番茄红素的发酵生产及功能研究进展
番茄红素生物学功能研究进展
食品研究与开发F ood Research And DevelopmentDOI :10.12161/j.issn.1005-6521.2020.18.033番茄红素生物学功能研究进展朱原,张永英,朱海波,岳利敏,宋紫玥,吴瑞华,刘冠慧*(河北工程大学生命科学与食品工程学院,河北邯郸056038)摘要:番茄红素具有极强的抗氧化性,可作为食品添加剂或保健食品预防人类慢性疾病,其广泛的生物学活性对人类健康具有重要的作用。
该文对番茄红素具有的独特理化性质和抗氧化、降血脂、抗癌、提高机体免疫力的生物学功能进行综述,以期为番茄红素在保健食品的研究与开发方面提供理论依据。
关键词:番茄红素;抗氧化;降血脂;抗癌;提高机体免疫力Advances in Research on Biological Functions of LycopeneZHU Yuan ,ZHANG Yong-ying ,ZHU Hai-bo ,YUE Li-min ,SONG Zi-yue ,WU Rui-hua ,LIU Guan-hui *(College of Life Sciences and Food Engineering ,Hebei University of Engineering ,Handan 056038,Hebei ,China )Abstract :Lycopene has extremely strong antioxidant properties ,can be used as a food additive or health product to prevent chronic diseases in humans.Its extensive biological activity plays an important role in human health.This article reviewed the unique physicochemical properties of lycopene and the biological functions of antioxidation ,hypolipidemic ,anticancer and immunity enhancement ,in order to provide a theoretical basis forthe research and development of lycopene in health food.Key words :lycopene ;antioxidation ;hypolipidemic ;anticancer ;immunity enhancement引文格式:朱原,张永英,朱海波,等.番茄红素生物学功能研究进展[J].食品研究与开发,2020,41(18):202-207ZHU Yuan ,ZHANG Yongying ,ZHU Haibo ,et al.Advances in Research on Biological Functions of Lycopene [J].Food Re -search and Development ,2020,41(18):202-207基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(31802150);河北省自然科学基金(C2017402108)作者简介:朱原(1996—),女(满),在读硕士研究生,研究方向:食品加工与安全。
番茄红素研究进展
・5 9 ・ 8
番茄红 素研 究进展
陈思呈I, 1 吴建璋 ,李典 鹏
( 1中国科 学院广 西植物研 究所 ,广西桂林 5 10 ;2广西师 范大学生命科 学学院,广 西桂林 406 5 10 ) 404
c rmao r p y t i a e h o tg a h , i h p roma c iu d c r ma o r p y a d df rn i ls a n n oo i t . h o tg a h , h n l y rc r mao r p y h g e r n e l i h o t g a h n i e e t c n i g c lr f q f a mer y L e p n i e a p i d i d r e d i u t e t d e . y o e e w l b p l n wi e l s w t f rh rsu is l e i f h Ke wo d : lc p n ; p y i o h mia p o e is h so o ia f n t n ; e t ci n e h o o y d t r n t n y r s y o e e h sc c e c l r p r e ;p y il gc l u ci s x r t tc n l g ; e e mi ai t o a o o me h d tO
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
中 图分 类 号 : S0 . T 2 23 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 2 8 6 (0 0 0 — 5 9 0 10 — 1 1 2 1 )6 0 8 — 5
发酵法生产番茄红素的研究进展
