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食品研究与开发F ood Research And DevelopmentDOI ：10.12161/j.issn.1005-6521.2020.18.033番茄红素生物学功能研究进展朱原，张永英，朱海波，岳利敏，宋紫玥，吴瑞华，刘冠慧*（河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056038）摘要：番茄红素具有极强的抗氧化性，可作为食品添加剂或保健食品预防人类慢性疾病，其广泛的生物学活性对人类健康具有重要的作用。
该文对番茄红素具有的独特理化性质和抗氧化、降血脂、抗癌、提高机体免疫力的生物学功能进行综述，以期为番茄红素在保健食品的研究与开发方面提供理论依据。
关键词：番茄红素；抗氧化；降血脂；抗癌；提高机体免疫力Advances in Research on Biological Functions of LycopeneZHU Yuan ，ZHANG Yong-ying ，ZHU Hai-bo ，YUE Li-min ，SONG Zi-yue ，WU Rui-hua ，LIU Guan-hui *（College of Life Sciences and Food Engineering ，Hebei University of Engineering ，Handan 056038，Hebei ，China ）Abstract ：Lycopene has extremely strong antioxidant properties ，can be used as a food additive or health product to prevent chronic diseases in humans.Its extensive biological activity plays an important role in human health.This article reviewed the unique physicochemical properties of lycopene and the biological functions of antioxidation ，hypolipidemic ，anticancer and immunity enhancement ，in order to provide a theoretical basis forthe research and development of lycopene in health food.Key words ：lycopene ；antioxidation ；hypolipidemic ；anticancer ；immunity enhancement引文格式：朱原，张永英，朱海波，等.番茄红素生物学功能研究进展[J].食品研究与开发，2020，41（18）：202-207ZHU Yuan ，ZHANG Yongying ，ZHU Haibo ，et al.Advances in Research on Biological Functions of Lycopene [J].Food Re -search and Development ，2020，41（18）：202-207基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（31802150）；河北省自然科学基金（C2017402108）作者简介：朱原（1996—），女（满），在读硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。
番茄红素提取工艺的优化番茄红素是一种天然色素，广泛应用于食品、保健品和医药领域。
为了提高番茄红素的产量和提取效率，科研人员对其提取工艺进行了大量研究和优化。
本文将就番茄红素提取工艺的优化进行探讨。
一、番茄红素的特性番茄红素是一种具有丰富抗氧化活性的类胡萝卜素，其在番茄果实中的含量较高。
番茄红素具有一定的生物活性，对于抗氧化、抗癌、降血脂、保护心血管健康等方面有积极的影响。
因此，提取番茄红素对于开发和应用其功能具有重要意义。
二、番茄红素提取工艺的步骤番茄红素的提取工艺主要包括以下几个步骤：1. 预处理：选取新鲜成熟的番茄作为原料，对番茄进行清洗、切片、去皮等预处理操作，去除杂质和不需要的部分，保留番茄红素所在的细胞结构。
2. 提取：用适当的溶剂将番茄红素从番茄细胞中萃取出来。
常用的溶剂包括正己烷、乙醇等，可以根据需求选择合适的溶剂。
3. 过滤：将提取液通过滤纸或滤膜进行过滤，去除残渣和悬浮物，获得纯净的番茄红素提取液。
4. 浓缩：将提取液进行浓缩，去除溶剂，获得浓缩的番茄红素提取物。
5. 结晶或凝胶化：通过结晶或凝胶化等方法将浓缩的番茄红素提取物进行进一步处理，提高番茄红素的纯度和稳定性。
三、番茄红素提取工艺的优化策略为了提高番茄红素的产量和提取效率，提取工艺的优化具有关键意义。
以下是一些常用的优化策略：1. 确定最佳的提取溶剂和比例：选择合适的溶剂和溶剂比例可以提高番茄红素的提取效率。
