微波法提取番茄红素的工艺研究

番茄红素主要以含有１１个高度共轭的双键全反式结构存在于自然界中的水果蔬菜和人工番茄制成品中。

这种高度共轭的化学结构决定了番茄红素遇光热易分解，可吸收游离氧自由基极易与单线态氧结合的化学特性［１］。

这些化学特性严重干扰了番茄红素的提取，并且由于番茄红素缺乏胡萝卜素和类胡萝卜素一般具有的维生素Ａ活性，导致番茄红素的相关研究易为人们所忽略。

本研究尝试用有机溶剂浸提法、微波辅助提取法和超声波辅助提取法３种常用的色素提取工艺从番茄和番茄酱中提取番茄红素［２］，并对相关因素进行比较和优化，以期为番茄红素的高附加值深加工提供依据。

番茄在我国尤其是热带和亚热带地区被广大农业从业者广泛种植并生产相关产品，番茄红素则是番茄红素常用提取工艺研究①羊仁南１）②赵超１）③羊以武２）杨旭３）(1海南大学环境与植物保护学院海南海口570228；2中国热带农业科学院海南儋州571737；3北京市昌平区计量检测所北京102200)摘要实验以对番茄进行高附加值深加工研究为目的，采用有机溶剂浸提法，微波辅助提取法和超声波辅助提取法从新鲜番茄，番茄酱中提取番茄红素。

结果表明：冷冻干燥的预加工方法对番茄红素的提取有所促进；微波辅助提取法和超声波辅助提取法较有机溶剂浸提法提取番茄中番茄红素的提取含量之比分别是：１．５７∶１和２．１９∶１。

微波辅助提取番茄红素的建议工艺条件：５５℃，３０ｓ。

在３００ｗ，５０℃，６ｍｉｎ，料液比１∶６（V ／V ）；超声辅助提取番茄红素的建议提取溶剂是乙酸乙酯。

关键词番茄红素；提取；工艺条件分类号ＴＳ２０２Commonly Used Techniques for the Extraction of LycopeneYANG Rennan 1）ZHAO Chao 1）YANG Yiwu 2）YANG Xu 3）(1Environment and Plant Protection College,Hainan University,Haikou,Hainan 570228;2Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Danzhou,Hainan 571737;3Changping District Measurement Test Institute,Beijing 102200)Abstract The aim of this study is to tomatoes are high value-added processing research.Trough the organic solvent extraction,microwave assisted extraction and ultrasonic assisted extraction method to extract lycopene from fresh tomatoes,tomato sauce.The results show that freeze-drying the pre-processing method promote the extraction of lycopene;Content of the proportion of the microwave assisted extraction and ultrasonic assisted extraction organic solvent extraction method to extract lycopene content in tomato is 1.57∶1and 2.19∶1.Recommend conditions of microwave assisted extraction of lycopene method:55℃,30s.300w 50℃,6min,solid-liquid ratio of 1∶6(V /V )under the conditions of ultrasonic assisted extraction of lycopene recommended extraction.The solvent is ethyl acetate.KeywordsLycopene ;extraction ;process conditions①收稿日期：２０１２－０５－０９；责任编辑／白净；编辑部Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｄｎｋ＠１６３．ｃｏｍ。

超声波法和微波法提取番茄红素的对比摘要本文简要介绍了番茄红素的重要性和前景，并以番茄皮渣为原料，着重比较了超声波、微波两种不同的提取方法对番茄红素提取效果的影响。

试验表明，微波提取效果优于超声波提取。

微波提取番茄红素的最佳工艺条件：微波功率420W处理时间为25s时提取温度为50℃最佳。

关键词番茄红素；超声波；微波；提取番茄红素是一种脂溶性天然色素，其纯品为深红色针状晶体，分子式为C40H56，由11个共轭及2个非共轭碳-碳双键组成其是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，由于番茄红素具有较强的抗氧化活性等生理作用而备具有广阔的市场前景。

目前，浸提法、超声波法、微波法、超临界CO2萃取是我国主要的番茄红素的提取方法，番茄红素属于脂溶性色素，因此，有机溶剂不易渗透穿过物质的细胞壁与细胞膜，若直接应用浸提法，那么提取物就不容易从细胞器中溶出，超临界CO2萃取法的成本较贵，所以，本试验对超声波法和微波法进行了工艺对比，对比各因素对提取效果的影响，拟找出最优提取方案。