发酵法生产番茄红素的研究进展柳巧宁;朱丽雯;王义华;李冬生;万端极;汤亚杰【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2009(035)006【摘要】番茄红素是由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物,具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能.番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法和微生物发酵法.由于番茄红素含量低,提取法无法满足市场需求;化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合成成本高等缺点;发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法,文中对发酵法生产番茄红素的关键技术环节(如菌种选育、发酵工艺优化和分离纯化)的研究进展进行了阐述.【总页数】5页(P157-161)【作者】柳巧宁;朱丽雯;王义华;李冬生;万端极;汤亚杰【作者单位】江西农业大学理学院,江西,南昌,330045;湖北工业大学生物工程学院,发酵工程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430068;湖北工业大学,生物工程学院,工业微生物湖北省重点实验室,湖北,武汉,430068;江西农业大学理学院,江西,南昌,330045;湖北工业大学生物工程学院,发酵工程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430068;湖北工业大学,生物工程学院,工业微生物湖北省重点实验室,湖北,武汉,430068;湖北工业大学,膜技术研究所,湖北,武汉,430068;湖北工业大学生物工程学院,发酵工程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430068;湖北工业大学,生物工程学院,工业微生物湖北省重点实验室,湖北,武汉,430068【正文语种】中文【中图分类】TS2【相关文献】1.发酵法生产番茄红素工艺的研究 [J], 张邦建;王海峰;侯成林2.超临界CO2萃取发酵法生产的番茄红素工艺的研究 [J], 张邦建;王海峰3.发酵法生产番茄红素培养方法的改进及优化 [J], 王航;袁其朋;张黛黛4.发酵法生产番茄红素研究进展 [J], 周义凤;聂波5.发酵法生产制备番茄红素的工艺研究 [J], 王英燕;陈文娜;贾存江;房树标;秦斌;朱正乔因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
发酵法生产番茄红素工艺的研究
张邦 建 王 海峰
侯 成 林
04 3 ) 10 5
( 包头轻工职业技术学院生 物工程系 , 包头
Z N a gj n WA G H if g HA GB n-i a N a e HO hn -i -n UC eg l n
( pr noBooy nier g B oo Lgtn ut V ct nleh i l oeeB o o 0 4 3 ,h a Deat tf i g E g ei , aT u i Id sy oai aT cnc C lg, aT u 1 05C i ) me l n n h r o a l n
a l e d n i s 4 o r , d ig 6 l e fgu be f e ig t me wa 8 h u s a d n i r o l - t c s ,h s s i b ef r n ai n p ro 0 h u s o e t e mo t u t l me t t e id i 1 o r. a e o s 2
生物发酵法生产番茄红素的成本低 、安全及工艺最
关 键词
工 艺
三 孢布拉 氏霉 菌 ;番 茄 红 素 ;发 酵 :流加
简单 ,成为研究的热点。三孢布拉氏霉菌 (l e Ba s k—
larpr) 是 现阶段 唯一能 够实 现番茄 红素 工业 化 e i oa ts
Ab t a t A s d ft e o t z d f r n ai n c n — sr c t y o h p i e e me t t o — u mi o d t n a d fe i g meh d d r g p o u i g y o e e i o n e d n t o u i r d c n lc p n i n b l k se rs o a i d s u s d h e u t s o e y B a e l a t p r s i s e .T e r s l h w d i c s t a h p i m e me t t n c n i o s fr lc p n h tte o t mu fr n ai o d t n o y o e e o i w s t e tmp r t r 8 ℃ ,h gt t g s e d i 7 a :h e e au e i 2 s t e a i i p e 2 0 an s
微生物发酵生产番茄红素的研究进展
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素, 呈红色, 因最早发现于番茄中得名。主要存在于植 物细胞的有色体中, 其中番茄中含量最高, 达 3- 14mg/100g。 而 美 国 学 者 最 近 发 现 秋 橄 榄 浆 果 所 含 的 番 茄 红 素 相 当 于 番 茄 的 1.8 倍[1]。
112: 517~527. 23 Wei F, Gobelman-Werner K, Morroll SM, et al. Genetics, 1999,
153: 1929~1948. 24 Bhattacharyya MK, Gonzales RA, Kraft M, et al. Plant Mol Biol,
