι το λυκοπένιο (και ειδικότερα τα προϊόντα οξείδωσής του) εμπλέκεται και σε άλλους μηχανισμούς, όπως η διακυτταρική επικοινωνία, η εμπλοκή του σε μηχανισμούς του ορμονικού και ανοσολογικού συστήματος και σε διάφορους μεταβολικούς μηχανισμούς.

Οι επιδημιολογικές διατροφικές έρευνες διεξάγονται με μεγάλο αριθμό ατόμων (εθελοντές, παρακολούθηση των διατροφικών συνηθειών με ερωτηματολόγια, προσωπικές συνεντεύξεις και κλινικές αναλύσεις βιοδεικτών). Το λυκοπένιο, όπως και άλλες φυτοχημικές ουσίες, αποτέλεσαν αντικείμενο πολυάριθμων ερευνών τις τελευταίες δεκαετίες. Στην Ελλάδα υπάρχουν σημαντικές σχολές επιδημιολόγων που έχουν επικεντρωθεί σε τέτοιες μελέτες και συνεργάζονται με αντίστοιχες σχολές επιδημιολογίας άλλων χωρών σε διεθνή προγράμματα.

Τις τελευταίες δεκαετίες, η επιστημονική κοινότητα έχει αναγνωρίσει, μέσα από πληθώρα κλινικών και επιδημιολογικών μελετών, τον σημαντικό ρόλο της Μεσογειακής Διατροφής, τόσο στην πρόληψη όσο και στην έκβαση πολύπλοκων ασθενειών, όπως οι καρδιοαγγειακές παθήσεις και οι κακοήθεις νεοπλασίες. Η Μεσογειακή Διατροφή, με τα άφθονα θρεπτικά της συστατικά με αντιοξειδωτική δράση, τη σωστή αναλογία γευμάτων και το άφθονο ελαιόλαδο δεν σταματά να αποτελεί πηγή κλινικών μελετών παρέμβασης (intervention studies). [Σημείωση: Οι μελέτες παρέμβασης διαφέρουν από τις μελέτες παρατήρησης κατά το ότι ο ερευνητής είναι εκείνος που καθορίζει τον βαθμό έκθεσης σε μια ουσία ή σε ένα είδος διατροφής].

Βιοδιαθεσιμότητα του λυκοπενίου. Tο λυκοπένιο στην τομάτα και άλλα λαχανικά και φρούτα είναι εγκλωβισμένο στους φυτικούς ιστούς, γεγονός που μειώνει σημαντικά τη βιοδιαθεσιμότητά του (bioavailability), δηλαδή τη μεταφορά του στην κυκλοφορία του αίματος. 'Ετσι, η βιοδιαθεσιμότητα του λυκοπενίου από επεξεργασμένα ή μαγειρεμένα προϊόντα τομάτας είναι μεγαλύτερη σε σχέση με εκείνη του νωπού προϊόντος. Αυτό οφείλεται στους εξής λόγους:

(α) Η θέρμανση αποσπά το λυκοπένιο από το πλέγμα των φυτικών ιστών του τροφίμου.

(β) Το λυκοπένιο μετατρέπεται από την όλα-trans στερεοχημική δομή, με την οποία βρίσκεται στα νωπά φρούτα και λαχανικά, σε cis-ισομερείς μορφές, οι οποίες φαίνεται πως απορροφούνται ευκολότερα. Ωστόσο, απομένει να διευκρινισθεί εάν οι cis-ισομερείς δομές είναι βιολογικώς δραστικότερες. Επίσης η κατανάλωση διαιτητικού λίπους π.χ. ελαιόλαδο, με τρόφιμα που περιέχουν λυκοπένιο, αυξάνει την απορρόφηση του λυκοπενίου λόγω της λιποδιαλυτότητάς του. Επιπλέον, η απορρόφηση του λυκοπενίου ενισχύεται όταν η τομάτα και τα προϊόντα τομάτας καταναλώνονται με τη φλούδα.