不同的番茄品种和不同的工艺条件可能需要不同的溶剂和比例。
2. 优化提取时间和温度：提取时间和温度是影响番茄红素提取效率的重要因素。
通过合理调节提取时间和温度，可以提高番茄红素的提取率。
3. 选择合适的预处理方法：预处理对于保留番茄红素并提高提取效率也很重要。
合适的预处理方法可以有效去除干扰物和提高番茄红素的释放率。
4. 使用辅助技术：辅助技术如超声波辅助提取、微波辅助提取等可以提高番茄红素的溶解度和提取速度，进一步提高提取效率。
第１２卷第２期华南热带农业大学学报２００６年６月Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．２ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＣＨＩＮＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＲＯＰＩＣＡＬＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＥＪｕｎ．２００６番茄红素（ｌｙｃｏｐｅｎｅ）是一种呈黄色到红色的类胡萝卜素（ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ），广泛存在于动、植物体中。
１８７５年Ｍｉｌｌａｒｄｅｔ［１］从番茄中最早获得番茄红素的粗提物，称之为Ｓｏｌａｎｏｒｂｉｎ，１９０３年Ｓｃｈｕｎｃｋ［２］发现从番茄中提取的这种色素与从胡萝卜中提取的胡萝卜素具有不同的吸收光谱，并将其命名为Ｌｙｃｏｐｅｎｅ。
随后，人们开始对番茄红素的基本化学结构进行研究，１９１０年Ｗｉｌｌｓｔａｔｔｅｒ和Ｅｓｃｈｅｒ首先提出番茄红素是胡萝卜素的异构体，并确定其分子式为Ｃ４０Ｈ５６［３］。
１９３０年Ｋａｒｒｅｒ等提出，番茄红素的化学结构式为１１个共轭及２个非共轭的碳－碳双键组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃，并在１９３２年由Ｋｕｈｎ和Ｇｒｕｎｄｍａｎｎ证实［４］，其结构如图１。
过去由于番茄红素不象胡萝卜素那样具有维生素Ａ原的活性，而未被重视。
近２０年来，国内外越来越多的研究和调查表明，番茄红素具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤［５～８］等优越的生理功能。
番茄红素是类胡萝卜素中最有效的单线态氧淬灭剂，它的淬灭能力是β－胡萝卜素（β－ｃａｒｏｔｅｎｅ）的２倍，是维生素Ｅ的１００倍［６，９］，因此其抗氧化性是类胡萝卜素中最强的。
另外，番茄红素的防癌抗癌的效果也明显优于α－胡萝卜素和β－胡萝卜素。
据北卡州立大学研究，番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的心脏保护剂［１０］。
目前，番茄红素的研究已成为国际上功能性食品成分分析和抗癌防癌研究中的一个热点。
１番茄红素在自然界中的分布番茄红素在自然界中分布很广泛。
在植物中，主要是那些成熟的红色水果和蔬菜，如番茄、西瓜、番石榴、番微果、木瓜、葡萄、草莓、苦瓜籽、萝卜、胡萝卜、红肉脐橙［１０］、红色葡萄柚等，且成熟度越高，番茄红素的含量也越高。
番茄红素的药理研究和应用番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素的一种。
作为一种天然色素存在于自然界中，呈红色，因最早发现于番茄中而得名。
番茄红素是胡萝卜素的异构体，由于它没有β-胡萝卜素那样的β-芷香环结构，所以不具有维生素A原活性，因此以前人们认为它不具有生理活性，而未对其引起重视。
然而近年来的研究证明，番茄红素逐渐成为国际上的功能食品成分和抗癌防癌研究中心的一个热点。
番茄红素广泛分布于人体的各种器官和组织中，研究发现，在植物中存在的番茄红素几乎都是反式的，而在动物体内存在的番茄红素则是以顺式异构体的存在占的比例较大。
一、番茄红素提取工艺的研究番茄红素是脂溶性色素，可采用有机溶剂提取法、超临界CO2萃取法、HPLC法、酶法、微生物发酵法及直接粉碎法等提取工艺。
采用有机溶剂提取法，产品质量较差，纯度低，有异味和溶剂残留。
而在诸多的有机溶剂中，选用氯仿作溶剂提取番茄红素效果最好，提取过程要注意温度的影响。
欧洲一专利采用95%的乙醇作溶剂，逆流法78℃浸提5小时，获得色素液，真空浓缩去溶剂后得粉状色素产品。
采用超临界CO2提取番茄皮中的番茄红素，研究人员考察了四个因素：萃取压力(7.5～30.0Mpa)，温度(40～50℃)，CO2流速(5～50kg/h)，萃取时间(0.5～4.0h)，得到最佳工艺(得率≥90%)为温度40～50℃，压力为15～20Mpa，流速为20kg/h，萃取1～2小时。
除了由番茄皮中超临界萃取番茄红素以外，还可采用藻类和真菌及酵母发酵制备番茄红素。
目前含番茄红素较高的有红色细菌，但还未能工业化生产，利用霉菌Blakesleacrispora的发酵可生产番茄红素，但需避免环化反应，加入一些杂环氮化物如嘧啶或烟碱可以抑制番茄红素的环化。