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin
2006 年第 4 期
18 Berenyi M, Gichuki S T, Schmidt J, et al. Theor Appl Genet, 2002, 105: 862~869.
19 Labra M, Imazio S, Grassi F, et al. Plant Breed, 2004, 123: 180~ 185.
番茄红素与其他类胡萝卜素一样, 动物自身不 能 合 成 。由 于 番 茄 红 素 没 有 类 似 胡 萝 卜 素 那 样 的 芷 香 环 而 没 有 VA 活 性 , 在 过 去 一 直 不 被 重 视 。然 而 , 近年研究发现其具有优越的生理功能: 在类胡萝卜 素中, 其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作 用 是 β-胡 萝 卜 素 的 2 倍 , 维 生 素 E 的 100 倍 。同 时 还具有防病抗癌, 增强机体免疫力和抗衰老等生理 功 能 , 在 食 品 、化 妆 品 以 及 医 药 领 域 具 有 重 要 用 途 , 具有较高的开发和应用价值。
番茄红素的研究进展
番茄红素的研究进展食品工程2010级研究生余学龙21013088摘要:本文介绍了番茄红素的理化性质、生物学活性、生物合成途径、制备方法,并着重论述了相关的人体药物试验及药理作用,表明番茄红素特别是在抗癌和抑制心血管疾病方面具有重要作用,最后展望了今后的研究方向。
关键词:番茄红素理化性质生物学活性合成途径制备人体试验Lycopene: the gold in vegetationAbstract: There were considerable human drug trials conducted and proved to suggest that lycopene especially has anti-carcinogenic and antiatherogenic potential, while the physical and chemical properties, biological activities, biosynthesis pathway and preparation methods of lycopene were introduced in this paper, as well as the prospects in lycopene research.Key words: lycopene, properties, biological activities, biosynthesis pathway, preparation, human drug trials.1序言1873年Hartsen首次从浆果薯蓣(Tamuscommunis L.)中分离出一种红色晶体。
1913年Schunk发现这种物质和胡萝卜素的不同,将其首次命名为lycopene,使用至今。
其分子式为C40H56,分子量为536.85,纯品为针状深红色晶体,在分子结构上有11个共轭双键和2个非共轭双键组成的直链型碳氢化合物(见图1)。
Blakeslea trispora发酵制备番茄红素的研究的开题报告
Blakeslea trispora发酵制备番茄红素的研究的开题报告一、研究背景与意义番茄红素是一种天然存在于许多水果和蔬菜中的红色色素。
它具有丰富的营养价值和强大的抗氧化能力,被认为可以预防和治疗许多慢性疾病,如心脑血管疾病、癌症和老年痴呆症等。
但是,由于番茄红素的生产成本较高,限制了其在工业中的广泛应用。
近年来,利用微生物发酵生产番茄红素成为了一种新的制备方法。
其中,Blakeslea trispora是一种常见的产生番茄红素的微生物,已广泛用于该领域的研究中。
因此,本研究旨在通过对Blakeslea trispora的发酵工艺优化和菌株改良,提高番茄红素的生产效率,降低其生产成本,为其在工业上的应用提供技术支持和理论基础。
二、研究内容与方法本研究将分为以下几个方面:1. Blakeslea trispora的选择和优化:通过筛选出产生番茄红素能力强的菌株,优化其生长条件和发酵工艺,以提高菌株的产量和生产效率。
2. 发酵过程中关键因素的优化:通过对影响番茄红素生产的关键因素进行优化,如pH值、温度、氧气含量、营养物质等,提高发酵效果和产量。
3. 菌株改良:通过基因重组和突变等方法,提高菌株对产生番茄红素的适应性和能力。
4. 异位表达番茄红素合成途径相关基因:将番茄红素合成途径相关基因转入Blakeslea trispora,促进其产生番茄红素。
本研究将采用生物化学、分子生物学、微生物学等技术分析和检测Blakeslea trispora的生长情况、菌株改良程度和番茄红素的生产情况。
三、研究预期结果通过本研究,我们期望实现以下目标:1. 筛选出高产番茄红素能力的Blakeslea trispora菌株。
2. 优化发酵工艺,提高发酵效率和产量。
3. 通过菌株改良,提高菌株对产生番茄红素的适应性和能力。
4. 实现异位表达番茄红素合成途径相关基因,促进其产生番茄红素。
通过以上成果,我们希望可以为Blakeslea trispora发酵制备番茄红素提供一种可行、高效的方法,并为其在工业上的应用提供技术支持和理论基础。
三孢布拉霉生产番茄红素研究进展
