番茄红素的研究

番茄红素的研究摘要：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。

番茄红索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，随着相关研究的不断深入，番茄红素的应用领域将会越来越广泛。

关键词：番茄红素；理化性质；生理功能；提取工艺；测定方法番茄红素是一种黄／红色类胡萝卜素。

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。

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。

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，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。

番茄红素是多不饱和碳氢化合物，分子中有11个共扼及2个非共扼双键，因此番茄红素稳定性差，容易燃烧，易被氧化。

其损失主要是由于发生氧化、顺反式异构化和降解造成，氧、热、光会促使番茄红素顺反异构化和氧化降解，因此稳定性研究是番茄红素研究领域的一项重要内容。

番茄红素性质十分活泼，光、氧气、金属离子等均会影响其稳定性，但耐热稳定性较好，对碱也比较稳定，盐酸却对其有较强的破坏作用。

番茄红素对光尤为敏感，尤其是对日光和紫外光，日光下0.5d，番茄红素基本损失。

紫外光下3d后番茄红素损失40％，研究发现．番茄红素的降解在热处理和光照环境中为一级反应；500℃时最初9h异构化为主要趋势，100—1500℃时降解为主要趋势。

而且降解速率随温度升高而提高。

2 番茄红素的生理功能2.1 抗氧化活性氧化作用是诱发疾病的重要原因。

组织内产生的氧自由基能和细胞内的DNA、蛋白质、碳水化合物和脂类等重要的大分子反应，破坏它们的功能，引起一系列的疾病。

番茄红素能够接受不同电子激发态的能量，使单线态氧的能量转移到番茄红素中，生成基态氧分子和三重态番茄红素，从而淬灭单线态氧，还可以通过电子转移过程清除自由基，防止蛋白质和DNA受到氧化破坏。

预防疾病的发生。

番茄红素具有较强的抗氧化能力，在类胡萝卜素中，番茄红素能有效淬灭单线态氧和清除过氧化氢等。

潘洪志等研究发现，超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)和总抗氧化能力(T—AOC)的活性与对照组相比显著升高，而丙二醛(MDA)显著降低，说明番茄红素具有良好的抗氧化作用。

研究表明，番茄红素可以明显缩小脑梗死范围，改善神经症状，明显升高脑组织超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)的活性，降低MDA含量。

番茄红素可以提高机体抗氧化酶活力，降低脂质过氧化，从而拮抗四氯化碳引起的氧化损伤，对大鼠急性肝损伤有一定的保护作用。

2.2 抗癌活性番茄红素能抑制许多癌细胞增殖。

研究发现番茄红素可以强烈抑制子宫癌、乳腺癌和肺癌癌细胞增殖。

而且番茄红素可以显著抑制乳腺癌细胞增殖。

番茄红素可通过影响乳腺癌、肺癌和子宫癌细胞周期中G1到S转化阶段来影响肿瘤细胞的生长。

以骨髓白血病细胞系HL-60为试材，对许多分化促进剂和增殖抑制剂进行了研究，发现HL-60细胞的生长速度随着番茄红素浓度的提高而降低，这种降低总伴随着细胞生命周期中G0／G1周期的抑制。

番茄红素具有明显的抗肿瘤作用，能有效抑制肿瘤生长和延长荷瘤小鼠生存时间，增强脾脏T淋巴细胞增殖活力，提高NK细胞杀伤活性。

番茄红素在体外培养下对前列腺癌细胞增殖有显著的抑制作用，且血清中番茄红素含量与患前列腺癌的风险呈负相关。

此外，血液中番茄红素的浓度与前列腺癌、食道癌、胰腺癌、胃肠癌、乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌等的发病率呈负相关，尤其在预防前列腺癌方面效果显著。

2.3 增强免疫活性许多疾病的发生与自身的免疫力下降有关，番茄红素能保护吞噬细胞免受自身的氧化损伤。

番茄红素与机体免疫系统的相关研究相对开展较晚在细胞模型中发现番茄红素对T 淋巴细胞转化有促进作用其原因可能是一方面番茄红素保护了T 淋巴细胞的D N A 避免了增殖过程中D N A 复制时可能发生的损伤另一方面可能是番茄红素促进了淋巴细胞间的相互作用通过分泌细胞因子活化细胞最终表现对T 淋巴细胞转化起到促进作用，刺激效应T细胞功能，具有延缓衰老和降低疾病发生的作用。

通过分泌细胞活化因子活化细胞，最终表现为对吞噬能力及淋巴细胞转化的促进，增强免疫功能。

2.4 预防心血管疾病的活性发现番茄红素能阻止DNA和脂蛋白氧化，从而减缓动脉粥样硬化，还可以阻止LDL 胆固醇氧化产物形成，防止冠心病的发生。

血清番茄红素水平与主动脉钙化呈负相关。

高番茄红素水平可降低急性心梗死亡率，番茄红素对兔主动脉脂质过氧化损伤具有较好的保护作用。

且能降低甘油三酯，保护血管内皮功能，减轻高脂兔动脉粥样硬化病变形成，具有抗动脉粥样硬化的作用。

番茄红素还可使胆固醇合成减少，细胞中LDL的降解增加，从而减少心肌梗死的危险性。

2.5 其他活性在离体条件下．番茄红素能促进巨噬细胞低密度脂蛋白受体活性，抑制胆固醇合成。

并且番茄红素除了具有防癌抗癌的生理功能外。

还具有减轻皮肤受紫外线损伤的作用。

血浆中维生素E、类胡萝卜素水平和白内障的关系，发现血浆中番茄红素含量较低的人患白内障的可能性比正常人高2倍，而与其他类型的类胡萝卜素(玉米黄质和叶黄素等)及维生素E无关。