酶反应法主要是利用番茄皮自身酶反应来提取番茄红素，在碱性条件下使番茄皮中的果胶酶和纤维素酶反应，分解果胶和纤维素使得番茄红素的蛋白质复合物从细胞中溶出，所得色素为水分散性色素；HPLC法是一种较为方便的番茄红素提取法，一般是将所有的类胡萝卜素经过高压液相色谱柱而将番茄红素分离出来。
收稿日期：2010－04－07基金项目：广西科学基金应用基础研究专项（桂科基0991020）作者简介：陈思呈（1982－），男，广西崇左人，硕士研究生，研究方向为天然产物化学。
番茄红素（lycopene ）是一种黄／红色类胡萝卜素（carotenoid ），广泛存在于自然界中。
番茄红素作为一种功能性天然色素，具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤等生理功能［1～4］。
近年来，番茄红素相关产品的开发已成为国际上功能性食品和新药研究的一个热点。
从世界范围来看，番茄红素产品主要应用于食品添加剂、天然着色剂、化妆品等行业，其作为药品尚未面世，具体的医用价值还在研发当中。
国内关于番茄红素的研究起步较晚，目前仍处于实验室研究阶段，离工业化生产还有一段距离。
本文主要从理化性质、生理功能、提取工艺、测定方法等方面综述番茄红素近年来的研究进展，以期为进一步挖掘其开发利用价值提供参考依据。
1番茄红素的理化性质番茄红素晶体为红色长针状，熔点为174℃，可燃，由于缺少β－胡萝卜素的β－芷香酮环结构，因而不具有维生素A 原活性［5］。
易溶于二硫化碳、氯仿、苯等，可溶于丙酮、乙醚、正己烷、石油醚等有机溶剂，难溶于甲醇、乙醇，不溶于水。
番茄红素在各种溶剂中的溶解度随着温度的升高而增大，样品纯度越高，溶解越困难。
番茄红素对某些离子比较敏感，孙庆杰等［6］研究发现，K ＋、Na ＋、Mg 2＋和Zn 2＋对番茄红素的稳定性影响不大，Fe 3＋和Cu 2＋引起番茄红素的损番茄红素研究进展陈思呈1，2，吴建璋1，李典鹏1（1中国科学院广西植物研究所，广西桂林541006；2广西师范大学生命科学学院，广西桂林541004）摘要：番茄红素是一种黄/红色类胡萝卜素，广泛存在于自然界中。
作为一种功能性天然色素，番茄红素主要应用于食品添加剂、天然着色剂、化妆品等行业。
番茄红素具有独特的理化性质和抗癌、抗氧化、增强免疫力、预防心血管疾病等多种生理功能，其提取工艺和测定方法主要有：有机溶剂浸提法、酶反应法、超临界流体萃取法、微波提取法、超声波提取法和纸色谱法、薄层色谱法、高效液相色谱法、差示扫描量热法等。
扬州大学研究生课程论文论文题目：三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展姓名：周玲学号：M13824专业：食品科学课程老师：于海2014年3月3日三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展摘要：番茄红素是一种重要的脂溶性类胡萝卜素，具有很强的抗氧化功能及抗癌、增强免疫力、保护皮肤等生理功能，在食品、医药等领域具有广泛的应用价值。
番茄红素的来源有植物提取法、化学合成法、微生物发酵法。
相较前两种方法，微生物发酵法是生产番茄红素最适合的方法。
目前目前研究应用较多的是三孢布拉氏霉菌。
综述了通过构建番茄红素高产菌株、优化番茄红素发酵生产工艺提高番茄红素产量，最后提出目前存在的问题。
关键词：番茄红素，发酵生产，高产菌株，发酵工艺Study on Lycopene Fermented from Blakeslea TrisporaAbstract: Lycopene is a kind of important fat-soluble carotenoid, which has many physiological functions including antioxidant function, anti-cancer, enhance immunity, protect the skin. Lycopene has a wide range of application value in food, medicine and other fields. The source of lycopene includes plant extraction, chemical synthesis and microbial fermentation. Compared with the former two methods, the microorganism fermentation method is the most suitable one for the production of lycopene. At present, Blakeslea trispora is applied widely. Building lycopene high yield strains, optimizing the lycopene fermentation production process to increase production of lycopene are reviewed, and the existing problems ar putted forward finallyKey words: Lycopene, Fermentable production, High yield strains, Fermentable process 番茄红素(Lycopene)是一种天然植物色素，为类胡萝卜素中的一种，是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，经过环化可形成其他类胡萝卜素。