1 番茄红素简介番茄红素是很重要的类胡萝卜素,其主要特点有：较强的清除自由基、优异的生理功能、碎灭单线态氧的能力等。

,番茄红素是由共扼及数个非共扼碳碳双键组成的直链型碳氢化合物,这一结构特点导致了它极不稳定,在光、热和氧的作用下很容易被氧化降解。

番茄红素的分布很广，多分布在成熟的红色植物果实中。

番茄、西瓜、红色葡萄袖、木瓜及苦瓜籽、番石榴等食物中都有发现，其中含量最高的是番茄果实，可达，且成熟度越高，番茄红素的含量越多[1] 。

在秋橄榄这种浆果中番茄红素的含量相当于番茄的17倍。

番茄红素也广泛分布于人体的各种器官和组织中，如血液、肾上腺等。

2 番茄红素的作用、前景番茄红素是一种脂溶性天然色素，作为一种类胡萝卜素，其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强，清除单线态氧的能力是VE的100倍，另外番茄红素还具有抑制突变、降低核酸损伤等生物学特性，能有效预防前列腺癌消化道癌及血管疾病的发生，对防治肝硬化、高血压、高血脂、高胆固醇以及活化免疫细胞和延缓衰老等方面都有重要作用[2]。

第49卷第12期2020年12月应用化工Applied Chemical IndustryVol.49No.12Dec.2020番茄中番茄红素提取工艺的比较研究李睿（西安邮电大学，陕西西安710121）摘要:以番茄为原料,丙酮-正己烷（2：1）混合液为提取溶剂，分别采用水浴搅拌提取法、微波辅助提取法和超声波辅助提取法提取番茄红素，利用正交实验优化了3种提取方法的提取工艺，即水浴搅拌提取法:提取温度35°C,时间90min,固液比1：7g/mL,丙酮-正己烷（2：1）混合液浓度70%，提取率为0.146mg/g；微波辅助提取法:微波功率400W,时间40s,固液比1：3g/mL,丙酮-正己烷（2：1）混合液浓度70%，提取率为0.593mg/g；超声波辅助提取法:超声波功率200W,时间15min,固液比1：5g/mL,提取温度40°C，提取率为0.489mg/g。

微波辅助提取法的提取率最高。

关键词:番茄红素;番茄;水浴搅拌提取;微波辅助提取;超声波辅助提取中图分类号:TQ466.9文献标识码:A文章编号：1671-3206（2020）12-2994-04Comparative research on the extractiontechnology for lycopene from tomatoesLI Rui(Xi*an University of Post&Telecommunications,Xi*an710121,China)Abstract:Based on tomatoes as raw materials,acetone-n-hexane(2：1)mixture as extraction solvent,lyco­pene was extracted by using oscillating water bath extraction,microwave-assisted extraction and ultrasonic-assisted extraction.Orthogonal experimental design method was used to optimize the extraction process of three extraction methods.The oscillating water bath extraction method:extraction temperature of35, time90min,material-liquid ratio of1：7g/mL,mixture of acetone and zi-hexane concentration of70%, the extraction rate was0.146mg/g；the microwave-assisted extraction method:microwave power of 400W, time40s,material-liquid ratio of1：3,mixture of acetone and n-hexane concentration of70%,the extraction rate was0.593mg/g；the ultrasonic-assisted extraction method:ultrasound power of200W, time15min,material-liquid ratio of1：5,extraction temperature of40°C,the extraction rate was 0.489mg/g.Microwave-assisted extraction had the highest extraction Tale.Key words:lycopene；tomato；oscillating water bath extraction；microwave-assisted extraction；ultrason­ic-assisted extraction番茄红素（lycopene）广泛存在于番茄、西瓜、木瓜、木鳖果、葡萄柚等果实中⑴，是类胡萝卜素的一种a】，具有很强的氧化性⑷。

2010年6月第31卷第6期食品研究与开发番茄红素（lycopene ）是成熟番茄的主要色素,是一种不含氧的类胡萝卜素。

番茄红素在自然界中主要存在于西瓜、南瓜、李子、柿子、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、红莓、云莓、柑橘等果实,茶的叶片及萝卜、胡萝卜、芜菁甘蓝等的根部，其中在番茄中的含量最高[1]。

