番茄红素 论文

番茄红素论文

摘要：综述了番茄红素的理化性质，重点介绍了番茄红素提取方法的研究，并对其应用前景作了展望。

关键词：番茄红素；提取；生理功能

番茄是茄科多年生草本植物，又称西红柿。番茄含有丰富的胡萝卜素、维生素C以及B族维生素，尤其是维生素C含量是蔬菜之冠。番茄富含纤维素与钙、磷、钾、镁、铁、锌、铜、碘等多种元素。番茄还含番茄红素、苹果酸、柠檬酸和糖类。其中的番茄红素在近些年颇受研究者关注。

据科学研究证实：番茄中所含番茄红素具有抗氧化作用，可清除体内的自由基，预防心血管疾病的发生，有效地减少胰腺癌、直肠癌、口腔癌、乳腺癌的发生，尤其可阻止前列腺癌变的进程。番茄也含有谷胱甘肽，具有推迟细胞衰老, 降低恶性肿瘤发病率的作用，因此番茄拥有“长寿果”之美誉。

番茄红素是一种天然类胡萝卜素，其分子式为C40H56，分子量为536.85。天然的番茄红素是反式结构，而动物体内的番茄红素则以顺式结构为主，研究表明顺式结构的番茄红素预防疾病的作用比反式结构的番茄红素强。通过高温处理或油炸的番茄红素由反式向顺式构型转变，颜色变浅，溶解度降低。而简单加工(加热)不会改变番茄红素的同分异构体形式。番茄红素是含有11个共轭双键及2个非共轭双键的非环状平面多不饱和脂肪烃．正是由于番茄红素具有同一平面

上较多共轭双键的结构，其化学结构不稳定，极易被氧化，所以它们具有还原性，使其在清除自由基的反应中速率最大，其清除速率是维生素E的1 OO倍，是β—胡萝卜素的2倍[1-4]。共轭双键还能降低电子跃升到高能阶所需的能量，使分子吸收更长波长的可见光。番茄红素能接受不同电子的激发，生成基态氧或三重态氧番茄红素。一个三重态氧番茄红素，可消除数千个单线态氧自由基。由于番茄红素吸收大多数的可见光，因此是红色。有颜色的化学物质结构中大多都含有共轭双键的发色团和助色团，由以上可得明白为什么保健专家提倡大家多吃深色蔬菜和水果用以达到抗氧化、抗衰老的目的的理由。

据离体试验番茄红素能抑制HL-60前骨髓性白血病细胞生长，阻碍C3H／10T1／2细胞恶性转变。番茄红素抗癌作用主要是改善细胞之间隙缝的结合蛋白遗传密码的连接，以促进隙缝结合点信息传递。据Levy研究，番茄红素对子宫癌、乳癌、肺癌细胞生长抑制作用比α-胡萝卜素和β-胡萝卜素强l0倍。他比较癌细胞在四氢峡喃或番茄红素(4μM)共同存在下培养时，对DNA 的前体物质3H一胸苷(Thymidine)的DNA收取数，即在给予放射线胸昔后发射的粒子收取数(计数／min)，证明对癌细胞的培养有明显抑制作用。另有试验用含番茄红素(17mg／kg)的水喂大鼠35周，以水作对照，试验前先授于致癌剂，结果大肠癌发生率明显低于对照组。曾对美国4800人进行6年追踪调查，发现在131种常用食品中，凡常用番茄或其制品者，前列腺癌患者明显下降。另据美国哈佛医学院1998年临床研究，发现番茄红素能缩小肿瘤，减慢肿瘤的扩散速度，特别是前列腺癌、肺癌和胃癌，类似这样的报告有上百篇.[11]

低密度脂蛋白氧化物(Oxidiged LDL-OXLDL)与动脉硬化等心血

管疾病密切有关，可使血管壁产生纤维状斑点，进一步产生坏死和钙化，从而导致血管狭窄、血管壁内膜损伤，乃至发生动脉瘤和出血。番茄红素属脂溶性物质，与脂肪有亲和性，可与LDL结合后在血中运行，发挥其强抗氧化作用。据分析，在LDL(100μg蛋白质／mL)中加入VE(1μM)，在CuS04诱导下，LDL的氧化受阻。而当VE和番茄红素同时加入，LDL氧化的抑制作用便可成倍增加[12]。

番茄红素的提取分离方法主要有有机溶剂提取法、酶反应法、微生物发酵法、人工合成法、超临界CO2萃取法、微波法等。其中最传统的方法是溶剂提取法(即浸提法)，但传统的浸提方法存在着浸提时间长、劳动强度大、原料与处理能耗大、热敏性组份易破坏等缺点。化学合成的番茄红素中含多种异构体和杂质，因而禁止在保健品中使用，市场份额锐减；而天然提取法受限于原料，成本难于进一步降低且生产明显受季节影响。因而，开发微生物发酵生产法近年来呈现明显的优势。

有机溶剂萃取法

番茄红素是一种具有1 1个碳碳不饱和双键的脂肪烃，它不溶于水，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。根据这一性质，可利用亲脂性有机溶剂从番茄中提取番茄红素[5]。提取pH、提取温度、提取时间是影响提取效果的最主要因素。有机溶剂提取法设备少，工艺简单，操作方便，但由于番茄中还含有其它成分，而且有机溶剂会有痕量残留。只单单采用溶剂萃取，

