番茄红素的药理研究和应用

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。

一般来说〃目前较为常用的有CO2超临界萃取法和有机溶剂提取法。

二、番茄红素的生理功能

近年研究表明〃番茄红素具有多种生物学作用〃如猝灭单线态氧、清除自由基、诱导细胞间连接通讯、调控肿瘤增殖等。番茄红素具有比其他类胡萝卜素更强的清除猝灭单线态氧的能力〃此外〃番茄红素还可以与过氧化氢及二氧化氮等的活性碎片反应。最近研究表明〃番茄红素在保护淋巴细胞免受二氧化碳自由基造成的细胞膜损害或细胞致死方面的能力非常强。

由于番茄红素的作用机理和强大的功效〃人们开始关注番茄红素与一些退行性疾病的相关性研究〃流行病学研究指出〃摄入更多的番茄红素的人或在血浆与脂肪组织中有较高浓度番茄红素的人患上某些慢性病的危险会降低〃包括癌症与心脏病。番茄红素还有延缓衰老的作用〃主要表现在人体器官中的番茄红素含量与大多数退行性疾病呈负相关。

番茄红素对氧化胁迫介导的皮肤损害有保护效应〃番茄红素水平还是决定斑点退化发生的主要因素。印度学者指出〃番茄红素可令不育男子的精子数目增

多〃精子的活跃性增强〃从而医治不育问题。

三、番茄红素用于防治癌症

研究表明〃番茄红素强有力的清除自由基的能力〃对预防前列腺癌、结肠癌和子宫癌等具有显著的相关作用。最新的研究认为番茄红素是最有可能预防心脏病和癌症的物质〃而α-和β-胡萝卜素及叶黄素均无此作用。而在前列腺中〃番茄红素是浓度最高的类胡萝卜素〃与维生素E相比〃番茄红素是最有效的单线态氧消除剂〃还具有抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化的作用。

哈佛公众医学院Edword Givanucci.D首次发表了摄取番茄产品可以降低前列腺癌症发病率的流行病学研究〃证明常吃番茄的人比不常吃番茄的人患前列腺癌的机会减少了45%。Dana Farber癌症研究所的Steven〃K〃Clinton发表了与Giovanucci博士一致的研究结果。国外学者研究了番茄制品与低食道癌和其他癌症发病率的关系〃发现大量使用番茄沙司的地中海人患前列腺癌的发病率最低〃使用番茄沙司较少的非洲美裔患前列腺癌最高。番茄红素可调节细胞周期调控分子和诱导人体前列腺癌前病变和癌灶消退〃番茄红素含量低与胰腺癌、膀胱癌的发生相关。

Campbell等人发现肝硬化患者体内番茄红素的含量较低〃Franceochi等人发现发癌率与番茄的摄取量有关〃Sharoni等人对番茄红素的抗癌活性的研究发现〃番茄红素对子宫癌细胞、肺癌细胞和乳腺癌细胞具有较强的抑制作用。番茄红素也能抑制胰岛素生长因子(IGF)刺激的癌细胞增殖。番茄红素对DMBA 诱发的大鼠乳腺肿瘤模型也有抑制作用。

四、国内外番茄红素的应用

番茄红素作为天然色素已在全世界范围内被广泛接受〃将番茄红素应用于保

健食品中〃在国外主要用于几个方面：(1)用于防止紫外线灼伤〃保护皮肤的产品；(2)用于延缓衰老的产品；(3)用于类胡萝卜素复合产品；(4)应用于预防前列腺癌的产品。

欧共体很早就允许使用番茄红素〃但由于其在各植物体内含量均较低〃因而一直未能商业化生产。在发现番茄红素的特殊生理功能后〃以色列率先开发番茄红素产品〃他们以通过基因工程获得的高番茄红素含量的杂交番茄为原料〃在生产各种番茄加工制品的同时〃利用有机溶剂萃取残渣中的番茄红素。再在脱除溶剂后进行调配〃以得到不同浓度的番茄红素制品.日本的一些公司也申请了大量与此相关的专利。此外〃美国也有1%浓度的番茄红素油树脂出售。国内番茄红素的生产和研究均处于起步阶段〃但会有很好的前景。