番茄红素可预防氧自由基引发的视网膜黄斑病变，对视网膜色斑退化引起的视力下降和失明可能有保护作用。

3 番茄红素的提取工艺随着番茄红素生物学功能的开发与应用番茄红素的制备技术也逐渐成为研究热点之一目前番茄红素可通过化学合成植物萃取和微生物发酵三种方法来获得其中植物萃取法又包括直接粉碎有机溶剂提取酶反应超临界流体萃取等方法。

3.1 有机溶剂浸提法番茄红素为脂溶性物质，可用正己烷、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、石油醚等作为浸提溶剂，氯仿浸提效果较好，但毒性很大，而以乙酸乙酯作浸提剂可以获得很高的浸提率。

番茄红素的浸提工艺是：番茄果皮先干燥，然后有机溶剂浸提，取滤液，过滤，滤液真空浓缩，滤渣经过二次浸提，真空浓缩，精制包装。

3.2 酶反应法酶反应法是利用番茄皮自身的果胶酶和纤维素酶反应提取番茄红素的方法。

其提取工艺是：(1)番茄(或番茄加工副产物)经打浆粉碎后，加碱调节pH值至7．5-9．0；(2)45～60℃加热搅拌5h左右；(3)过滤除去表皮、种子和纤维等残渣，得提取液；(4)加酸调节提取液至弱酸性(pH4.0-4.5)，以类胡萝卜素凝聚沉淀，经虹吸除去上部浑浊液，得含类胡萝卜素沉淀；(5)调节沉淀的pH值后真空浓缩，然后加酸或食盐保存。

3.3 超临界流体萃取法超临界流体是物质的一种特殊相，具有良好的溶剂性质，广泛应用于有机物萃取。

超临界流体萃取技术是食品工业新兴的一项萃取、分离和纯化技术。

即利用超临界流体作萃取剂，从液体或固体物料中萃取、分离和纯化物料。

其技术原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。

3.4 微波提取法微波是一种频率在300 MHz～300 GHz之间的电磁波。

具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特征。

微波的热效应是基于物质的介电性质和物质的内部不同电荷极化不具备跟上交变电场的能力来实现的。

与传统的索氏提取相比，微波法提取的最大优点是提取时间大大缩短．且提取率较高；而与超临界CO：萃取相比，具有成本低、投资少、提取效率高等优点。

3.5 超声波提取法为了加快浸提速度。

实践中常采用超声波提取法。

超声波可以加速番茄红素在溶剂中的溶解过程，减少番茄红素在空气和日光中暴露的时间，但对于超声波是否会对番茄红素本身造成影响，是否会加速番茄红素氧化降解以及导致其顺反异构化反应等，尚不是很清楚。

4 番茄红素的测定方法4.1 纸色谱法此法操作简单易行。

成本低廉，可迅速对样品进行定性分析。

其中，选择适宜的展开剂是关键。

如果没有标准品，可将分离出的各个组分洗脱，洗脱液在紫外分光光度计上进行扫描。

根据最大吸收峰的位置确定样品组成。

4.2 薄层色谱法薄层色谱法应用广泛，常用的薄层色谱固定相为硅胶、氧化铝和聚酰胺等。

番茄红素为亲脂性物质，要用极性较低的展开剂展开。

如氯仿、丙酮、石油醚、乙酸乙酯等。

可用2．8％硝酸银-甲醇溶液进行显色，斑点颜色在甲醇挥发后会有变化，以此可以区别。

遇上番茄红素掰值过大不能用正相色谱分离时，可采用反相系统，即用亲脂溶剂(石蜡油、煤油、硅酮油、橡胶等)浸泡层析板．用含水的醇或与此极性相近的溶剂作为展开剂。

新疆农业大学张晓敏以番茄红素标准品作对照。

用硅胶G作薄层层析，用V(石油醚)：V(丙酮)为19：1、9：1、4：1做一维多次展开获得了较好的分离效果。

4.3 高效液相色谱法此法因具有高效、样品用量少等特点．应用已较为成熟和广泛，只是番茄红素属于亲脂性物质。

实际检测中工作人员常用反相液相色谱进行测定。

固定相一般为C18键合硅胶。

国外也有用C30键合硅胶作为固定相的报道，一般以甲醇一水为流动相。

此法要求有番茄红素标准品作为对照．但番茄红素标准品极难保存，价格昂贵，日常使用难度大。

4.4 差示扫描量热法差示扫描量热法是法定的药物纯度测试手段之一，可以快速、方便、准确地测定高纯度化工、医药产品。

差示扫描量热法测定纯度是以范特霍夫熔点下降理论为基础，根据熔点的下降来确定杂质的含量。

此法样品用量少，分析速度快，样品制备过程中无需分离样品中的杂质．具有较高的精确度和准确度．但对样品的纯度要求较高，纯度必须在98％以上．这大大限制了此法的应用范围。

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