Επιδημιολογικές μελέτες για το λυκοπένιο και άλλα καροτενοειδή. Ως μία από τις ισχυρότερες αντιοξειδωτικές φυτοχημικές ουσίες, το λυκοπένιο θεωρείται από επιστημονικές έρευνες ότι μειώνει τον κίνδυνο καρκινογένεσης και αθηρωμάτωσης, προστατεύοντας σημαντικά μόρια του οργανισμού όπως τα λίπη, τη χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνη (low-density lipoprotein, LDL), τις πρωτεΐνες και τo DNA από επικίνδυνες και χρόνιες οξειδώσεις.

Υπάρχουν πολυάριθμες έρευνες για το λυκοπένιο. Μετα-ανάλυση 21 ερευνών (από το 1966 έως το 2003) που δημοσιεύθηκε το 2004 στο περιοδικό Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention επιβεβαιώνει ότι η κατανάλωση τομάτας κυρίως μαγειρεμένης ή επεξεργασμένης, προστατεύει από τον καρκίνο του προστάτη. Σε άνδρες που κατανάλωναν κυρίως ωμές τομάτες, ο κίνδυνος για καρκίνο του προστάτη μειώθηκε κατά 11%, ενώ για εκείνους που κατανάλωναν κυρίως μαγειρεμένες ή επεξεργασμένα προϊόντα τομάτας ο κίνδυνος μειώθηκε κατά 19%.

Προοπτικές μελέτες (prospective studies) με δίαιτες που ήταν πλούσιες σε λυκοπένιο συνδέονταν με μείωση του κινδύνου εμφάνισης καρκίνου του προστάτη, ιδιαίτερα σε πιο επιθετικές μορφές. Προοπτική μελέτη πραγματοποιήθηκε σε 47.000 εργαζόμενους στον κλάδο της υγείας, που ήταν υπό παρακολούθηση επί 8 χρόνια. Εκείνοι που ακολουθούσαν δίαιτα με υψηλότερη πρόσληψη λυκοπενίου έδειξαν να έχουν χαμηλότερο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του προστάτη, κατά 21% [Αναφ. 10]. [Σημείωση: Μια προοπτική μελέτη ξεκινά στον παρόντα χρόνο και τα αποτελέσματά της παρακολουθούνται στη συνέχεια, σε αντίθεση με μια αναδρομική μελέτη (retrospective study) η οποία παρατηρεί σε παρόντα χρόνο τα αποτελέσματα και εξετάζει τι τα προκάλεσε κατά το παρελθόν].

Σε προοπτική μελέτη Αμερικανών ιατρών, διαπιστώθηκε ότι τα άτομα με τα υψηλότερα επίπεδα λυκοπενίου στο πλάσμα είχαν σημαντικά χαμηλότερο κίνδυνο ανάπτυξης επιθετικού καρκίνου του προστάτη. Ωστόσο, σε μία άλλη προοπτική μελέτη περισσότερων από 58.000 Ολλανδών, η πρόσληψη λυκοπενίου δεν συσχετίστηκε με τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του προστάτη.

Ενώ υπάρχει σημαντικό επιστημονικό ενδιαφέρον για την πιθανή δράση του λυκοπενίου στη βοήθεια πρόληψης του καρκίνου του προστάτη, δεν είναι ακόμα σαφές αν η μείωση του κινδύνου καρκίνου του προστάτη, που εμφανίζεται σε ορισμένες επιδημιολογικές μελέτες σχετίζεται με το ίδιο το λυκοπένιο μόνο ή και με άλλες ενώσεις στις τομάτες ή και με άλλους παράγοντες που σχετίζονται με μια πλούσια σε χρήσιμα συστατικά διατροφή [Αναφ. 10δ, 11ε]. Για παράδειγμα, οι τομάτες περιέχουν το γλυκαλκαλοειδές τοματίνη (tomatine), μια κυτταροτοξική ουσία που καταστρέφει τα καρκινικά κύτταρα, χωρίς όμως να αφήνει άθικτα τα υγιή κύτταρα, μια ουσία η οποία προσβάλλει τα επιθηλιακά κύτταρα οισοφάγου και στομάχου και ευθύνεται για το αίσθημα οπισθοστερνικού καύσου (καούρα, κάψιμο), που προκαλεί η υπερβολική κατανάλωση τομάτας και προϊόντων της.