得到的产品一般纯度不高，番茄红素含量约在5％-15％左右，而且通常不会产生番茄红素晶体，而是一种呈油状的物质，即番茄红素油树脂。研究者[7]对传统的番茄红素的提取过程进行改进，使用混合溶剂作浸提剂，并在提取前使用弱碱Na2CO3，对番茄糊进行皂化，缩短了提取时间。皂化法的原理是通过对番茄加工原料的皂化来破坏番茄组织细胞，从而使番茄红素得以“完全”释放出来。皂化法可以使番茄红素的提取量比普通提取法提高4倍，同时可以消除β—胡萝卜素对番茄红素测定的影响。

工艺流程[6]：番茄→捣碎成泥→烘干→粉碎→皂化→有机溶剂浸提→提取液→过滤→滤液→浓缩粗品。

超临界CO2萃取

超临界CO2萃取技术是食品工业新兴的一项萃取、分离和纯化技术，具有工艺简单、天然绿色、无溶剂残留及提取温度低等优点。物质在较高的压力下，液相和气相差别缩小，达到某一温度与压力时，差别消失合并成一相，此状态成为临界点，此时的温度和压力分别称为临界温度和临界压力，当温度和压力超过临界点时，其流体的性质介于液体和气体之间，称为超临界流体。超临界流体具有气液两重性的特点，既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。它可实现所需要的分离目的，特别适于番茄红素等热敏性成分。孙庆杰[9]等利用超临界CO2萃取技术，在不同萃取条件下对番茄皮中番茄红素的提取进行了初步研究。结果证明，采用压力15～20 MPa，温度40℃～ 50℃，流量20 kg／h，

时间1～2 h的条件，可提取90 以上的番茄红素，而且提取物无异味，无溶剂残留。虽然超临界流体萃取技术有着许多的优点，但同时也存在着一些制约因素，如番茄红素在CO2临界状态下的溶解度等基础数据缺乏，超临界萃取设备投资高，操作成本较高等。这些问题都不同程度地制约了超临界流体萃取技术的应用

工艺流程：新鲜大红番茄原料→打浆→压榨过滤→真空干燥→粉碎→过筛→称重→装萃取槽、密封→控制适宜的工作参数→静态、动态萃取→降压分离→由分离柱获得番茄红素→产品质量检测。

酶反应法

主要是利用番茄皮自身所含有的酶或外加酶发生反应来提取番

茄红素。日本一专利介绍了利用番茄皮自身果胶酶和纤维素酶反应来提取番茄红素。在微碱性条件下，使番茄皮中的果胶酶和纤维酶反应，分解果胶和纤维素，使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。此方法与传统的有机溶剂提取法相比，缩短了提取时间，同时提取率也有了显著的提高。DubodelN P[8]通过外加果胶酶和纤维素酶的方法来提取番茄红素。

工艺流程：番茄原料(番茄酱、番茄泥等)→果胶酶和纤维素酶在50℃处理3 h，除去90 的非色素物质→离心→沉淀用96的乙醇洗涤→过滤→乙醇和植物油提取→分离油相→产品。

番茄红素所具有的优越生理功能和防癌、抗癌作用，被誉为“二十一世纪医药保健制品新宠”，番茄产业则被称为“红色产业”，中国的番茄红素开发亦被纳入“国家863计划”，受到的高度重视。但行业投

资者更为关注的是，这红色产业的风暴什么时候都会来临？普通消费者也在关注，什么时候才能自由选择到物美价廉的番茄红素产品，而不是像目前一样选择余地很小，产品价格又比较昂贵。随着中国老龄化时代的到来，更多的人需要番茄红素保健制品，而随着人们生活水平的提高，年轻白领一代也更为关注自己的身心健康，积极购买番茄红素类产品，这些都将推动番茄红素市场的发展。番茄红素的开发应用在国际上正处于发展初期，在国内则刚刚起步。我国是个农业大国，每年番茄产量达1000多万吨，如能充分利用资源优势开发番茄红素，今后其国际国内市场潜力将不可估量。[10]

参考文献：

[1]刘秀萍．番茄红素对人体高强度耐力运动后氧自由基代谢的影响[J]．北京体育大学学报，2006，29(9)：1205—1207．

[2]任云霞，刘海洋，丰淑红，等．番茄红素提取工艺的优化研究[J]．食品工业科技，2002，23(5)：33—35．

[3]蔡乐波．番茄红素抗癌作用的研究及进展[J]．食品研究与开发，2004，25(4)：6—10．

[4]魏来，赵春景．番茄红素抗氧化和调节血脂作用的研究进展[J]．中国药业，2004，13(10)：21—23．

[5]王燕燕，邱进申，郑辉杰．番茄红素分离与分析的研究进展[J]．中国食品添加剂，2002，(4)

[6]郑辉杰，李志强，刘伟，邸进申．响应面法优化番茄红素提取工艺研究．北方园艺，2009，(2)：5~8

[7]夏萍，盛建军．番茄红素的提取工艺研究[J]．应用化工，2007，36(10)：975—979．

[8]Dubodel N P．Pischevaya Promyshlennost[J]．Mos—COW ，1995．

[9]孙庆杰，丁霄霖．超临界CO 萃取番茄红素的初步研究[J]．食品与发酵工业，2004(1)：3—6．

[10]保健食品市场看好番茄红素开发前景中国食品质量报作者：陆淘

[11] 凌关庭．可供开发食品添加剂(Ⅳ)番茄色素及其生理功能【J】．粮食与油脂，2003，(1)：47-50