近年来的研究表明，番茄红素具有极强的抗氧化能力，是迄今为止所发现的抗氧化能力最强的天然物质之一。

它能防治心血管疾病，提高机体免疫力，预防癌症，抑制癌细胞的繁殖[2]。

当今番茄红素不仅仅是食品更作为保健品受到越来越多人们的青睐。

关于番茄红素含量的测定现行的检测方法有高效液相色谱法[3]和紫外分光光度计法[4],高效液相色谱法是通过样品的峰面积与标准品的峰面积比较的结果来测定样品中番茄红素的含量，该方法分离效果好,分析速度快,样品用量少，但由于其试验成本高，番茄红素的标准品极不稳定，每次试验前需要对其浓度进行确定等缺点,影响了该方法的推广。

而紫外分光光度法是利用紫外—可见分光度计测定标准系列各点的吸光值，提取后的试样测定出的吸光值在标准曲线上查出相应的质量，通过计算得出结果。

本文利用苏丹Ⅰ标准品替代番茄红素标准品，利用番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，易溶于石油醚、乙烷、丙酮、氯仿、乙醚等有机溶剂的性质，确定出番茄红素最佳的提取工艺。

1材料和方法1.1仪器和试剂TU —1810紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；正己烷、甲醇、无水乙醇、苏丹Ⅰ号标准品：分析纯。

1.2方法1.2.1番茄红素标准曲线的绘制由于番茄红素标准品价格昂贵，且见光易分解，而苏丹Ι与番茄红素有类似的特征吸收峰，故用苏丹Ι番茄红素的提取工艺及检测方法探讨程杨（天津市食品研究所有限公司，天津301609）摘要：采用浸提法从试样中提取番茄红素，用苏丹Ⅰ标准品代替番茄红素标准品，通过紫外分光光度法测定试样中番茄红素的含量。

课题：番茄红素的提取工艺Study on the extraction of lycopene姓名：赵玲学号：0743085096专业：制药工程一、研究目的和意义：番茄红素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一种不含氧的类胡萝卜素。

在类胡萝卜素中，它具有最强的抗氧化活性。

番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。

具有极强的清除自由基的能力，对防治前列腺癌、肺癌、乳腺癌、子宫癌等有显著效果，还有预防心脑血管疾病、提高免疫力、延缓衰老等功效，有植物黄金之称，被誉为“21世纪保健品的新宠”。

它是自然界中最强的抗氧化剂，其抗氧化作用是?-胡萝卜素的2倍，VE的100倍。

在清除人体“万病之源”――自由基方面，番茄红素的作用比β-胡萝卜素更强大。

2003年，美国《时代》杂志把番茄红素列在“对人类健康贡献最大的食品”之首，番茄红素也因此被称为“植物中的黄金”。

目前，番茄红素已在欧美、日本和我国港台地区被广泛接受。

对防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌、乳癌有奇效，有效抑制癌细胞的扩散和复制，被西方国家称为“植物黄金”，保护细胞DNA免受自由基损害，防止细胞病变、突变、癌变；含强力抗氧化生物活物质，能促使细胞的生长和再生，美容袪皱，延缓衰老，维技皮肤健康。

二、相关的学科知识：目前研究番茄红素的提取工艺主要是要解决以下几个问题；（1）预处理对番茄红素提取的影响（2）温度，时间以及皂化对番茄红素的影响总之要提取高质量的番茄红素，除了要把握好反应条件及材料的而选择外，还应积极的寻扎更新的提取方法。

三、检索数据库和检索范围：四、检索词：中文：1番茄红素2提取3制备英文：1 lycopene2 extraction3 preparetion五、检索式：中文：A （T=番茄红素)*(U=提取)B (T=番茄红素)*[(U=提取)+（U=制备）]英文：A （T=lycopene）*(U= extraction)B (T= extraction )*[(U= extraction)+ (U= preparetion)]六、检索结果：（1）重庆维普中文科技期刊数据库（经查证，该数据库均提供原文）：用检索式A共检出文献10篇，选择3篇如下：001【题名】从新鲜番茄中提取番茄红素工艺的研究【作者】曹楠赵明【原文出处】枣庄学院化学化工系【关键词】番茄红素提取条件浓缩结晶鉴定【摘要】研究从新鲜番茄中提取番茄红素粗产品，并进一步分离纯化的工艺条件。

图1　番茄红素的光谱特性２　浸提溶剂的选择称取相同质量的番茄皮粉末分别置于三角瓶中，分别加入相同体积的环乙烷、６＃溶剂油、丙酮、氯仿和乙酸乙酯，用提取法，在４０　℃浸提１　ｈ，离心过滤，取１　ｍＬ浸提液测定最大吸收波长处的吸光度，实验结果见表１。

