番茄红素的提取与检测

番茄红素的提取与检测
一、试验样品
番茄红素在自然界分布很广泛。

在植物中主要是存在于成熟的红色水果和蔬菜中，在秋橄榄浆果中的含量很高。

如番茄、西瓜、番石榴、番微果、木瓜、葡萄、草莓、苦瓜籽、萝卜、胡萝卜、红肉脐橙、甜杏、红色葡萄、柚子等；部分动物，，如龙虾和螃蟹中也有番茄红素。

本次试验选取的原材料为红番茄。

二、试验目的和意义
番茄红素(Lycopene)又称ψ—胡萝卜素，属于异戊二烯类化合物，是类胡萝卜素的一种。

由于最早从番茄中分离制得，故称番茄红素。

过去人们一直认为，只有那些具备β—紫罗酮环并能转化为维生素A的类胡萝卜素，如α—胡萝卜素、β—胡萝卜素等才与人类的营养和健康有关，而番茄红素因缺乏此结构，不具有维生素A的生理活性，故对此研究很少。

然而，最近研究发现，番茄红素具有优越的生理功能，它不仅具有抗癌抑癌的功效，而且对于预防心血管疾病、动脉硬化等各种成人病、增强人体免疫系统以及延缓衰老等都具有重要意义，是一种很有发展前途的新型功能性天然色素。

通过本次试验，比较几种提取方法。

得出番茄红素的提取与检测较好的方法，为更好地研究番茄红素的性质及利用番茄红素提供原材料。

为推广到工业的生产上奠定基础。

三、色素结构特征和性质
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TamuscommunisL.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。

其分子式为C H，结构式如下：
4056
番茄红素色泽为红色，纯品为针状深红色晶体，分子量为536．85，熔点为174℃，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。

在472 处有一强吸收峰，当分子从反构变为顺构时，颜色变浅，熔点降低，消光系数减小，吸收峰发生偏移。

在类胡萝卜素中，它具有最强的抗氧化活性。

番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100
倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。

作为脂肪烃，番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，易溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮、氯仿等极性较低的有机溶剂，因此番茄红素产品通常用极性较小的有机溶剂从天然番茄中提取得到。

番茄红素在各种溶剂中的各种溶剂中的溶解度随着温度的上升而增大，番茄红素的样品越纯，溶解越困难。

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。

四、试验试剂，仪器和其他辅助材料
1、试验试剂
三氯甲烷丙酮石油醚环己烷二氯甲烷乙醇（规格都为AR）纤维素酶和果胶酶
石英砂，氧化铝
2、试验仪器
色谱仪分光光度计搅拌机抽滤机电子天平圆底烧瓶三口瓶锥形瓶烧杯冷凝管
铁架台玻璃棒滴管
五、试验方法和步骤
方法一：溶剂提取法
1、提取
回流搅拌法:称取30g新鲜番茄，捣碎，放入100毫升三角瓶中，加入15毫升无水乙醇，装上搅拌装置和回流冷凝管，搅拌回流5分钟，抽滤。

残渣中加入15毫升萃取剂，搅拌回流5分钟，抽滤。

合并抽滤所得液，倒入分液漏斗，加入几滴饱和氯化钠，摇震，静置分层。

分出提取液，用无水硫酸钠干燥，水浴蒸干待用。

2、柱层析
层析柱中塞好棉花，加入十几毫米洗脱液，边倒入氧化铝边轻叩层析柱，直到得到十厘米高的氧化铝柱。

装柱时保持洗脱液面高于氧化铝，需要时可添加洗脱液。

装好的柱不能有气泡和裂缝。

氧化铝柱表面放上0.5厘米厚的石英砂，放走多余的溶剂直到液面刚刚达到石英砂表面。

将提取的色素溶于1毫升洗脱液中，用滴管加入柱顶。

打开活塞，让色素流到氧化铝柱上，如此反复几次色素完全移入层析柱。

用滴管沿四周加洗脱液，将柱壁上的色素洗下（多次洗脱）当液面降至石英砂表面时，即加环己烷-石油醚1：1洗脱。

黄色的胡萝卜素在柱中移动较快，红色的番茄红素则较慢，收集洗脱液至胡萝卜素在柱中完全消失。

然后用极性较大的氯仿做洗脱液洗出番茄红素。

将收集到的两个部分用水浴蒸干，待用。

3.光谱测定
番茄红素用石油醚溶解，定量转移10毫升容量瓶中，定容。

测定在300-600处的吸收光谱，以及在最大吸收波处的吸光度。

红外光谱的测定，分析峰与相应官能团的关系。

方法二：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。

提取方法如下：
（1）番茄经打浆粉碎后，加碱调节pH值至7.5~9.0；
（2）45~60℃加热搅拌5h左右；
（3）过滤出去表皮、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），以使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。

