番茄红素的生理功能及保持其稳定性方法的研究进展_罗金凤

番茄红素的生理功能及保持其稳定性方法的

研究进展

罗金凤，任美燕，陈敬鑫，丁晓雯*

(西南大学食品科学学院，重庆 400716)

摘　要：番茄红素是一种天然的色素，具有多种生理活性，是目前功能食品、医药、化妆品等行业的研究热点。但由于番茄红素具有特殊的不饱和结构，稳定性较差，容易发生降解和异构化，使其在应用中受到了很大的限制。本文主要对番茄红素基本性质、生理功能及稳定性进行综述，并对如何保持番茄红素稳定性的研究提出建议，以期为番茄红素的应用提供可借鉴信息。

关键词：番茄红素；基本性质；来源；生理功能；稳定性

Research Progress in Physiological Functions and Stability of Lycopene

LUO Jin-feng ，REN Mei-yan ，CHEN Jing-xin ，DING Xiao-wen*(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)

Abstract ：As a natural pigment, lycopene has a variety of physiological activities. Currently, lycopene is a hot research point in the functional food, pharmaceutical, cosmetic fields and others. However, lycopene has a special unsaturated structure and poor stability so that it is easy to degrade and isomerize, which reveals the limitation of lycopene. In this paper, basic properties,physiological functions and stability of lycopene are summarized. Meanwhile, some methods for providing lycopene stability are also proposed with the aim of provide useful information for the application of lycopene.Key words ：lycopene ；basic properties ；source ；physiological function ；stability

中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)19-0279-05

收稿日期：2011-07-11

作者简介：罗金凤(1988—)，女，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail ：luojf_58@

*通信作者：丁晓雯(1963—)，女，教授，博士，研究方向为食品安全和保健食品。E-mail ：xiaowend@

番茄红素(lycopene)是类胡萝卜素的一种，广泛存在于自然界中，作为一种功能性天然色素，具有抗氧化、抗癌防癌、提高免疫力、降血脂等多种生理活性功能。近年来，番茄红素相关产品的开发已成为国际功能食品研究的热点，主要应用于保健食品、医药、化妆品行业。但是，由于番茄红素含有大量不饱和结构，在加工储藏过程中容易发生降解和异构化，导致生理活性的降低，降解产物也可能会对人体造成伤害，因此番茄红素的稳定性也成为其在食品工业推广和使用时急需解决的主要问题，因此本文将从其基本性质出发，讨论其生理活性和提高稳定性的方法。1

番茄红素的基本性质

1875年，Millardet [1]

从番茄中获得番茄红素的粗提

物，当时命名为Solanorubin 。1903年，Schunck [2]研究发现番茄中的红色素的吸收光谱与胡萝卜素不同，将其称为Lycopene 。番茄红素是胡萝卜素的异构体，其分子式为C 40H 56，相对分子质量为536.85，其结构式如图1所示[3]。

图1　全反式番茄红素的分子结构Fig.1 Molecular structure of all-trans -lycopene

图2　β-胡萝卜素的分子结构

Fig.2 Molecular structure of β-carotene

番茄红素是由11个不饱和共轭双键和两个非共轭不饱和双键组成的长链脂肪烃，所以它不溶于水，溶于脂类，其晶体呈深红色。与β-胡萝卜素(图2)相比番茄红素不具有成环结构，因此无VA原活性[4]。由于其分子中存在多个双键，番茄红素存在顺、反异构现象，但是几乎所有来源于天然植物中的番茄红素都是反构型，此构型最耐热。在人体血清中，番茄红素以同分异构体混合物的形式存在，约50%是顺式异构体[5]。

2来 源

番茄红素广泛分布于番茄、西瓜、李、柿、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、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[6]。鲜番茄中的含量约为30～50μg/g，但番茄制品中番茄红素含量普遍高于鲜番茄，如番茄酱约为490～940μg/g，番茄汁约为10～110μg/g，番茄沙司约为50～230μg/g；西瓜中番茄红素含量也非常丰富，约为23～72μg/g[7-8]。许多微生物也能通过发酵产生番茄红素，现已发现三孢布拉式霉菌(Blakeslea trispora)[9]、大肠埃希式菌(E s c h e r i c h i a c o l i)[10]、黄杆菌R1519 (F l a v o b a c t e r i u m R1519)[11]、结核分枝杆菌(Mycobacterium aurum)[12]、红酵母(Rhodotorula spp.)[13]等微生物均能产生番茄红素，其中孢布拉式霉菌能发酵产生15000μg/g生物量(干质量)，其次是结核分支杆菌能产生7000μg/g生物量(干质量)。考虑到安全性等因素，三孢布拉式霉菌被认为是一种具有较好工业前景的生产番茄红素的菌种，美国[9]、日本[14]早在很多年前就申请了三孢布拉式霉菌生产番茄红素的专利。番茄红素的人工合成也早已实现，主要通过三苯基(3,7,11-三甲基-2,4,6,10-十二四烯基)-甲磺化磷与2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯二醛经Witting烯化反应进行合成[15]。

