番茄红素的生物学作用及应用研究进展_陈锦瑶

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氧化损伤被认为是引起癌症和心脑血管疾病 发病增加的主要原因之一。番茄红素的体外抗氧 化能力已得到许 多 实 验 证 实,番 茄 红 素 猝 灭 单 线 态氧的能力 是 目 前 常 用 的 抗 氧 化 剂 β-胡 萝 卜 素 的 2 倍多,是维生素 E 的 100 倍[8]。
RAO 等[8] 提 出,25 ~ 30mg / d 剂 量 的 番 茄 红 素可发挥有效增强机体抗氧化能力的作用。但近 年来发表的观察性队列研究和干预实验结论并不 一致: 2010 年,美国护士健康研究( Nurses‘ Health Study and Nurses ’ Health Study II cohorts in 1980—2004) 中对美国女性血清各营养 素 水 平 与 总抗氧化能力、关 节 炎 和 系 统 性 红 斑 狼 疮 关 系 的 研究未发现血清番茄红素水平与总抗氧化水平的 相 关 性[9]; PELLEGRINI 等[10] 2000 年 的 一 项 人 体干预研究表明,补 充 番 茄 红 素 并 不 能 增 强 体 内
番茄红素 在 人 体 主 要 分 布 在 睾 丸 和 肾 上 腺 中 ,肝 脏 、脂 肪 组 织 、前 列 腺 及 卵 巢 中 分 布 也 较 多 。 脑组织中未能测出番茄红素( 提示其可能无法越 过血 - 脑屏障进入脑组织) 。血中与组织中的番 茄红 素 浓 度 在 一 定 剂 量 范 围 内 成 正 相 关 关 系[3,5,7]。人体内含 有 的 类 胡 萝 卜 素 约 50 % 是 番 茄红素,并且番茄 红 素 也 是 人 乳 中 含 有 的 主 要 类 胡 萝 卜 素 之 一[7] 。 2. 3 代谢和排泄
第 42 卷 第 2 期 336 2013 年 3 月
卫生研究 JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH
文章编号: 1000-8020( 2013) 02-0336-07
Vol. 42 No. 2 Mar. 2013
·综 述·
番茄红素的生物学作用及应用研究进展
陈锦瑶 综述 张立实1 审校
REID 等[18]对 1955—2010 年 间 发 表 的 番 茄 红素对血脂和 血 压 的 干 预 研 究 报 告 的 Meta 分 析 结果表明,补充番 茄 红 素 可 有 效 降 低 血 清 总 胆 固 醇和低密度脂蛋白胆固醇( 13 项研究) ,并能有效 降低收缩压( 4 项研究) 。
一些欧美国家较大规模的观察性研究也发现 体内番茄 红 素 水 平 与 心 血 管 疾 病 风 险 的 负 相 关 性: 欧 洲 的 抗 氧 化 剂、心 肌 缺 血 和 乳 腺 癌 研 究 ( European community multicenter study on Antioxidants, Myocardial Infarction and breast Cancer,EURAMIC ) 和 妇 女 健 康 研 究 ( Women Health Study,WHS ) 中 发 现,脂 肪 和 血 浆 中 番 茄 红素 水 平 与 冠 心 病 的 发 生 呈 负 相 关[19]。 Kuopio 缺 血 性 心 脏 病 研 究 ( Kuopio Ischaemic Heart Disease Risk Factor,KIHD ) 表 明[20],芬 兰 东 部
关键词: 番茄红素 生物学作用 安全性评价
中图分类号: Q562
文献标识码: A
番茄 红 素 ( lycopene) 广 泛 存 在 于 番 茄、番 茄 制 品 及 西 瓜 、葡 萄 柚 等 水 果 中 ,是 成 熟 番 茄 中 的 主 要色素,也 是 常 见 的 类 胡 萝 卜 素 之 一。1989 年, MASCIO 发现番茄红素在所有类胡萝卜素中对单 线态氧的猝 灭 活 性 最 高。随 后,对 番 茄 红 素 的 功 能研究成为一大 热 点,研 究 内 容 涉 及 番 茄 红 素 的 吸收和代谢,番茄 红 素 降 低 前 列 腺 癌 等 多 种 肿 瘤 和心血管疾病等 发 生 的 风 险,以 及 番 茄 红 素 的 提 取和测定方 法 等。目 前,番 茄 红 素 不 仅 已 广 泛 用 作天然色素,而且 也 已 越 来 越 多 地 应 用 于 功 能 食 品 、药 品 和 化 妆 品 中 。