Μέχρι σήμερα, τα αποτελέσματα των βραχυπρόθεσμων διατροφικών μελετών παρέμβασης με τη χρήση του λυκοπενίου σε ασθενείς με καρκίνο του προστάτη, έχουν δώσει αρκετά θετικά αποτελέσματα και η δράση ή η συνέργεια του λυκοπενίου με άλλες διαιτητικές πηγές είναι ενδιαφέρουσα και πολλά υποσχόμενη. Ωστόσο, η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα της μακροχρόνιας χρήσης συμπληρωμάτων λυκοπενίου για την πρόληψη του καρκίνου του προστάτη δεν είναι γνωστή.

Σύμφωνα με μια ανάλυση των εμπειρογνωμόνων της Παγκόσμιας Ομοσπονδίας 'Ερευνας για τον Καρκίνο (WCRF), υπάρχουν επαρκή στοιχεία, για τις προστατευτικές επιδράσεις του διαιτητικού λυκοπένιου και ειδικότερα του λυκοπενίου που περιέχεται στην τομάτα και στα παράγωγά της για τον καρκίνο του προστάτη. Η θετική αυτή επίδραση αυξάνεται με τη δόση και το λυκοπένιο απορροφάται καλύτερα όταν τα τρόφιμα είναι μαγειρεμένα και τεμαχισμένα. Επιπλέον, το λυκοπένιο ως εξαιρετικά λιπόφιλη ένωση απαιτεί κάποιο λιπαρό φορέα (λάδι) για να αποσπασθεί από τους φυτικούς ιστούς και να απορροφηθεί από τον οργανισμό, συνεπώς η βιοδιαθεσιμότητά του είναι μεγαλύτερη από μαγειρεμένη τομάτα ή σάλτσα (κ.λπ.) με κάποιο λιπαρό τρόφιμο.

Στο εμπόριο κυκλοφορεί πλήθος διατροφικών συμπληρωμάτων λυκοπενίου. Ωστόσο, θα πρέπει να τονιστεί με ιδιαίτερη έμφαση ότι κανένα διατροφικό συμπλήρωμα δεν μπορεί
να υποκαταστήσει μια σωστή και ισορροπημένη δίαιτα και πιθανότατα είναι προτιμότερη η πρόσληψη λυκοπενίου από τις φυσικές πηγές του.

Ενδεικτικά ερευνητικά συμπεράσματα. Τα τελευταία 20 χρόνια έχει διεξαχθεί πλήθος ερευνών και έχουν δημοσιευθεί πολλές ανασκοπήσεις πάνω στην ύπαρξη ή όχι ευεργετικών επιπτώσεων στην υγεία από την πρόσληψη λυκοπενίου με τη διατροφή. Ωστόσο, τα αποτελέσματα είναι αντιφατικά και αβέβαια και πολλές έρευνες υποδεικνύουν την ανάγκη επιπλέον ερευνών(!). Ενδεικτικές δημοσιεύσεις καταλήγουν στα εξής συμπεράσματα:

- "Αν και όχι οριστικό, τα διαθέσιμα δεδομένα υποδεικνύουν ότι αυξημένη κατανάλωση τομάτας και προϊόντων της μπορεί να είναι συνετή επιλογή" [Αναφ. 11β].

- "... [υπάρχουν] αρκετές ενδείξεις για να συσταθεί σε ασθενείς [που πάσχουν από καρκίνο του προστάτη] μια δίαιτα πλούσια σε σε λαχανικά και φρούτα, μέρος της οποίας πρέπει σίγουρα να είναι οι τομάτες και τα προϊόντα τομάτας... Είναι κάπως πρόωρο να συσταθεί η λήψη συμπληρωμάτων λυκοπενίου" [Αναφ. 11γ].

- "Προς το παρόν υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις για τον ρόλο του λυκοπενίου στη στεφανιαία νόσο. Αν και ο κύριος μηχανισμός δράσης είναι οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του λυκοπενίου, πιθανώς υπεύθυνοι είναι και άλλοι μηχανισμοί... Απαραίτητες επιπλέον μελέτες" [Αναφ. 11δ].