－４８－番茄红素研究进展熊维全１，万 群２（１．成都市第一农业科学研究所，成都 ６１００７２；２．西南大学 园艺园林学院，重庆 ４００７１６）摘要：番茄红素是类胡萝卜素中的一种，由于其在预防癌症和心血管等疾病方面有重要的作用，已成为国际上功能性食品研究的热点之一。
本文综述了番茄红素的结构、性质、遗传背景、生物合成及其生理功能等方面的研究进展。
关键词：番茄红素；类胡萝卜素中图分类号：Ｓ６４１．２０９．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－４５０Ｘ（２００７）０２－００４８－０５—————————————— The Progress of Research on LycopeneXIONG Wei-quan 1, WAN Qun 21. No.1 Institute of Agriculture Research, Chengdu 610072, China;2. College of Horticulture and Landscape, Southwest University, Chongqing 400716, Chin aAbstract: The lycopene is one kind of carotenoids. Because of its importance role in the prevention of certain of disease such as the cancer and cardiovascular disease the lycopene is becoming the hot topic in the research of function food in recent years in the world. This paper introduces the progress of research structure, quality, genetic background, biosynthesis and physiological function of lycopene.Key words: Lycopene; carotenoids——————————————————收稿日期：２００７－０１－０３番茄红素（ｌｙｃｏｐｅｎｅ）是一种天然植物色素，为类胡萝卜素中的一种，是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，经过环化可形成其他类胡萝卜素。
1.预防和抑制癌症：最新研究成果表明，每天摄取30毫克番茄红素，可以达到预防前列腺癌、消化道癌以及膀胱癌等多种癌症的效果。
人体无法合成番茄红素，必须从膳食中摄取，吃一个生番茄只能吸收0.05毫克的番茄红素。
因此，在前列腺疾病的治疗中，补充番茄红素是必不可少的。
2、保护心血管：在动脉粥样硬化的发生和发展过程中，血管内膜中的脂蛋白氧化是一个关键因素。
番茄红素在降低脂蛋白氧化方面发挥着重要作用。
据报道，口服天然番茄红素，能使血清胆固醇降至5.20毫摩尔/升以下，番茄红素用于防治高胆固醇和高血脂症，可以减缓心血管疾病的发展。
3、抗紫外线辐射功能：番茄红素能对抗紫外线损伤。
研究人员给10名健康人各补充28毫克β-胡萝卜素和2毫克番茄红素1-2个月，结果服用番茄红素人群紫外线引发红斑的面积减少，程度减轻。
4、抑制诱变作用：肿瘤生成的重要机制之一是组织细胞在外界诱变剂的作用下发生基因突变，而番茄红素能阻断这个过程，发挥抗癌作用。
如地中海地区居民在煎烤鱼和肉的同时使用番茄酱，减少了烹调过程中杂胺等诱变剂的形成。
所以虽然当地i居民喜食易致癌的煎烤食物，但是宫颈癌、前列腺癌以及肝癌的发病率却很低。
5、延缓衰老、增强免疫力：番茄红素可以最有效地清除人体内的自由基，保持细胞正常代谢，预防衰老。
番茄红素在体内通过消化道粘膜吸收进入血液和淋巴，分布到睾丸、肾上腺、前列腺、胰腺、乳房、卵巢、肝、肺、结肠、皮肤以及各种粘膜组织，促进腺体分泌激素，从而使人体保持旺盛的精力；清除这些器官和组织中的自由基，保护它们免受伤害，增强机体免疫力。
印度学者指出，番茄红素可令不育男子精子数量增加、活力增强，从而医治不育问题。
6、番茄红素可大大改善皮肤过敏症，消除因皮肤过敏而引起的皮肤干燥和瘙痒感，令人感觉轻松愉快。
7、番茄红素保护黏膜，番茄红素大量存在于体内各种黏膜组织，长期服用可以改善各种因体内黏膜组织破坏而引发的各种不适。
如干咳、眼睛干涩，口腔溃疡，保护胃肠道黏膜组织等。