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光照、 加热、 氧气均会引起番茄红素的变化。光照和 加热时, 番茄红素由全反式构型转化为顺式构型。与全 反式构型相比, 顺式构型具有更低的熔点, 更低的摩尔消 光系数和最大吸收波长。在氧气中, 番茄红素易形成环 氧化物。为了防止异构化和氧化, 通常加入抗氧化剂和 惰性气体, 放置在棕色试剂瓶中, 置于阴凉处。 番茄红素易溶于油类和某些有机溶剂( 氯仿、 二硫 化碳、 四氢呋喃等) , 可溶于乙醚、 石油醚、 己烷、 丙酮, 不溶于水, 甲醇, 乙醇。
2 3 ] L o p e z N i e t o 等[ 以大豆粉( 4 4 g / L ) 和玉米粉( 1 9 g / L )
分别作碳源、 氮源, 添加物最优添加量为: 0 . 1 g / L异烟 肼、 2 m g / L维生素、 1 0 0 m l / L大豆油, 作为表面活性剂的 T r i t o n X 1 0 0 , 煤油添加对番茄红素的产生带来副作用。 机械搅拌罐中的 p H 、 温度、 搅拌速度和通气率等 对三孢布拉霉生产胡萝卜素的产率, 菌体生物量等都
2 3 ] 会带来影响。L o p e z N i e t o 等[ 研究表明发酵液的初始
报道了用大剂量 1 0 0 g / μ
6 亚硝基胍处理 1× 1 0 / m l 孢子悬液 3 0 m i n , 孢子存活 m l
p H 7 . 5时较利于番茄红素的积累, 但在发酵过程中控 制恒定的 p H 7 . 5 , 对发酵极为不利, 原因为不调节 p H 时, 菌体能产生多种有机酸, 作为自身利用的碳源, 而 H , 影响代谢流向。产生番茄红素的最佳 调节恒定的 p 温度为 2 5 ℃, 较高的温度( 2 8~ 3 0 ℃) 将会增加 β 胡萝 卜素和 γ 胡萝卜素的含量, 降低番茄红素的产量。三 孢布拉霉代谢进入稳定期后开始合成番茄红素, 此时 溶氧不再是番茄红素合成的限制因素。采用较低的搅 1 5 0 r / m i n ) 会使番茄红素的产量降低, 主要是 拌速度( 因为低搅拌速度致使菌体在生长阶段供氧不足, 发酵 液的粘度增加, 菌丝细长。搅拌速度为 3 0 0 r / m i n时, 菌 丝短粗, 番茄红素产量增加, 转速大于 3 0 0 r / m i n时, 由
番茄红素的研究进展(2)
辽宁农业科学 2007(2):36~39 L iaoning Agricultural Sciences文章编号:1002-1728(2007)02-0036-04番茄红素的研究进展3穆 欣1,薛玉梅2,许 明2(1.辽宁省农业科学院蔬菜研究所,辽宁沈阳 1101611; 2.沈阳农业大学园艺学院,辽宁沈阳 110161)中图分类号:S641.2文献标识码:B 番茄红素(lycopene)是一种呈黄色到红色的类胡萝卜素(car otenoid),广泛存在于动、植物体中。
1875年M illardet从番茄中最早获得番茄红素的[1]粗提物,称之为Solanorbin,1903年Schunck[2]发现从番茄中提取的这种色素与从胡萝卜中提取的胡萝卜素具有不同的吸收光谱,并将其命名为Lycopene。
随后,人们开始对番茄红素的基本化学结构进行研究,1910年W illstatter和Escher 首先提出番茄红素是胡萝卜素的异构体,并确定其分子式为C40H56[3]。
1930年Karrer等提出,番茄红素的化学结构式为11个共轭及2个非共轭的碳-碳双键组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃,并在1932年由Kuhn和Grund mann证实[4]。
过去由于番茄红素不象胡萝卜素那样具有维生素A 原的活性,而未被重视。
近20年来,国内外越来越多的研究和调查表明,番茄红素具有淬灭活性氧、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[5~8]等生理功能。
番茄红素是类胡萝卜素中最有效的单线态氧淬灭剂,它的淬灭能力是β2胡萝卜素(β2car otene)的2倍,是维生素E的100倍[6~9],因此,其抗氧化性是类胡萝卜素中最强的。
另外,番茄红素的防癌抗癌的效果也明显优于α2胡萝卜素和β2胡萝卜素。
据北卡州立大学研究,番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的心脏保护剂[10]。
目前,番茄红素的研究已成为国际上功能性食品成分分析和抗癌防癌研究中的一个热点。
酿酒酵母合成番茄红素的途径优化研究
酿酒酵母合成番茄红素的途径优化研究酿酒酵母合成番茄红素的途径优化研究近年来,随着人们对健康和营养的关注日益增加,番茄红素作为一种重要的植物色素成为了研究的热点之一。
番茄红素具有抗氧化、抗肿瘤、防止心血管疾病等多种保健功能,因此被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。
由于番茄红素在大自然中的富集度较低,传统的提取方法成本较高且生产周期长,因此寻找替代的生产方法显得尤为重要。
酿酒酵母作为一种常见的真菌,具有许多优秀的特性,如耐高温、耐久保质期以及广泛的生物途径。
因此,利用酿酒酵母合成番茄红素成为一种潜在的替代方法备受关注。
然而,在实践中发现,利用酿酒酵母合成番茄红素的效率和产量仍然有待优化。
首先,优化合成番茄红素的途径需要考虑到改进酿酒酵母自身的代谢途径。
酿酒酵母合成番茄红素的途径主要包括葡萄糖分解和异戊二烯合成两个关键步骤。
因此,通过调控酿酒酵母的代谢通路,增加相关途径的反应速率和产物的积累,可以有效提高番茄红素的合成效率。
例如,通过基因工程技术改变酿酒酵母内部的酶活性,增加异戊二烯的合成速率。
其次,为了提高酿酒酵母合成番茄红素的产量,可以考虑优化培养条件和培养基组成。
合适的温度、pH值和氧气供应对于酿酒酵母正常生长和代谢是非常关键的。