- "Η κατανάλωση σκόνης τομάτας και όχι λυκοπενίου παρεμπόδισε την καρκινογένεση προστάτη, γεγονός που υποδεικνύει ότι τα προϊόντα τομάτας περιέχουν επιπλέον συστατικά (πέραν του λυκοπενίου) που τροποποιούν την καρκινογένεση προστάτη. Η δίαιτα μειώνει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του προστάτη. Τα φυτοχημικά και η δίαιτα μπορεί να δρουν με διαφορετικούς μηχανισμούς" [Αναφ. 11ε].

- "Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι τα προϊόντα τομάτας μπορεί να παίζουν κάποιο ρόλο στην πρόληψη του καρκίνου του προστάτη. Ωστόσο, η δράση τους είναι μέτρια και περιορίζεται σε περιπτώσεις πρόσληψης μεγάλων ποσοτήτων τοματών. Απαιτείται επιπλέον έρευνα για τον τύπο και την ποσότητα των προϊόντων τομάτας..." [Αναφ. 11στ].

- "... παρουσιάζονται πειραματικά δεδομένα αυτού του εργαστηρίου και άλλων, τα οποία στηρίζουν την υπόθεση ότι η ολόκληρη τομάτα (whole tomato) και τα φυτοχημικά συστατικά της μειώνουν τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του προστάτη" [Αναφ. 11ζ].

- "Η κατανάλωση προϊόντων τομάτας σε μεγάλες ποσότητες συνδέεται με μειωμένο κίνδυνο ανάπτυξης γαστρικού καρκίνου. ...απαιτούνται επιπλέον επιβεβαιωτικές μελέτες" [Αναφ. 11η].

- "Συμπερασματικά, ούτε οι μεγαλύτερες ποσότητες λυκοπενίου στη δίαιτα, ούτε τα υψηλότερα επίπεδα λυκοπενίου στο πλάσμα συνδέονται με μείωση του κινδύνου ανάπτυξης καρκίνου του μαστού σε γυναίκες μέσης και μεγαλύτερης ηλικίας" [Αναφ. 11θ].

- "Συνεπή και με άλλες πρόσφατες δημοσιεύσεις, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το λυκοπένιο και τα προϊόντα τομάτας δεν είναι αποτελεσματικά για την πρόληψη του καρκίνου του προστάτη" [Αναφ. 11ι].

- "Ωστόσο, κλινικές μελέτες με καλώς ορισμένες πληθυσμιακές ομάδες δεν έδωσαν κάποια ξεκάθαρη ένδειξη ότι το λυκοπένιο προλαμβάνει καρδιαγγειακές νόσους" [Αναφ. 11ια].

- "Τα συμπληρώματα λυκοπενίου δεν είναι τοξικά... Το λυκοπένιο συγκεντρώνεται σε ιστούς του προστάτη και εντοπίζεται στον πυρήνα του. Ενδεχομένως κάποιοι οξυγονούχοι μεταβολίτες του λυκοπενίου παρουσιάζουν χημειοπροστατευτική δράση..." [Αναφ. 11ιβ].

- "Η πλειονότητα των μελετών παρατήρησης δεν υποδεικνύει σημαντική μείωση του κινδύνου ανάπτυξης καρκίνου με αυξημένα επίπεδα πρόσληψης λυκοπενίου και κυκλοφορίας του στο αίμα " [Αναφ. 11ιγ].

- "Η πρόσληψη λυκοπενίου δεν συσχετίζεται με τα εγκεφαλικά επεισόδια. Η παρούσα μελέτη δείχνει μια αντίστροφη συσχέτιση μεταξύ πρόσληψης λυκοπενίου και πιθανότητας εμφάνισης καρδιαγγειακών νοσημάτων" [Αναφ. 11ιδ].