小议番茄红素研究进展综述本文首先综述了番茄红素在国内外的研究动态，并且介绍了其分布、理化性质、化学结构以及生理功能，最后对番茄红素的用途作出了展望。
番茄红素,类胡萝卜素,癌症前言番茄红素是膳食中的一种天然类胡萝卜素，广泛存在于自然界的植物中，人体内各组织器官也有较多分布。
由于番茄红素没有维生素的生物活性，所以其作用在相当长的时期内并未引起人们足够的重视。
但近几年的研究发现，番茄红素有比其他类胡萝卜素更好的生物活性，并且是防病治病的重要功能因子，已成为目前国际上功能食品成分研究的一个热点[1]1、番茄红素的国内外研究历史1873年，最早从中分离得到深红色的番茄红素结晶。
1875年，从番茄中获得一种含有番茄红素的粗提物，当时命名为。
1913年，根据它对生长条件的影响，又把它命名为。
而1930年的名称中文即番茄红素一直沿用至今[2]。
11国外对番茄红素的研究现状1989年，发现番茄红素在所有类胡萝卜素中对单线态氧的猝灭速度最高；1991年，发现肝癌患者的肝脏中番茄红素含量较低；1994年，发现消化道癌的发生与番茄红素的摄入有关。
随后，对番茄红素的功能的研究成为一大热点。
1995年～2003年[3]与番茄红素有关的报道达800多篇，内容涉及番茄红素的吸收、运输及新陈代谢的动力学；番茄红素与癌症、心脏病及其他多种疾病的关系；番茄红素的提取、测定及番茄产品的开发研究等。
12国内对番茄红素的研究现状对番茄红素的研究在2000年以前鲜有报道，近三年骤然升温，出现了大量综述类文章，内容包括番茄红素的性质和提取方法；番茄红素及其研究进展；番茄红素的保健功能的研究现状；番茄红素生理活性的研究进展；番茄红素及其生产应用研究；番茄红素的生产工艺研究进展；番茄红素分离与分析的研究进展等。
2、番茄红素的分布、化学结构21番茄红素的分布211番茄红素在果蔬中的分布番茄红素在自然界中分布很窄，主要存在于番茄、西瓜、红色葡萄柚、木瓜及苦瓜籽、番石榴等食物。
番茄红素功能及研究进展番茄红素(1ycopene)是一种天然食用色素,在有效预防各种疾病防癌抗癌、抗衰老等方面,显示其多方面的生物学功能作用。
已被联合国粮农组织(FAO)、食品添加剂委员会(JECFA)和世界卫生组织(WHO)认定为A类营养素,并被5O多个国家和地区作为具有营养与着色双重作用的食品添加剂,广泛用于食品、医药和化妆品领域。
标签：番茄红素;抗氧化作用;天然色素;抗癌效应1959年,美国医学专家(Ernster)首次报导番茄红素具有抗癌效应。
番茄红素所具有的优越生理功能和防癌、抗癌作用,被联合国粮农组织(FAO)、食品添加剂委员会(JECFA)和世界卫生组织(WHO)认定为A类营养素,而成为二十一世纪保健制品的新宠,在医药保健、食品添加剂、化妆品、食用色素等领域具有广泛的应用前景.1.番茄红素的功能1.1 抗癌作用血液中的番茄红素水平与前列腺癌、消化道癌(食管、胃、结肠、直肠)、宫颈癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、皮肤癌的发生率呈负相关,尤其对前列腺癌的作用更为明显。
番茄红素脂溶性特性使其能靶向包裹肿瘤细胞,切断营养源、饿死肿瘤细胞、抑制扩散。
番茄红素的天然抗突变能力,能刺激淋巴细胞大量释放肿瘤抑制因子,诱导细胞间隙调控生长信号,促使恶变组织失去营养源而逐步萎缩、消失。
1.2 抗氧化、抗衰老作用类胡萝卜素的抗氧化作用包括猝灭单线态氧、消除自由基以及与其它氧化剂协同抗氧化作用等。
番茄红素也具有此生理功能,并且其猝灭单线态氧的能力最强,是目前抗氧化剂β-胡萝卜素的2～3倍,维生素E的100倍,番茄红素可以通过猝灭单线态氧预防脂类过氧化反应,保护细胞免受自由基的损伤。
番茄红素也具有抗衰老作用。
Brady等对400例受试者进行调查指出,血浆中番茄红素的减少与衰老有关。
Snowden等发现血液中番茄红素含量可以预防老年功能性障碍疾病的发生,提高老年人生活自理能力。
有实验发现老年人的自理能力及自控能力与血清中高水平番茄红素含量有关,老年人血浆番茄红素浓度明显低于中年人,且随年龄增加而降低。
番茄红素的研究进展摘要：红素是一种功能性食用色素，具有优越的生理功能。
本文综述了番茄红素的来源分布、结构性质、生理功能及生物合成等方面的研究成果，对研究现状进行分析并提出了番茄高红素的发展方向。
关键字：番茄红素；来源分布；结构性质；生理功能；生物合成；研究现状；发展方向番茄红素是类胡萝卜素的一种。
它不仅是一种天然食用色素，而且在有效预防各种疾病、防癌抗癌、预防心血管疾病等方面，显示其多方面的生物学功能作用，素有“藏在西红柿里的黄金”之美称。
作为一种用途广泛又具有较高经济效益的产品，其在食品、医药和化妆品等行业占据着重要的地位。
1 番茄红素的来源分布番茄红素的研究历史较久。
1875年，Millardet最早从番茄中获得番茄红素的粗提物，命名为Solanornbin。
1903年，Schunde发现番茄中提取的这种色素的吸收光谱与胡萝卜素不同．因番茄的拉丁名为Sulanum Lycopersicum L．将这种红色素命名为lycopene。
1910年提出其分子式，1930年提出化学结构式．并于1932年得到证实。