同时,通过添加适当的有机碳源和氮源,以及微量元素和辅助因子等,可以增加番茄红素的积累和产量。
此外,利用基因工程技术改变酿酒酵母基因组和代谢途径,也是优化合成番茄红素途径的一个重要方向。
通过引入与番茄红素合成相关的基因和调节元件,可以提高番茄红素的转化效率和积累量。
此外,利用基因组学和代谢组学等技术手段,可以全面了解酿酒酵母的代谢网络,为优化番茄红素合成途径提供更多的理论依据。
总之,酿酒酵母合成番茄红素的途径优化研究是当前的研究热点之一。
通过改进酿酒酵母自身的代谢途径、优化培养条件和培养基组成,以及利用基因工程技术改变酵母基因组和代谢途径,可以有效提高番茄红素的合成效率和产量。
番茄红素的研究现状与进展
新疆农业科技2009年第3期总第186期XINJIANG AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 收稿日期:2009-04-15·园艺特产·0引言在众多胡萝卜素类物质中,番茄红素以其卓越的抗氧化性引起研究人员的重视。
一方面,它对肺癌、膀胱癌、皮肤癌以及前列腺癌均有抑制作用,可以作为抗癌、防癌的药品或相关的保健品。
另一方面,它可以抗紫外线辐射,而且色泽鲜艳、丰满,非常适合化妆品以及食品添加剂。
作为一种用途广泛又具有较高经济效益的产品,其在食品添加剂行业占据着重要的地位。
1番茄红素的性能介绍番茄红素(Lycopene )属黄/红色植物碳氢化合物类胡萝卜素,是一种脂溶性天然色素,广泛存在于水果及蔬菜中,因最早于番茄中发现而得名。
在番茄、胡萝卜、杏、西瓜、红葡萄、红色胡椒粉以及红色棕榈油中均含有较多的番茄红素,尤以番茄中的含量最高,通常每吨西红柿含3~16g 番茄红素。
番茄红素是目前自然界中被发现的最强的抗氧化剂之一。
2番茄红素的制备工艺2.1天然提取法天然提取法主要是以番茄果实或番茄皮为原料,通过有机溶剂萃取、超临界萃取或酶法生产番茄红素。
在萃取和溶剂分离中可使用如BHT 和VE 之类的抗氧化剂来控制氧化和异构化的发生。
同时,容器端充入N 2或He 也可防止番茄红素与氧的接触,减少氧化程度。
2.2化学合成法采用化学合成法生产番茄红素主要是德国的罗氏公司和巴斯夫公司。
1997年10月,罗氏公司完成了工艺开发并在欧洲提出专利申请。
德国巴斯夫公司也看到了番茄红素不可估量的市场潜力,投入力量进行研究开发,1997年8月完成了合成工艺开发,并在欧洲提出专利申请,产品已面市。
2.3微生物发酵法随着番茄红素的应用越来越广泛,天然提取番茄红素的产量远远不能满足需要,再加上基因技术的发展,利用基因工程菌生产番茄红素已成为研究的热点。
迄今为止,能够生产番茄红素的微生物包括细菌、真菌、藻类以及基因工程菌。
生物技术合成番茄红素的研究进展
第42卷 第4期2023年7月华中农业大学学报Journal of Huazhong Agricultural UniversityVol.42 No.4July 2023,244~253生物技术合成番茄红素的研究进展石彬1,邓小敏21.武汉软件工程职业学院(武汉开放大学),武汉 430205;2.中国热带农业科学院橡胶研究所/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/海南省热带作物栽培生理学重点实验室,海口 571101摘要 番茄红素作为一种高价值类胡萝卜素,具有抗氧化、清除人体自由基、预防心脑血管疾病等生理功能,被广泛应用于食品、药品等领域。
目前番茄红素主要来源于天然番茄提取,产能不足导致其市场应用受限。
而以合成生物学为代表的生物技术为番茄红素的工业生产带来了曙光。
本文基于国内外相关文献资料总结了番茄红素的理化性质、生理功能和生产方法,重点分析了当前利用生物技术生产番茄红素的代谢工程改造策略、发酵和提取方法的最新研究进展,并对目前番茄红素的合成生物学研究现状进行系统梳理,最后对未来生物技术生产番茄红素的研究方向及存在问题提出展望,旨在为番茄红素的生物合成技术研究提供参考。
关键词 番茄红素; 类胡萝卜素; 合成生物学; 解脂耶氏酵母; 三孢布拉霉菌; 代谢工程; 发酵优化中图分类号 TS202.3 ; Q819 文献标识码 A 文章编号 1000-2421(2023)04-0244-10番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,属于萜类家族中的四萜化合物,在自然界中主要存在于番茄及西瓜、葡萄柚等水果中,是成熟番茄中的主要色素。
番茄红素作为一种强抗氧化剂,具有抗氧化、抗癌、降血脂等生理学功能,被广泛应用于保健食品、医药、化妆品等领域[1-2]。
目前番茄红素已被许多国家列为营养增补剂和着色剂而广泛使用[3]。
番茄红素原料全球累计销售额近20亿美元(https :///Report/16581/lycopene -market.ht‐ml ),并且在逐年增高,市场前景广阔。
发酵法年产100吨T番茄红素项目可行性研究报告(可编辑)
发酵法年产100吨T番茄红素项目可行性研究报告发酵法年产100T番茄红素项目可行性研究报告 1总论1.1. 概述番茄红素是人们膳食中一种类胡萝卜素,主要来自番茄和番茄制品。
它是许多类胡萝卜素合成的中间体。
类胡萝卜素是由细菌、藻类和植物生物合成的类萜烯,动物无法自己合成,只能从食物中摄取。
番茄红素不仅是天然的色素,还具有较强的抗氧化、防癌抗癌的作用,被誉为神奇的“功能性天然色素”。
研究发现,在前列腺癌、胃癌、皮肤癌和宫颈癌的患者中,大量食用番茄的比不食用的少 50%以上。
因此,番茄红素已被广泛用于医药、食品、饮料、保健和高级化妆品等行业,预计我国仅保健品一项年需求量就将达到750 吨,加上用于医疗和食品方面,国内对番茄红素的年需求量将达到 1000 吨以上,市场前景极为广阔。