- "Το αν το λυκοπένιο το ίδιο ή οι μεταβολίτες του επάγουν τα ωφελήματά του είναι ακόμη αβέβαιο. Προς το παρόν, η μετα-ανάλυση κλινικών κλινικών μελετών του λυκοπενίου ως προληπτικού μέσου του καρκίνου του προστάτη δεν υποδεικνύει αυτό το καροτενοειδές ως προληπτικό μέσο" [Αναφ. 11ιε].

Στο εμπόριο κυκλοφορεί πλήθος βιβλίων για το ευρύ αναγνωστικό κοινό, αλλά και για την επιστημονική κοινότητα τα οποία αναφέρονται (κυρίως) στις θεραπευτικές ιδιότητες του λυκοπένιου, αλλά και γενικότερα των καροτενοειδών (εξώφυλλα από την amazon.com)

Βιβλιογραφία - Πηγές από το Διαδίκτυο

  1. (α) Merck Index, 12th ed, σελ. 961 (lycopene). (β) Wikipedia: "Lycopene". (γ) Olempska-Beer Ζ: "Lycopene (synthetic): Chemical and Technical Assessment (CTA)", Office of Food Additive Safety, Center for Food Safety and Applied Nutrition U.S. Food and Drug Administration (αρχείο PDF, 128 KB). (δ) Wikipedia: "Lycopene (data page)". (ε) Chemicalize.org: "Lycopene". (στ) Food Standard Agency (UK): "Appendix A: Detailed summary and evaluation of the nutritional information for Lyc-O-Mat", (αρχείο PDF, 94 KB). (στ) Golden Lypres (References, Srudies and Reports): "Lycopene: Introduction to lycopene", June, 2010. (ζ) Ikan R: "Natural Products: A Laboratory Guide", Academic Press, 1991, p. 113 (Google books). (η) Colditz GA, Branch LG, Lipnick RJ, Willett WC, Rosner B, Posner BM, Hennekens CH: "Increased green and yellow vegetable intake and lowered cancer deaths in an elderly population", Am J Clin Nutr 41(1):32-36, 1985 (Abstract). (θ) Leffingwell JC: "LYCOPENE - The Ultimate Phytochemical Nutraceutical?", 2001 (εξαιρετική συλλογή βιβλιογραφίας και δεδομένων).

  2. (α) Wikipedia: "Carotenoids". (β) Wikipedia: "Carotene". (γ) Paiva SA, Russell RM: "Beta-carotene and other carotenoids as antioxidants", J Am Coll Nutr. 18(5):426-433, 1999 (PubMed). (δ) Linus Pauling Institute (Oregon State University): "Carotenoids: Alpha-Carotene, Beta-Carotene, Beta-Cryptoxanthin, Lycopene, Lutein, and Zeaxanthin". (ε) Mortensen Α: "Carotenoids and other pigments as natural colorants", Pure Appl. Chem. 78(8):1477-1491, 2006 (αρχείο PDF, 253 KB). (στ) IUPAC Commission on Nomenclature of Organic Chemistry and the IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature: "Nomenclature of Carotenoids", 1974.

  3. Chasse GA, Mak ML, Deretey E, Farkas I, Torday LL, Papp JG, Sarma DSR, Agarwal A, Chakravarthi S, Agarwal A, Rao AV: "An ab initio computational study on selected lycopene isomers", Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 571(1-3):27-37, 2001 (Abstract).

  4. (α) Oikonomakos I: "Maturity and temperature influence on lycopene distribution during filtration processing of red-fleshed watermelons", Bachelor of Science, TEI of Crete, Heraklion, Greece, 2002. (β) Gärtner C, W Stahl W, Sies H: "Lycopene is more bioavailable from tomato paste than from fresh tomatoes", Am J Clin Nutr 66(1):116-122, 1997 (Abstract). (γ) Shi J, Le Maguer M: "Lycopene in tomatoes: chemical and physical properties affected by food processing". Crit Rev Biotechnol. 20(4):293-334, 2000 (PubMed). (δ) Thomas W.-M. Boileau ΤW-M, Boileau AC, Erdman JW: "Bioavailability of all-trans and cis-Isomers of Lycopene", Exp Biol Med 227(10) 914-919, 2002. (ε) Shi J, Le Maguer M: "Lycopene in tomatoes: chemical and physical properties affected by food processing", Crit Rev Biotechnol. 20(4):293-334, 2000 (PubMed). (στ) Palczewski M: "Chemistry and Biology of Vision", J. of Biol. Chem. 287(3):1612-1619, 2012 (αρχείο PDF, 2,2 MB). (ζ) Shi J, Kakuda Y: "Stability of lycopene during food processing (Review)", Food Ingredients Brasil, 5:33-42, 2008 (αρχείο PDF 835 KB).