此后很长时期对番茄红素少有研究．直到i974年．有人发现吃番茄可以减少某些癌症的发生，才再次引起了人们对番茄红素的重视[1]。
番茄红素不仅存在于番茄中，还存在于西瓜、南瓜、李子、柿子、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、红莓、柑橘等果实中，是这些果实显红色的主要色素。
番茄红素在人体内主要分布于血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、卵巢、乳腺、子宫、消化道等器官中[2]。
2 番茄红素的结构性质番茄红素(1ycopene)是一种脂溶性不饱和碳氢化合物，是类胡萝卜素的一种，分子式为C40H56，分子量为536.85，熔点为172～175℃[3]。
分子结构如图1所示。
它是由11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键构成的直链型烃类化合物。
由于没有β-胡萝卜素那样的β-芷香酮环结构．所以不具有维生素A原活性。
番茄红素的保健作用及发展前景摘要：番茄红素在预防人类某些癌症和其他疾病发生方面起着重要的作用，是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。
本文综述了国内外番茄红素的结构与性质、番茄红素的发布、番茄红素的营养保健功效（其中包括抗氧化延衰老、防癌抗癌、预防心脑血管疾病、抗辐射美容美肤、保护男女性生殖健康）等方面的研究进展及应用前景。
关键词：番茄红素；类胡萝卜素；营养保健功效天然番茄红素是从天然番茄中用物理方法萃取的精华，其对人体的营养作用是人工合成番茄红素和生物合成番茄红素无法比拟的。
1．番茄红素的结构与性质番茄红素（Lycopene）是植物中所含的一种天然色素，又叫番茄烯，呈红色，属异戊二烯类化合物，是一种不含氧的类胡萝卜素，同时又可作为一种天然的食品添加剂。
1873年Hartsen首次从浆果薯蓣（Tamuscommunis L）中分离出这种红色晶体。
1913年Schunk发现这种物质和胡萝卜素的不同，将其首次命名为lycopene，并使用至今。
1.1 分子结构及顺反异构番茄红素分子式为C40H56 是由11个共轭及两个非共轭碳．碳双键组成高度不饱和直链型碳氢化合物，由于没有D一芷香酮环结构，所以番茄红素没有维生素A源活性。
由于分子中位阻原因，作为多烯类物质的番茄红素其顺反异构体有72种左右。
天然存在于植物中的番茄红素主要以全反式形式存在，只有小部分为顺式构型，以5-顺、9-顺、13-顺和15-顺构型为主。
番茄红素的全反式构型可经光、热和化学反应等异构化作用转化为顺式构型。
在人体血液及组织中，番茄红素是以异构体混合物的形式存在，顺式异构体占多数。
近年来的研究发现，番茄红素具有比其他类胡萝卜素更优越的性能，如抗氧化性能在类胡素中最强，清除单线态氧的能力是目前常用的抗氧化剂VE的100倍，是β一胡萝卜素的2倍多。
流行病方面的资料显示，人体内番茄红素含量过低与某些慢性疾病的发生有关，还与人的寿命有关。
1.2 溶解性番茄红素是一种呈红色的脂溶性色素，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。
番茄红素的保健作用及生产工艺的研究进展
冀智勇;吴荣书;刘智梅
【期刊名称】《中国调味品》
【年(卷),期】2005(000)010
【摘要】番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,具有优越的生理活性,可高效的猝灭单线态氧和清除自由基,其氧化性在类胡萝卜素中最强.近年来的研究表明:人类某些癌症和慢性病的发生与人们对番茄红素的摄取及番茄红素在人体内的含量有重要关系.综述了番茄红素的主要生理功能和目前常用的及最新的工业上可行的几种提取方法.【总页数】6页(P4-8,29)
【作者】冀智勇;吴荣书;刘智梅
【作者单位】云南农业大学食品科学技术学院,云南,昆明,650201;云南农业大学食品科学技术学院,云南,昆明,650201;云南农业大学食品科学技术学院,云南,昆
明,650201
【正文语种】中文
【中图分类】TS264.2
【相关文献】
1.番茄红素的生理功能和生产工艺研究进展 [J], 贾亚伟;丁玉;孟仕平;朱红菊
2.番茄红素生产工艺研究进展 [J], 张玉丹;杨阳;刘沐霖
3.番茄红素生产工艺研究进展 [J], 陈瑶
4.番茄红素保健作用研究进展 [J], 李纪锁;石正强;沈火林;乔志霞;安岩
5.番茄红素的保健作用及生产工艺的研究进展 [J], 冀智勇;吴荣书;刘智梅
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文章编号:1000-9973(2005)10-0004-05番茄红素的保健作用及生产工艺的研究进展冀智勇,吴荣书,刘智梅(云南农业大学食品科学技术学院,云南昆明 650201)摘要:番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,具有优越的生理活性,可高效的猝灭单线态氧和清除自由基,其氧化性在类胡萝卜素中最强。