此外，也可加0.1%的果胶酶或纤维素酶，控制酶解时间为3.5h，酶解温度为50℃；如采用
果胶酶和纤维素酶混合使用，果胶酶的加入量为0.04%，纤维素酶的加入
量为0.07%，作用时间为2.5h，提取时间为4h。

（6）告诉离心（4000rpm，10M）；
（7）70℃干燥沉淀物，得样品。

方法三：超临界流体萃取
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
CO是最常用的密度的关系，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。

2
CO萃取番茄红素的最佳条件为：萃取压力30Mpa，萃取萃取剂。

研究表明，获得超临界
2
CO流量30L/h，乙醇体积分数90%，萃取时间2h。

温度45℃，
2
六、色素的检测
分光光度法：
番茄红素在不同的有机溶剂里有类似的吸收峰，尽管由于所用的溶剂和温度不同，番茄红素的吸收峰会发生不同程度的偏移，但在溶剂中的番茄红素一般都符合朗伯-比尔定律，因此可以通过光谱方法来准确的定量分析番茄红素。

番茄红素最大吸收峰波长约为472—484nm，虽然在较短波区和较长波区的吸收也很强，但比最高峰弱，所以人们经常将样品溶解在石油醚或正己烷中，在最大吸收波长下，用分光光度计测定溶液的吸光度，以此表征番茄红素的浓度，用朗伯-比尔定律计算番茄红素的含量，此法不需昂贵的番茄红素标准品，而且操作简便，适宜番茄红素粗提阶段浓度的测定。

由于与番茄红素共存的其他胡萝卜素在
472nm处也有较强的吸收峰，这对测定产生干扰，引起较大的系统误差。

若选择长波区的峰（502nm）作为测定波长，避免了其他胡萝卜素的影响，可以用来检测番茄红素含量。

具体方法如下：
将番茄样品水洗后打浆，准确称取3g番茄浆样，加入2mL无水乙醇，充分搅拌后，将溶液移入离心机内以3000r/min离心脱水处理10min，弃去上清液。

用丙酮：石油醚（1：1）溶剂20mL于阴暗处浸提滤渣2h，每隔20min搅拌一次。

过滤并将滤液转移到分液漏斗中，用去离子水洗涤3次出去丙酮，取上层有机相测定体积，准确移取1mL提取液至10mL棕色容量瓶中以石油醚定容，摇匀。

用1cm比色皿，在502nm下，以石油醚为空白溶液测定吸光度值。

根据回归方程计算番茄红素含量。

七、预期结果和分析
番茄品种不同，番茄红素含量不同。

樱桃型小番茄果实中番茄红素含量为1954~4741ug/100g（鲜果），均值为2932ug/100g（鲜果）。

大果型番茄果实中番茄红素含量为1014~2503ug/100g（鲜果），均值为1569ug/100g（鲜果）。

樱桃型番茄果实内番茄红素含量显著高于大果型番茄。

红色果皮番茄中番茄红素含量高于粉红色果皮番茄，但差异不显著。

番茄摘取时间不同，也影响番茄红素的提取量。

本试验中溶剂提取法得率应大于90%。

酶反应法的得率应在50%左右，此操作简单，但番茄红素中杂质较多。

超临界萃取法可提取90%以上的番茄红素，而且番茄红素无异味，无溶剂残留。

八、参考文献
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2. 王校冬番茄红素的提取、分离、纯化及其产品开发[学位论文]—硕士2009（01）
3.宋玉民；刘哲；申少斌番茄红素提取工艺研究[期刊论文]—甘肃科技2009（05）
4.何春政影响番茄果实中番茄红素含量的因素研究[学位论文]—硕士2010（05）5．张亮、刘文、戴丹琴、刘淑君番茄红素研究进展 2010（11）
6.姜雨番茄中番茄红素提取及稳定性研究[学位论文]—硕士
7.杨鹏；孙婷媛番茄红素。