  5. (α) Michigan State University, Department of Chemistry: "Visible and Ultraviolet Spectroscopy". (β) Carey FA: "Organic Chemistry" (e-text), McGraw-Hill, 2001, Ch.13, p.526.

  6. (α) CHEM 333L, Organic Chemistry Laboratory (New Mexico Tech): "Isolation of Lycopene from Tomato Paste using Column Chromatography", Revision 1.2 (396 KB). (β) Rao AV, Rao LG: "Carotenoids and human health", Pharmacological Research 55(3):207-216, 2007 (Abstract). (γ) Olempska-Beer Ζ: "Lycopene (synthetic) Chemical and Technical Assessment (CTA)", Office of Food Additive Safety, Center for Food Safety and Applied Nutrition, U.S. Food and Drug Administration, College Park, Maryland, USA (αρχείο PDF, 128 KB). (δ) Bunghez IR, Raduly M, Doncea S, Aksahin I, Ion RM: "Lycopene detetermination in tomatoes by different spectral techniques (UV, Vis, FTIR and HPLC)", Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 6(3):1349-1356, 2011 (αρχείο PDF, 225 KB). (ε) Xu F, Yuan QP, Dong HR: "Determination of lycopene and β-carotene by high-performance liquid chromatography using Sudan I as internal standard", Journal of Chromatography B 838:44-49, 2006 (αρχείο PDF 224 KB). (στ) Shi J, Dai Y, Kakuda Y, Mittal G, Jun Xue S: "Effect of heating and exposure to light on the stability of lycopene in tomato pure", Food Control 19(5):514-520, 2008 (Abstract, αρχείο PDF 113 KB). (ζ) Ravelo-Pérez LM, Hernández-Borges J, Rodríguez-Delgado MA, Borges-Miquel T: "Spectrophotometric Analysis of Lycopene in Tomatoes and Watermelons: A Practical Class", The Chemical Educator 13(1) (Web publication) 2008.

  7. (α) Trumbo PR: "Promises and perils of lycopene/tomato supplementation and cancer prevention?", J. Nutr. 135: 2060S-2061S, 2005 (αρχείο PDF 87 KB). (β) Rath S (reviewed by Olempska-Beer Z, Kuznesof PM): "Lycopene extract from tomato: Chemical and Technical Assessment (CTA)", Office of Food Additive Safety, Center for Food Safety and Applied Nutrition U.S. Food and Drug Administration (αρχείο PDF, 173 KB). (γ) Olempska-Beer Z: "Lycopene from Blakeslea Trispora: Chemical and Technical Assessment (CTA)", Office of Food Additive Safety, Center for Food Safety and Applied Nutrition U.S. Food and Drug Administration (αρχείο PDF, 151 KB). (δ) Bernard K, Mayer H: "Recent advances in the synthesis of achiral carotenoids", Pure & Appl. Chem. 63(1):35-44, 1991 (αρχείο PDF, 486 KB). (ε) Zeeshan M, Sliwka H-R, Partali V, Martinew A: "The Longest Polyene", Organic Letters 14(21):5496-5498, 2012 (Abstract). (στ) IFAS News (University of Florida): "UF Lycopene-Extraction Method Could Find Use for Tons of Discarded Tomatoes", May 2004. (ζ) Mantzouridou F, Tsimidou MZ: "Lycopene formation in Blakeslea trispora. Chemical aspects of a bioprocess (Review)",Trends in Food Science & Technology 19(7):363-371, 2008 (Abstract). (η) Pegklidou K, Mantzouridou F, Tsimidou MZ: "Lycopene Production Using Blakeslea trispora in the Presence of 2-Methyl Imidazole: Yield, Selectivity, and Safety Aspects", J. Agric. Food Chem. 56(12):4482–4490, 2008 (Abstract).