3生理功能

由于番茄红素无VA原活性，在很长一段时间内未受到重视，但是近来的研究发现番茄红素具有多种生理活性，在功能食品、医药和化妆品行业等都越来越受到重视。

3.1抗氧化作用

番茄红素的抗氧化作用主要表现在它能淬灭单线态氧和清除自由基，其清除单线态氧的能力是VE的100倍，是β-胡萝卜素的2倍多[6]。Vibeke等[16]研究给予雌性大鼠0.001～0.1g/(kg・d) (以体质量计)的番茄红素2周后，结果表明，血液中3/4的具有抗氧化活性酶都受到了番茄红素的影响，0.005g/(kg・d)和0.05g/(kg・d) 的番茄红素能显著增强超氧化物歧化酶的活性，而且0.005g/(kg・d) 的番茄红素还能增强谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，从而提高了小鼠抗氧化的能力。Rao等[17]的研究表明，含有不同来源番茄红素的饮食能有效提高血清中番茄红素的含量，并有效降低氧化应激水平。Subramanian等[18]的研究表明，番茄红素具有清除次氯酸的作用，次氯酸可通过修饰蛋白、脱氧核糖核酸、核糖核酸导致心血管疾病中的组织氧化，因此，番茄红素可减轻次氯酸引起的机体损伤。

3.2抗癌作用

早在20世纪50年代，美国医学专家报道了番茄红素具有抗癌效应，后来通过人体细胞系组织培养、动物实验和流行病学调查研究发现，番茄红素具有预防和抑制恶性肿瘤和癌症的作用，对于前列腺癌作用明显[19]。哈佛公众医学院Giovannucci等[20]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%。Vaishampayan等[21]对71名前列腺癌患者临床试验，注射含15m g番茄红素的番茄提取物，每天两次，持续6个月，结果发现前列腺特异性抗原(PSA)水平在癌症治疗的过程中和治疗后保持稳定，从而减少了癌症复发的危险性。张涛等[22]研究发现番茄红素对人前列腺PC-3细胞的抑制增殖作用与G0/G1期阻滞有关，其分子机制可能与调节P21WAF1表达有关。但是也有研究发现，番茄红素与前列腺癌之间并不像以前报道的那样有保护性联系[23]。Peters等[24]的流行病学调查表明，番茄红素对于预防前列腺癌并无奇效。

Salman等[25]研究了番茄红素对人类4种恶性肿瘤细胞系的影响，这4种细胞系分别是：人类结肠癌细胞系(HuCC)、慢性淋巴细胞白血病细胞系(EHEB)、人类白血病细胞系(K562)和Raji(伯基特淋巴瘤细胞系的原型)。研究结果表明，番茄红素对于K562、Raji和HuCC细胞系的扩散抑制作用存在显著的剂量效应关系，但是只有在高剂量组4μmol/L的时候显示出对EHEB细胞系的抑制作用，研究指出，番茄红素对肿瘤细胞和其细胞凋亡率的影响取决于其用量和恶性细胞类型。Lynn等[26]研究了番茄红素(0.0001～10μmol/L)对7种人类癌症和非癌症细胞系的作用进行了研究，结果表明，肝癌细胞系Hep-G2当给予高剂量番茄红素24h后收到抑制，非癌的肺细胞系IMR-9当给予10μmol/L番茄红素72h后受到明显抑制。王爱红[27]在研究番茄红素对乳腺癌细胞周期及生长的影响时发现的研究表明，番茄红素通过阻滞乳腺癌细胞(MCF-7)于G0/G1期而抑制乳腺癌细胞的增殖。

3.3降血脂

Ahuja等[28]给予18～40岁成人补充番茄红素19.5mg/d，