1 理化性质 番茄红素是一 种 不 饱 和 烯 烃 化 合 物,是 成 熟
番 茄 中 的 主 要 色 素 ,也 是 常 见 的 类 胡 萝 卜 素 之 一 。 番茄红素不具有 β-胡萝卜素的 β-芷香酮环结构, 故在体内不能转 变 为 维 生 素 A,不 属 于 维 生 素 A 原。CAS 号为 502-65-8,分子 式 为 C40 H56 ,有 多 种 顺 反 构 体 。 番 茄 红 素 是 脂 溶 性 物 质 ,难 溶 于 水 、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 分 子 中 有 11 个共轭双键和 2 个非共轭双键,故其稳定性
2 吸收代谢 2. 1 吸收
番茄 红 素 吸 收 率 高 于 α-胡 萝 卜 素 和 β-胡 萝 卜素,但也受 很 多 因 素 的 影 响。 顺 式 构 型 比 反 式 构型的番茄红素更易吸收。天然存在的番茄红素 绝大部分是全反 式 构 型,而 在 人 体 组 织 中 则 大 部 分为顺式构型 ( > 50% ) ,且体内番茄红素顺式构 型所占比例并不随食物中番茄红素构型的差异而 改变[1,3]。目前 认 为,反 式 构 型 的 番 茄 红 素 在 吸 收之前即大部分在胃肠道变构为顺式构型。食物 中的蛋白质 - 胡 萝 卜 素 复 合 物、大 量 的 可 溶 性 膳 食纤维( 如 果 胶 ) 、结 合 胆 固 醇 和 树 脂,以 及 缺 乏 铁 、锌 和 蛋 白 质 ,患 肠 道 疾 病 等 都 可 能 干 扰 番 茄 红 素的吸收[1-3]。热 加 工 可 将 部 分 天 然 番 茄 红 素 的 反式结构转变为 顺 式 结 构,且 食 物 基 质 中 脂 类 可 促进番茄红素的 释 放,加 入 油 脂 热 处 理 后 的 番 茄 红 素 比 未 加 工 的 番 茄 红 素 更 易 吸 收[3] 。
3 生物学作用与健康效应 番茄红素所具有的长链多不饱和烯烃分子结
构,使其具有很强 的 消 除 自 由 基 能 力 和 抗 氧 化 能 力。目前对其生物学作用的研究主要集中在抗氧 化 、降 低 心 血 管 疾 病 风 险 、减 少 遗 传 损 伤 和 抑 制 肿 瘤发生发展等方面。 3. 1 增强机体氧化应激能力与抗炎作用
的 抗 氧 化 能 力,以 自 由 基 捕 捉 能 力 ( radical trapping antioxidant parameter,TRAP) 为指标。
ERDMAN 等[11]2009 年发 表 的 综 述 分 析 了 用 番茄红素纯制剂和番茄红素提取物所进行的动物 和人体实验,认为 支 持 其 体 内 抗 氧 化 作 用 的 证 据 并不确 凿。第 三 届 美 国 全 民 健 康 和 营 养 普 查 ( National Health and Nutrition Examination Surveys,NHANES) 结果表 明,美 国 成 人 的 平 均 血 清番茄红素浓度远低 于 血 清 中 α-生 育 酚 的 浓 度。 在人体前列腺 中,α-生 育 酚 的 浓 度 高 于 番 茄 红 素 162 倍,在低密度脂蛋 白 中 也 高 17 倍,由 此 认 为, 可能组织中番茄红素的含量太低而不能发挥其有 效的抗氧化作用[11-12]。wjg 目 前 在 人 体 氧 化 应 激 能力干预实验所 采 用 的 生 物 标 志 物 尚 不 一 致,抗 氧化剂是否对氧化应激能力受损人群作用更加明 显也是评价干预实验考虑的因素之一。故对于番 茄红素摄入和血清番茄红素浓度与体内氧化应激 能 力 的 关 系 ,尚 需 进 一 步 研 究 。
不同的人体实 验 报 道,番 茄 红 素 的 半 减 期 可 在 2 ~ 3 天 到 10 ~ 33 天 之 间[3-5]。 番 茄 红 素 营 养 状况一般可通过对血清番茄红素浓度来判断。美 国 成 年 人 血 清 番 茄 红 素 含 量 多 在 0. 42 ~ 0. 47μmol / L 之间[4],但我国与欧美国家 膳 食 结 构 与番茄红素的摄 入 量 差 异 较 大,目 前 尚 缺 乏 我 国 居民血清番茄红 素 含 量 的 较 系 统 的 基 础 数 据,有 文献报道对上海市某社区 30 ~ 92 岁的 69 名成年