  8. (α) Γκουσιάρης Α (www.gousiaris.gr): "Τομάτα και Ιστορία". (β) About.com: "Tomato History - The history of tomatoes as food". (γ) Wikipedia: "Tomato".

  9. (α) Disch A, Schwender RG, Muller C, Lichtenthaler HK, Rohmer M: "Distribution of the mevalonate and glyceraldehyde phosphate/pyruvate pathways for isoprenoid biosynthesis in unicellular algae and the cyanobacterium Synechocystis PCC 6714", Biochem. J. 333:381-388, 1998 (αρχείο PDF, 339 KB). (β) Hanoufa A, Hossain Z: "Carotenoid biosynthesis and regulation in plants", Plant Lipid Biochemistry (The AOCS Lipid Library), 2011. (γ) Stange C, Fuentes P, Handford M, Pizarro L: "Daucus carota as a novel model to evaluate the effect of light on carotenogenic gene expression", Biol. Res. 41(3), 2008. (δ) Giuliano G, Tavazza R, Diretto G, Beyer P, Taylor MA: "Metabolic engineering of carotenoid biosynthesis in plants", Trends Biotechnol. 26:139-145, 2008 (Abstract). (ε) Cunningham FX, Gantt E: "Genes and enzymes of carotenoid biosynthesis in plants", Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 49:557-583, 1998 (PubMed). (στ) Walter MH, Strack D: "Carotenoids and their cleavage products: Biosynthesis and functions", Nat. Prod. Rep., 28:663-692, 2011 (PubMed).

10. (α) Στεργίου Μ, Ξενάκη Δ : "Καρκίνος του προστάτη και διατροφή" (Foodbites ). (β) www.HealthyLiving.gr: "Λυκοπένιο και υγεία", Φεβρουάριος 2012. (γ) MedicalTV.eu: "Το λυκοπένιο μειώνει τις πιθανότητες εγκεφαλικού". (δ) Basu A, Imrhan V: "Tomatoes versus lycopene in oxidative stress and carcinogenesis: conclusions from clinical trials (Review)", Eur J Clin Nutr. 61(3):295-303, 2007 (αρχείο PDF 108 KB). (ε) Aust O, Ale-Agha N, Zhang L, Wollersen H, Sies H, Stahl W: "Lycopene oxidation product enhances gap junctional communication", Food and Chemical Toxicology 41(10):1399-1407, 2003 (Abstract).