近年来的研究表明:人类某些癌症和慢性病的发生与人们对番茄红素的摄取及番茄红素在人体内的含量有重要关系。
综述了番茄红素的主要生理功能和目前常用的及最新的工业上可行的几种提取方法。
关键词:番茄红素;生理功能;提取;类胡萝卜素中图分类号:TS264 2 文献标识码:AThe research progress of production technology andhealth function of lycopeneJI Zhi yong,WU Rong shu,L IU Zhi mei(The Faculty of Food Science and Technology,Yunnan A griculturalU niversity,Kunming,650201,China)Abstract:Lycopene is a kind o f im por tant carotenoid pigment,it has super io r phy siolo gical activ i ty.It can efficiently quenche sing let o xy gen and clear free r adical.Its ox idisability is the most strong in carotenoid pig ment.T he research sho w in recent y ears:so me cancer and chronic disease o ccur has somthing w ith the content of ly copene in people.T his paper introduces the main health function of lycopene and feasible ex traction metho d in foo d industry.Key words:lycopene;phy siolog ical functio n;extraction;caroteno id pigm ent1 前言番茄红素最早是M illow det在1875年从番茄中获得的,当时命名为Solanoru bin[1]。
1903年,Schunck发现番茄中的红色素的吸收光谱与胡萝卜素不同,将这种红色素命名为L ycop ene[2]。
番茄红素是类胡萝卜素的一种,是由11个共轭及2个非共轭碳-碳双键组成得直链型碳氢化合物,分子式为C40H56,结构见图1。
收稿日期:2005-06-28图1 番茄红素的结构番茄红素在人体内不能合成,只能通过饮食来摄取。
其是人饮食中主要类胡萝卜素的来源之一。
它主要存在于番茄及其制品、西瓜、粉红色番石榴和粉红葡萄等的果实以及红色棕榈油中,而其他蔬菜和水果中的含量很低。
其中番茄红素在番茄中含量最N o.10Oct.2005第10期2005年10月 中国调味品C HINA CONDIMENT高,一般可达3~14mg/100g,并且含量随品种和成熟度的不同而不同,成熟度越高,番茄红素的含量也越高,最高可达每百克含番茄红素400mg以上。
我国新疆番茄酱中番茄红素多在40mg/100g以上[4]。
番茄红素也是许多类胡萝卜素生物合成的中间体,占血清中类胡萝卜素的50%。
番茄红素是一种脂溶性天然色素,其呈色范围为黄色~红色。
欧洲经济共同体(EEC)和英国许可使用的食用色素中就包括番茄红素[6]。
番茄红素是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点,日本已经有番茄红素商品,它是一种含量为5 0.25%的红褐色液体。
我国在这方面的研究还处于起步阶段,积累的资料也较少。
主要介绍了番茄红素的生理功能及其生产工艺的研究进展情况。
2 番茄红素的生理功能由于番茄红素不具备 -芷香酮环结构,不是V A原,故不表现V A的生理活性。
而过去人们一直认为只有那些能转化为V A 的类胡萝卜素如 -胡萝卜素、 -胡萝卜素等才与人类的营养和健康有关,所以番茄红素的作用一直未引起人们的重视。
然而,最近的研究表明,番茄红素具有比其它类胡萝卜素更为优越的性能,如其抗氧化性在类胡萝卜素中最强,清除单线态氧的能力是目前常用的抗氧化剂V E的100倍, -胡萝卜素的2倍多。
它具有防癌,抗癌作用,研究表明,人体内番茄红素含量高低与膀胱癌和肝硬化等的产生有关,香烟和汽车废气中的有毒物质也可用番茄红素来清除,它还具有活化免疫细胞的功能。
此外,人体内番茄红素的含量还与人的寿命相关[7]。
2.1 番茄红素具有高效猝灭单线态氧和清除自由基的作用单线态氧是很强的自由基,能够与许多氧气不能发生反应的分子直接结合,晶状体中产生的单线态氧可导致白内障。
与胡萝卜素及其它抗氧化剂相比,番茄红素猝灭单线态氧的活性最强见表1。
表1 番茄红素与其它抗氧化剂猝灭单线态氧的速率常数抗氧化剂猝灭单线态氧的速率常数(109M-1S-1)番茄红素31-胡萝卜素19-胡萝卜素14-胡萝卜素25玉米黄质10叶黄素8虾青素24斑蟊黄质21红木素14番红花苷 1.1胆红素 3.2胆绿素 2.3维生素E0.3此外,研究发现,当紫外线照射皮肤时,皮肤中的番茄红素优先被破坏,而胡萝卜素的含量几乎不变,这表明番茄红素具有较强的减轻组织氧化损伤的作用[8]。