本项目采用微生物发酵法生产新一代“功能性天然色素”??番茄红素。
该技术来源于北京化工大学和北京海斯夫生物技术有限公司。
其中北京化工大学袁其朋教授通过菌种选育获得了高产稳定的生产菌株 BY-2 (专利申请号200510090996.0),北京海斯夫生物科技有限公司对该菌株的发酵生产工艺、产物提取分离、制剂工艺进行了生产试验性开发。
目前该生产工艺中番茄红素的发酵单位最高达到了2g/L,得到的番茄红素晶体纯度达到了96%以上,技术水平处于国内领先地位。
本项目的产业化实践过程中,将建立一套完整的采用丝状真菌三孢布拉霉进行发酵制备天然番茄红素的工艺。
本方法包括:a.一级种培养;b.二级种培养;c.发酵;d.提取;e,制剂付型。
其特征是:一级种子培养时,将保藏在土豆葡萄糖琼脂培养基斜面上能代谢产生番茄红素的三孢布拉霉两性菌种,分别接入装有种子培养基的三角烧瓶中,在 24~30℃、160~180 转/分钟条件下,进行振荡培养44~48 小时;种子经二级放大后,将分别培养好的三孢布拉霉两性菌种的种子发酵液按 1 ∶1 的比例混合后,接入发酵罐发酵生产。
发酵法生产制备番茄红素的工艺研究
剂和外源性植物油对番茄红素产量的影响ꎮ 结果表明ꎬ最优条件为三孢布拉氏霉菌负正菌株接种比例 6 ∶1ꎬ番茄红素环
化酶抑制剂 2ꎬ6 ̄二甲基吡啶添加量 0.09 gL -1 ꎬ以 3.57 gL -1 大豆油为外源性植物油辅助发酵ꎬ在该最优条件下发酵液中
simple processꎬ high production efficiencyꎬ and the same biological activity as natural plant extracts. Based on thisꎬ taking
lycopene yield as response valueꎬ response surface methodology was used to optimize metabolic control conditions on the basis of
的番茄红素产量达 1.51 gL -1 ꎬ菌体生物量 51 gL -1 ꎮ 研究结果显著提高了发酵菌体生物量ꎬ促进生产提供了理论基础ꎮ
关键词: 三孢布拉氏霉菌ꎻ番茄红素ꎻ发酵ꎻ响应面分析ꎻ代谢控制
DOI:10.19586 / j.2095 ̄2341.2019.0124
技术与方法
生物技术进展 2020 年 第 10 卷 第 3 期 320 ~327
Techniques and Methods
Current Biotechnology ISSN 2095 ̄2341
发酵法生产制备番茄红素的工艺研究
王英燕ꎬ 陈文娜 ∗ ꎬ 贾存江ꎬ 房树标ꎬ 秦斌ꎬ 朱正乔
Study on Fermentation Process of Lycopene Production
番茄红素功能及研究进展
番茄红素功能及研究进展番茄红素(1ycopene)是一种天然食用色素,在有效预防各种疾病防癌抗癌、抗衰老等方面,显示其多方面的生物学功能作用。
已被联合国粮农组织(FAO)、食品添加剂委员会(JECFA)和世界卫生组织(WHO)认定为A类营养素,并被5O多个国家和地区作为具有营养与着色双重作用的食品添加剂,广泛用于食品、医药和化妆品领域。
标签:番茄红素;抗氧化作用;天然色素;抗癌效应1959年,美国医学专家(Ernster)首次报导番茄红素具有抗癌效应。
番茄红素所具有的优越生理功能和防癌、抗癌作用,被联合国粮农组织(FAO)、食品添加剂委员会(JECFA)和世界卫生组织(WHO)认定为A类营养素,而成为二十一世纪保健制品的新宠,在医药保健、食品添加剂、化妆品、食用色素等领域具有广泛的应用前景.1.番茄红素的功能1.1 抗癌作用血液中的番茄红素水平与前列腺癌、消化道癌(食管、胃、结肠、直肠)、宫颈癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、皮肤癌的发生率呈负相关,尤其对前列腺癌的作用更为明显。
番茄红素脂溶性特性使其能靶向包裹肿瘤细胞,切断营养源、饿死肿瘤细胞、抑制扩散。
番茄红素的天然抗突变能力,能刺激淋巴细胞大量释放肿瘤抑制因子,诱导细胞间隙调控生长信号,促使恶变组织失去营养源而逐步萎缩、消失。
1.2 抗氧化、抗衰老作用类胡萝卜素的抗氧化作用包括猝灭单线态氧、消除自由基以及与其它氧化剂协同抗氧化作用等。
番茄红素也具有此生理功能,并且其猝灭单线态氧的能力最强,是目前抗氧化剂β-胡萝卜素的2~3倍,维生素E的100倍,番茄红素可以通过猝灭单线态氧预防脂类过氧化反应,保护细胞免受自由基的损伤。
番茄红素也具有抗衰老作用。
Brady等对400例受试者进行调查指出,血浆中番茄红素的减少与衰老有关。
Snowden等发现血液中番茄红素含量可以预防老年功能性障碍疾病的发生,提高老年人生活自理能力。
有实验发现老年人的自理能力及自控能力与血清中高水平番茄红素含量有关,老年人血浆番茄红素浓度明显低于中年人,且随年龄增加而降低。
番茄红素的提取与合成工艺研究进展
番茄红素的提取与合成工艺研究进展番茄红素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一种不含氧的类胡萝卜素。
1873年Hartsen首次从浆果薯蓣Tamus communis L.中分离出这种红色晶体。
1913年Schunk发现这种物质和胡萝卜素的不同,将其首次命名为lycopene,使用至今。
长期以来,番茄红素一直作为一种普通的植物色素,并未引起太多的关注。
近些年来,由于番茄红素在防治癌症,特别是前列腺癌、胃癌、皮肤癌、宫颈癌等方面的功效不断被发现和证实,才引起了人们的广泛关注。