11. (α) Tzonou A, Signorello LB, Lagiou P, Wuu J, Trichopoulos D, Trichopoulou A: "A diet and cancer of the prostate: a case-control study in Greece", Int J Cancer 80(5):704-708, 1999 (PubMed). (β)Giovannucci E: "A review of epidemiologic studies of tomatoes, lycopene, and prostate cancer (Review)", Exp Biol Med. 227(10):852-859, 2002 (αρχείο PDF, 157 KB). (γ) Barber NJ, Barber J: "Review: Lycopene and prostate cancer", Nature 5(1):6-12, 2002. (δ) Rao AV: "Lycopene, tomatoes, and the prevention of coronary heart disease", Exp Biol Med, 227:908-913, 2002 (PubMed). (ε) Boileau TW, Liao Z, Kim S, Lemeshow S, Erdman JW Jr, Clinton SK: "Prostate carcinogenesis in N-methyl-N-nitrosourea (NMU)-testosterone-treated rats fed tomato powder, lycopene, or energy-restricted diets", J Natl Cancer Inst. 95(21):1578-1586, 2003 (PubMed). (στ) Etminan M, Takkouche B, Caamano-Isorna F: "The role of tomato products and lycopene in the prevention of prostate cancer: A meta-analysis of observational studies", Cancer Epidemiol Biomarker Prevention 13: 340-345, 2004 (PubMed). (ζ) Campbell JK, Canene-Adams K, Lindshield BL, Boileau TW, Clinton SK, Erdman JW Jr:"Tomato phytochemicals and prostate cancer risk", J. Nutr. 134:3486S-3492S, 2004. (η) Yang T, Yang X, Wang X, Wang Y, Song Z: "The role of tomato products and lycopene in the prevention of gastric cancer: A meta-analysis of epidemiologic studies", Med Hypotheses 80(4):383-838, 2013 (PubMed). (θ) Sesso HD, Buring JE, Zhang SM, Norkus EP, Gaziano JM: "Dietary and plasma lycopene and the risk of breast cancer", Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 14(5):1074-1081, 2005. (ι) Peters U, Leitzmann MF, Chatterjee N, Wang Y, Albanes D, Gelmann EP, Friesen MD, Riboli E, Hayes RB: "Serum lycopene, other carotenoids, and prostate cancer risk: a nested case-control study in the prostate, lung, colorectal, and ovarian cancer screening trial", Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 16(5):962-968, 2007 (PubMed). (ια) Riccioni G, Mancini B, Di Ilio E, Bucciarelli T, D'Orazio N: "Protective effect of lycopene in cardiovascular disease (Review)", Eur Rev Med Pharmacol Sci. 12(3):183-190, 2008 (αρχείο PDF, 92 KB). (ιβ) Van Breemen RB. Pajkovic N: "Multitargeted therapy of cancer by lycopene", Cancer Lett. 269(2):339-351, 2008. (ιγ) Musa-Veloso K, Card JW, Wong AW, Cooper DA: "Influence of observational study design on the interpretation of cancer risk reduction by carotenoids", Nutr Rev. 67(9):527-545, 2009 (PubMed). (ιδ) Jacques PF, Lyass A, Massaro JM, Vasan RS, D'Agostino Sr RB: "Relationship of lycopene intake and consumption of tomato products to incident CVD", Br J Nutr. 2013, Epub ahead of print (PubMed). (ιε) Sporn MB, Liby KT: "Is Lycopene an Effective Agent for Preventing Prostate Cancer?", Cancer Prev Res (Phila), 2013, Epub ahead of print (PubMed).

Γενικές βιβλιογραφικές πηγές για το λυκοπένιο και τα καροτενοειδή γενικότερα:

- Balch JF, Scheer JF: "Tomato Power: The Miracle Nutrient that Prevent Aging", Health Disease and Cancer, Advanced Research Press, 1999.

- Yeung D, Rao V: "Unlock the Power of Lycopene: Redefining your diet for optimum health", Arpr Incorporated Publs, 2001.

- Britton G, Liaaen-Jensen S, Pfander HP: "Carotenoids: Handbook", Springer, New York, 2004.

- Packer L: "Carotenoids and Retinoids: Molecular Aspects and Health Issues", American Oil Chemists Society, 2005.

- Rao V, et al.: "Tomatoes, Lycopene and Human Health: Preventing Chronic Diseases", Caledonian Science Press, 2007.

- Preedy VR, Watson RRR: "Lycopene: Nutritional, Medicinal and Therapeutic Properties", Science Publishing, 2008.

- "Phytochemicals: Carotenoids, Natural Polyphenols, Carotene, Lycopene, Leghemoglobin, Phenolic Poμpounds in Wine, Astaxanthin, Beta-Carotene", General Books, 2010.

- Βαλαβανίδης Α: "Ελεύθερες ρίζες και ο ρόλος τους στα βιολογικά συστήματα. Βιοχημικές λειτουργίες και μεταβολισμός, αντιοξειδωτικοί μηχανισμοί, οξειδωτικό stress, γήρανση και ασθένειες φθοράς", Εκδ. ΒΗΤΑ, Ιατρικές εκδόσεις, 2006.

- Βαλαβανίδης Α: "Φυτοχημικές Ουσίες της Διατροφής με Αντιοξειδωτικές και Αντικαρκινικές Ιδιότητες. Προστατευτικός ρόλος για κακοήθεις νεοπλασίες, καρδιαγγειακές και νευροεκφυλιστικές παθήσεις. ΒΗΤΑ Medical Arts, Αθήνα, 2011.