从表１可看出，６＃溶剂、氯仿和乙酸乙酯的浸提效果较好。

氯仿的效果最好，乙酸乙酯次之，但考虑到氯仿毒性大，浸提物中会有一定的溶剂残留，因此不宜作为食品及药物的溶剂；乙酸乙酯虽然是低毒的有机溶剂，但因它的价格比丙酮的价格高，挥发性强，对人体有危害。

因此在本实验主要使用６＃溶剂作为提取液。

它的优点在于毒性低，易回收，加热后无残留，溶解色素能力强，生产安全性好，价格便宜；且６＃溶剂作为提取液更易于工业化，所以采用此溶剂作为本实验的提取溶剂更具有实际意义。

表1　不同溶剂的吸光度的关系溶剂丙酮氯仿环己烷6#溶剂乙酸乙酯吸光度0.2040.3960.1120.2980.321３　微波功率对提取率的影响由图２可知，微波功率对浸提效果影响显著，在１４０～７００　Ｗ的功率范围内色素提取率显著增加，可能是因为在高温条件，番茄红素色素更易溶出。

但微波处理功率在５６０　Ｗ后，2　微波处理功率对提取率的影响４　微波法浸取时间对提取率的影响精确称取０．５　ｇ番茄皮粉末１２分别置于具塞三角瓶中，并向其中各加１２　ｍＬ的６＃溶剂和丙酮，在微波功５６０　Ｗ的条件下，分别加热２０、４０、６０、８０、１００　ｓ和１２０　ｓ。

然后再测定上清液的吸光度，实验结果见表２、３。

由表２、表３可知，在相同的条件下，溶剂比丙酮溶剂对番茄皮中的番茄红素的提取效果明显要强。

其中，在１００　ｓ的时间内提取的番茄红素的吸光度较大。

2　6#溶剂提取时间对提取率的影响萃取（s）20406080100吸光度0.1670.1830.1760.2010.2080.798丙酮溶剂提取时间对提取率的影响萃取时间（s）20406080100吸光度0.1260.1280.1390.1430.162结论番茄红素使番茄及其制品呈现鲜艳的红色，同时，对金属铁离子和光线都十分敏感。

微波提取红色素的原理微波提取红色素的原理是利用微波加热的特性和红色素的化学特性，在微波辐射的作用下，通过微波加热提取红色素。

微波是一种电磁波，其频率介于无线电波和红外线之间。

微波加热是一种快速、高效的加热方式，具有穿透性强、加热均匀的特点。

在微波加热过程中，微波能量被物质中的分子吸收，使分子内部发生振动和摩擦，从而产生热能。

红色素是一类重要的天然色素，广泛应用于食品、化妆品等工业中。

提取红色素的传统方法通常是通过溶剂提取，但这种方法存在着提取效率低、过程时间长和有机溶剂污染等问题。

与传统方法相比，微波提取红色素具有高效、快速、环保等优势。

微波加热对红色素分子的提取主要有以下几个方面的作用：1. 破坏细胞结构：红色素通常存在于动植物的细胞中，微波能量可以穿透细胞壁，对细胞结构进行加热和震荡。

微波加热作用下，细胞壁会发生热胀冷缩的变化，从而使细胞壁破裂，释放出红色素分子。

2. 易溶性提高：红色素通常与细胞组织的结合较强，不易溶于水。

而微波加热可以增加溶液的温度和压力，使红色素分子与水分子的相互作用力增加，提高红色素的溶解度。

此外，微波加热还可以打破红色素与细胞组织之间的化学键，并促进红色素分子的释放和溶解。

3. 加速反应速率：微波加热技术可以在较短的时间内将样品加热至较高的温度，从而提高红色素分子的反应速率。

微波加热使样品温度迅速上升，加快了红色素分子的热运动和反应速度，促进红色素分子的释放和溶解过程。

4. 保持红色素的稳定性：微波加热可以在较短的时间内将温度升到较高，然后迅速冷却，以保持红色素的稳定性和色泽。

相对于传统的加热方式，微波加热过程更短暂，避免了红色素的过度加热和降解，有利于保持红色素的品质和稳定性。

综上所述，微波提取红色素的原理是通过微波加热的特性和红色素的化学特性，利用微波能量促进红色素分子的释放、溶解和反应过程。

微波提取红色素具有高效、快速、环保等优点，是一种较为理想的红色素提取方法。