1 通讯作者: 张立实,男,教授,研 究 方 向: 营 养 与 食 品 安全,E-mail: lishizhang_56@ 163. com
很差,容易发 生 顺 反 异 构 反 应 和 氧 化 降 解。影 响 番 茄 红 素 稳 定 性 的 因 素 包 括 氧 、光 、热 、酸 、金 属 离 子 、氧 化 剂 和 抗 氧 化 剂 等[1 -3] 。
炎症反应与一些慢性疾病如动脉粥样硬化、 癌症的发生发展 密 切 相 关,但 番 茄 红 素 对 炎 症 反 应的调节作用目前尚未阐明。一些体外实验和动 物研究提示番茄红素可通过抑制巨噬细胞炎症分 子如一 氧 化 氮、IL-6 的 表 达 分 泌 来 减 轻 炎 症 反 应[13-14]。一些 样 本 量 较 大 的 横 断 面 研 究 表 明 血 清番茄红素与与中老年男性的血清 C 反应蛋白 水平呈 负 相 关[15-16],与 可 溶 性 细 胞 间 粘 附 因 子-l ( soluble intercellular adhesion molecule-1,sICAM1 ) 呈负相关[17],与血中 白 细 胞 计 数 成 正 相 关[16], 提示番茄红素对炎症相关因子的调节作用对于各 种炎症相关性疾病有着重要意义。 3. 2 降低血脂与心血管疾病风险
第2期
陈锦瑶,源自文库 . 番茄红素的生物学作用及应用研究进展
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人 血 清 样 品 进 行 测 定,番 茄 红 素 平 均 含 量 约 为 0. 32μg / ml( 约 0. 59μmol / L) [6]。GIOVANNUCCI[5] 对数 10 篇番茄红素 / 番茄的流行病学研究综述总 结了膳食番茄红素摄入与血清番茄红素的相关性 为 0. 11 ~ 0. 46。 2. 2 分布
四川大学华西公共卫生学院营养与食品卫生学教研室,成都 610041
摘要: 番茄红素是一种广泛存在于番 茄、番 茄 制 品 及 西 瓜、葡 萄 柚 等 水 果 中 的 植 物 化 学 物 。 近 年 来 ,番 茄 红 素 的 生 物 学 作 用 和 保 健 功 能 ,尤 其 是 降 低 前 列 腺 癌 和 心 血 管疾病等多种疾病风险的作用得到了 学 术 界 的 广 泛 关 注。 目 前,番 茄 红 素 不 仅 已 广 泛 用 作 天 然 色 素 ,而 且 也 已 越 来 越 多 地 应 用 于 功 能 食 品 、药 品 和 化 妆 品 中 。 该 文 就 番 茄 红 素 的 理 化 性 质 与 体 内 代 谢 、生 物 学 作 用 、安 全 性 评 价 、人 群 摄 入 量 等 作 一 综 述 ,为 其安全应用提供参考。
目前对体 内 番 茄 红 素 的 代 谢 产 物 还 了 解 甚 少,仅在人的血清、皮肤及乳汁中检测到 2 种氧化 代谢物,即 5,6-二羟基-5,6 二 氢 番 茄 红 素 及 1,5二羟基-2,6-环 氧 番 茄 红 素。 据 推 测 番 茄 红 素 可 能首 先 氧 化 生 成 环 氧 化 物,然 后 再 被 还 原,生 成 5,6-二羟基-5,6-二 氢 番 茄 红 素[5,7]。 未 被 吸 收 的 番茄红素主要通 过 粪 便 排 泄,分 布 在 皮 肤 中 的 部 分 可 因 表 皮 的 角 化 、脱 落 而 丢 失[3 ,5] 。
基 金 项 目: 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( No. 81030053) ; “863”计划重点项目( No. 2010AA023001)
作者简介: 陈 锦 瑶,女,博 士 研 究 生,研 究 方 向: 食 品 毒理学,E-mail: umbrellayy@ 163. com
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