近年的研究证实,番茄红素不仅分布在番茄中,还存在于西瓜、南瓜、李子、柿于、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、红莓、云莓、柑橘等的果实,茶的叶片及萝卜、胡萝卜、芜菁甘蓝等的根部。
番茄及其制品中的番茄红素是西方膳食中的类胡萝卜素最主要的来源,人体从番茄中获得的番茄红素占总摄人量的80%以上。
研究表明,番茄红素除提供鲜艳的红色外,还具有许多生物学活性。
如淬灭单线态氧、清除自由基、诱导细胞间连接通讯、调控肿瘤增殖等。
在所有发现的类胡萝卜素中,番茄红素是最有效的单线态氧淬灭剂。
胰腺癌、前列腺癌、膀胱癌及消化道癌的发生均受番茄红素的制约。
哈佛大学的研究表明,摄人番茄及其制品会大大降低患前列腺癌的几率。
研究发现,血清中番茄红素含量较高时,人体患消化道癌和胃癌的机率较小。
此外,番茄红素还有防止核糖核酸和脂蛋白氧化的作用,能减缓动脉粥样硬化,阻止LDL—胆固醇的氧化,防止冠心病的发生,USDA人体营养研究中心的约翰逊指出,番茄红素较B—胡萝卜素更能抵抗酒精和尼古丁。
1、番茄红素的制备国内外对番茄红素制备方法和工艺的研究很活跃,新的方法不断出现。
目前主要有以下几种:1.1 浸提法:番茄红素不溶于水,难溶于甲醇、乙醇,可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶于氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂。
利用这一性质,可利用亲油性有机溶剂浸提番茄红素。
番茄红素的研究进展
番茄红素的研究进展摘要:红素是一种功能性食用色素,具有优越的生理功能。
本文综述了番茄红素的来源分布、结构性质、生理功能及生物合成等方面的研究成果,对研究现状进行分析并提出了番茄高红素的发展方向。
关键字:番茄红素;来源分布;结构性质;生理功能;生物合成;研究现状;发展方向番茄红素是类胡萝卜素的一种。
它不仅是一种天然食用色素,而且在有效预防各种疾病、防癌抗癌、预防心血管疾病等方面,显示其多方面的生物学功能作用,素有“藏在西红柿里的黄金”之美称。
作为一种用途广泛又具有较高经济效益的产品,其在食品、医药和化妆品等行业占据着重要的地位。
1 番茄红素的来源分布番茄红素的研究历史较久。
1875年,Millardet最早从番茄中获得番茄红素的粗提物,命名为Solanornbin。
1903年,Schunde发现番茄中提取的这种色素的吸收光谱与胡萝卜素不同.因番茄的拉丁名为Sulanum Lycopersicum L.将这种红色素命名为lycopene。
1910年提出其分子式,1930年提出化学结构式.并于1932年得到证实。
此后很长时期对番茄红素少有研究.直到i974年.有人发现吃番茄可以减少某些癌症的发生,才再次引起了人们对番茄红素的重视[1]。
番茄红素不仅存在于番茄中,还存在于西瓜、南瓜、李子、柿子、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、红莓、柑橘等果实中,是这些果实显红色的主要色素。
番茄红素在人体内主要分布于血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、卵巢、乳腺、子宫、消化道等器官中[2]。
2 番茄红素的结构性质番茄红素(1ycopene)是一种脂溶性不饱和碳氢化合物,是类胡萝卜素的一种,分子式为C40H56,分子量为536.85,熔点为172~175℃[3]。
分子结构如图1所示。
它是由11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键构成的直链型烃类化合物。
由于没有β-胡萝卜素那样的β-芷香酮环结构.所以不具有维生素A原活性。
番茄红素的微生物发酵法生产
扬州大学研究生课程论文论文题目:三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展姓名:周玲学号:M13824专业:食品科学课程老师:于海2014年3月3日三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展摘要:番茄红素是一种重要的脂溶性类胡萝卜素,具有很强的抗氧化功能及抗癌、增强免疫力、保护皮肤等生理功能,在食品、医药等领域具有广泛的应用价值。
番茄红素的来源有植物提取法、化学合成法、微生物发酵法。
相较前两种方法,微生物发酵法是生产番茄红素最适合的方法。
目前目前研究应用较多的是三孢布拉氏霉菌。
综述了通过构建番茄红素高产菌株、优化番茄红素发酵生产工艺提高番茄红素产量,最后提出目前存在的问题。
关键词:番茄红素,发酵生产,高产菌株,发酵工艺Study on Lycopene Fermented from Blakeslea TrisporaAbstract: Lycopene is a kind of important fat-soluble carotenoid, which has many physiological functions including antioxidant function, anti-cancer, enhance immunity, protect the skin. Lycopene has a wide range of application value in food, medicine and other fields. The source of lycopene includes plant extraction, chemical synthesis and microbial fermentation. Compared with the