2.2 番茄红素具有保护心血管的作用一些研究人员指出,由于番茄红素能够保护低密度脂蛋白免受氧化破坏,因而有可能预防心血管疾病的发生。
荷兰学者在动脉粥样硬化的发生和发展过程中,血管内膜中的脂蛋白氧化是一个关键因素。
脂蛋白中存在的 -胡萝卜素、番茄红素、叶黄素和玉米黄质等在降低脂蛋白氧化方面发挥着重要作用,可用于防治高胆固醇或高血脂症,减缓心血管疾病的发展。
2.3 番茄红素具有防癌作用[8]M orris(1989)等研究发现番茄红素含量高低与胰腺癌、膀胱癌的发生相关。
Camp5第10期 专论与综述 番茄红素的保健作用及生产工艺的研究进展bell(1991)等发现肝硬化患者番茄红素的含量较低。
同样,Franceschi(1994)等发现患消化道癌病人的发癌率与番茄的摄取量有关,受番茄红素的制约。
美国哈佛大学专家研究证实,经常食用番茄的人,患前列腺癌的机会减少了45%,研究者推论这与番茄红素有关。
研究发现,在体外,番茄红素具有抑制癌细胞的增殖作用。
番茄红素与 -胡萝卜素一样都能够在细胞水平上抑制神经胶质瘤细胞、白血病细胞的增殖作用。
目前普遍认为番茄红素的防癌、抗癌机理有:猝灭单线态氧和清除自由基,防止其氧化损伤;促进细胞间的正常结合;抑制癌细胞增殖因子的作用;活化免疫细胞的作用。
2.4 番茄红素具有增强免疫的作用近年来研究表明,番茄红素与 -胡萝卜素一样,是防病、治病的重要功能因子。
人体中番茄红素的含量与 -胡萝卜素相当,在体内分布很广,特别在肝脏、肾上腺、睾丸、卵巢中的含量很高。
但是番茄红素在这些组织中的具体生理功能尚不完全清楚,还有待进一步研究。
3 番茄红素的提取由于合成色素一般都有毒性和致癌性,对人类造成极大的危害,从整个食用色素的发展情况来看,在世界范围内,合成色素有被淘汰的可能性,从而势必造成天然食用色素成为唯一的使用色素。
但是,就目前来说,天然色素价格太高,在工业上得不到广泛应用,因此提取天然色素要尽可能选择便宜的原料,经济的工艺条件,这样便于实现工业化生产。
番茄红素在番茄皮的下表皮细胞中含量较高,一般在10~15mg/100g,因此,可利用番茄皮提取番茄红素。
可将干燥过的番茄皮粉碎后直接作为着色剂食用;也可利用番茄红素的特性,用有机溶剂浸提。
近年来,随着技术的不断发展,酶反应法和超临界流体萃取等方法也被用于番茄皮中番茄红素的提取,此外,微生物发酵法作为一种新型的方法将是未来发展的方向。
3.1 直接粉碎法将番茄皮粉碎,作为着色剂直接添加于食品中,工艺为:3.2 有机溶剂提取法[9,10]番茄红素不溶于水,难溶于甲醇、乙醇,可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有剂溶剂。
利用这一特性,一般选用亲油性有机溶剂提取番茄红素,工艺为:选用此法提取番茄皮中的色素,采用石油醚室温浸泡10~24h。
Yen等以苦瓜为原料,采用混合溶剂(石油醚/丙酮11)提取高纯度的番茄红素,不需要复杂的纯化工艺。
欧洲一专利采用95%的乙醇作溶剂,逆流法78!浸提5h,获得色素液,真空浓缩除去溶剂后得粉状色素产品。
有机溶剂提取法:设备少,工艺简单,操作方便,目前国内一般都采用这种方法。
但通过此法获得的产品质量差,纯度低,有异味和溶剂残留,严重影响了天然色素的推广。
3.3 超临界流体萃取6总第320期 中国调味品超临界流体萃取技术使食品工业新兴的一项萃取,分离和纯化技术,与传统的有机溶剂提取法相比,其工艺简单,能耗低,萃取剂便宜,无毒,易回收,它是低温处理,适于提取番茄红素等热敏极性成分。
安本光政等[11]研究了超临界CO2从番茄皮中提取番茄红素,原料微粉碎或经果胶酶,纤维素酶处理后,提取压力270kg/cm2,提取温度40!,提取率达95%[12]。
此外,日本另一专利报道了超临界流体萃取精制番茄红素,将粗番茄红色粉末和己烷(12)放入抽提罐,形成均质混合系,使原料中的红素从己烷中溶出,在35~50!, 300kg/cm2的条件下,接触超临界CO2,用减压法进行色素回收,在分离罐中得到精制番茄红素(含量为13.7%),没有臭味,在油中着色时,呈非常鲜明的橙色,而且在15!放置一个月,无异味、异臭,也不变色。
3.4 微波辐射法[17]番茄红素是脂溶性色素,而脂溶性色素的提取特点是提取时间较长,原因是有机溶剂不易渗透穿过物质的细胞壁和细胞膜,所以不能很好的将提取物从细胞器中溶出。
采用微波辐射萃取(M icrow ave-A ssisted Ex t raction.简称M AE)可以提高其萃取效率。
近年来,微波辐射技术已有所应用.其最佳的工艺条件是:提取剂为6#溶剂油,功率200W,萃取时间80s,液固比(mL/g)21,二级提取,此条件下提取率为97.56%。
与传统的有机溶剂提取法相比微波提取最大的优点是提取时间大大缩短,且提取率较高。
而与超临界CO2相比,它成本低,投资少,提取率高。
可以说,微波提取在天然色素的提取工艺中具有广阔的应用前景。