former two methods, the microorganism fermentation method is the most suitable one for the production of lycopene. At present, Blakeslea trispora is applied widely. Building lycopene high yield strains, optimizing the lycopene fermentation production process to increase production of lycopene are reviewed, and the existing problems ar putted forward finallyKey words: Lycopene, Fermentable production, High yield strains, Fermentable process 番茄红素(Lycopene)是一种天然植物色素,为类胡萝卜素中的一种,是许多类胡萝卜素生物合成的中间体,经过环化可形成其他类胡萝卜素。
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了 明显 的优势 。本 文就 番茄 红 素的生 产方 法及 应
孢 布 拉霉 的筛 选多采 用传 统 的诱变 和原 生质 体融
合 等 方法育 种 。 近几 年 ,随着 番茄 红素合 成途 径 的阐 明和相 关 酶 基 因的克 隆 , 用重 组 D A级 数构 建 的高产 应 N
用概况 进 行简 要综 述 。
有 3 6个 椭 圆型 的孢子 . P A平板 培养 基 上呈 - 在 D
蔓 延生 长状 态 ,难 以将单个 孢 子形成 的菌落分 隔
开。 由于多核 体 的存在 , 其 隐性突 变体 的分 离和 对 优 良形 态 的稳定 遗传 产 生 了相 当 的障碍 。 目前三
主要 有植 物 提 取法 、 学合 成 法 、 生 物 发酵 法 , 化 微 前两种 方 法各有 其 自身 的不 足 ,微生 物发 酵法 则 以低成 本 、 高产 量 . 当前 的番茄 红素 生产 中占据 在
种 功能性 天然 色 素 , 有淬 灭活 性氧 、 除人 体 具 消 自由基 、 防心 脏病 、 预 减缓 动脉粥 样硬化 、 防多 种 预
癌症 、 护心 血管 、 老化 、 护皮肤 等生理 功能l 保 抗 保 】 J 。
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 、 妆 品等 行 业 , 作 为 化 其
药 品尚未 面世 , 具体 的医用价 值还 在研 发 当 中。 近 来 世 界 粮 农 组 织 fA ) F O 和世 界卫 生组 织 ( O 已 WH 1
将 番茄 红 素正式 列 入食 品添 加剂名 单 .其保 健 功 能在 国际 上 已被 充分 认 可 。 目前 , 番茄 红素 的制 备
第4 0卷第 3 期
21 年 7 01 月
发 酵 科 技 通 讯
番 茄 红 素 的发 酵 生产 及 功 能研 究进 展
赵 兰坤 1 邢 芳 芳 1 张春 宇
(. 丰集 团有 限公 司 , 1 阜 北京 10 7 ;. 0 16 2山东阜 丰发酵 有 限公 司 , 山东临沂 2 6 0 ) 7 6 0
摘 要 : 茄 红 素是 一 种功 能 性 天然 色素 , 具 有抗 氧 化 、 番 防病 抗 癌 、 强机 体 免 疫 力等 生理 功 能 。 增
综 述 了微 生物发 酵 生产法 的研 究进展 , 简要 介 绍 了其研 究进展 。
关键 词 : 番茄 红 素 发 酵 生产 功 能研 究
Th t d n Ly o e ePr d c d b e me t t n a d is eS u y o c p n o u e yF r n ai n o t
Fou c i nRe e c o r s n to s ar h Pr g e s
Zh o L n a a -Ku ’ Xig f n - a g’ Zh n u y 2 m n a g g n a g Ch n u
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发 酵 科 技 通 讯
番 茄红 素基 因工 程 菌 的研 究 已经 展开[ 美 国专利 4 1 。 报 道 将 控 制 番 茄 红 素 合 成 的 基 因 ct ct c I r r r E、 B、 t
番 茄 红 素 (yo e e 1c p n)是 一 种 类 胡 萝 卜素 (aoe o )广泛 存在 于 自然界 中 。番茄 红素作 为 crt i , nd
一
1 发 酵 法 生 产 番 茄 红 素
11 高 产菌株 的选 育 . 发 酵法 生产 番茄 红素 . 目前研究 较 多 的是 三 孢 布拉 氏霉 菌 ,该菌 株 已被 用 于工业 化 生产番 茄 红 素 ,但在 其代 谢过 程 中番茄 红素 可经 番茄 红素 环化 酶作用 转化 形成 B 胡萝 卜素 , 以在发 酵过 一 所 程 中必须 添 加 合适 的番 茄 红 素环 化 酶 阻断 剂 . 才 可 以积累 大量 的番茄 红素[ 1 2 。三孢 布拉 霉属 于丝 - 3 状 真菌 , 子梗 上长有 一个 孢子 囊 , 孢 每个 孢子囊 内
a t xd t na t c n er n a cn i ni i ai ,ni- a c r, h n ig mmu e bl y n S o .h s a e ito u e b if fr n o o e n a it a d O nT i i p p r nrd c d re y eme t l