知網 門戶 科學 查看內容

番茄紅素

来源:wikitw.club  2016-2-1 19:50

   

1基本信息中文名稱:番茄紅素

中文別名:ψ,ψ-蘿蔔;茄紅素;西紅柿紅素;蕃茄紅素;番茄紅素

英文名稱:lycopene from tomato

英文別名:C.I. 75125; CI 75125; Lycopene Beadlet; LYCOSOURCE; LYCOPENE; JARCOPENE(TM); 4,4-CAROTENE; 2,6,10,14,19,23,27,31-OCTAMETHYL-DOTRIACONTA-2,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,30-TRIDECAENE; PSI,PSI-CAROTENE; Y,Y-CAROTENE; E 160d; (5cis,5'cis,9cis,13cis)-psi,psi-carotene

CAS:502-65-8

EINECS:207-949-1

分子式:C40H56

分子量:536.8726

2簡介

番茄紅素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一種不含氧的類胡蘿蔔素。1873年Hartsen首次從漿果薯蕷TamuscommunisL.中分離出這種紅色晶體。1913年Schunk發現這種物質和胡蘿蔔素的不同,將其首次命名為lycopene,使用至今。其分子式為C40H56,分子量為536.85,純品為針狀深紅色晶體,在分子結構上有11個共軛雙鍵和2個非共軛雙鍵組成的直鏈型碳氫化合物。在類胡蘿蔔素中,它具有最強的抗氧化活性。番茄紅素清除自由基的功效遠勝於其它類胡蘿蔔素和維生素E,其淬滅單線態氧的速率常數是維生素E的100倍,是迄今為止自然界中被發現的最強抗氧化劑之一。長期以來,番茄紅素一直作為一種普通的植物色素,並未引起太多的關注。

相關研究 番茄

番茄紅素(Lycopene)又稱ψ—胡蘿蔔素,屬於異戊二烯類化合物,是類胡蘿蔔素的一種。由於最早從番茄中分離制得,故稱番茄紅素。過去人們一直認為,只有那些具備β—紫羅酮環並能轉化為維生素A的類胡蘿蔔素,如α—胡蘿蔔素、β—胡蘿蔔素等才與人類的營養和健康有關,而番茄紅素因缺乏此結構,不具有維生素A的生理活性,故對此研究很少。然而,番茄紅素具有優越的生理功能,它不僅具有抗癌抑癌的功效,而且對於預防心血管疾病、動脈硬化等各種成人病、增強人體免疫系統以及延緩衰老等都具有重要意義,是一種很有發展前途的新型功能性天然色素。為此,作者根據國內外文獻綜述了蕃茄紅素的研究概況。

分子結構1910年,Willstaller和Escher在對番茄紅素的研究中首次確定了其分子式為C40H56,分子量為536.85。1930年,Karrer等人提出,番茄紅素是一種化學結構式中含有11個共扼雙鍵及2個非共扼雙鍵的非環狀平面多不飽和脂肪烴,經過環化可形成β一胡蘿蔔素。天然存在的番茄紅素都是全反式,但通過高溫下的蒸煮、油炸等加工方式可使番茄紅素由反式構型向順式構型轉變,而乾燥番茄或乾燥番茄渣中的順式構型也會有部分的轉變。研究還表明,番茄紅素的順式異構體與反式異構體的物理和化學性質有所不同,與反式異構體相比,番茄紅素的順式異構體的熔點低,摩爾消光係數小,極性強,不易結晶,更易溶解,而且在放置過程中可能會回復到全反式狀態。

3物理性質2.1 穩定性

由於番茄紅素分子中有11個共扼雙鍵及2個非共軛雙鍵,使得番茄紅素的穩定性比較差,在一定條件下可發生順反異構化和氧化降解。番茄紅素對氧化反應比較敏感,其溶液經日光照XX12小時后,其中的番茄紅素基本上損失殆盡。溶液中的Fe3+和Cu2+會對番茄紅素的光氧化反應起催化作用,而其它金屬離子如K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等則對其影響不大,所以天然番茄紅素在提取和應用過程中應盡量避免使用鐵制和銅製容器。pH值對番茄紅素也有影響,當用乙醇溶解番茄紅素,並調製成pH值1~14,結果表明,番茄紅素對酸不穩定,對鹼則比較穩定,故番茄紅素作為色素使用時並不適合於酸性飲料。由此可見,影響番茄紅素穩定性的因素有氧、光、金屬離子pH等,故番茄紅素的提取、貯存、加工及分析都應該在對環境因素進行控制的條件下進行。

2.2 呈色能力

番茄紅素作為一種天然紅色素,如何保持其最強的著色力是至關重要的。番茄果實中的番茄紅素有兩種存在狀態:其中大部分是以細長的、針狀的結晶形式存在於有色體中,呈現明亮的紅色。當番茄紅素的結晶形成時,質體膜消失,色素結晶自由分散在原生質中,在顯微鏡下觀察時,可以看到小粒狀的有色體,說明了有色體所顯現的顏色;另外一小部分(10%左右)則與蛋白質形成複合體存在於細胞中。番茄紅素以不同的形態存在時具有不同的顏色和強度,而且會隨著溶劑和介質的不同而呈現出不同的顏色。例如,溶解在石油醚中的番茄紅素呈黃色,在二硫化碳中則呈紅色。

2.3 溶解性

番茄紅素是脂溶性色素,可溶於其他脂類和非極性溶劑中,不溶於水,難溶於強極性溶劑如甲醇、乙醇等,可溶於脂肪烴、芳香烴和氯代烴如乙烷、苯、氯仿等有機溶劑。番茄紅素在各種溶劑中的溶解度隨著溫度的上升而XX,然而當樣品越純時,溶解越困難。結晶的番茄紅素溶解緩慢,傾向於形成一種超飽和狀態,雖然提高溫度可加速其溶解,但冷卻時可能會出現結晶,這時可利用超聲波加速其溶解。純的番茄紅素雖然不溶於水,但當它與某些物質如蛋白質結合形成複合物時,則具有較高的溶解度。

4生物特性1、番茄紅素具有抗氧化性

番茄紅素通過物理和化學方式猝滅單線態氧或捕捉過氧化自由基。單線態氧是具有很強活性的氧自由基,具細胞毒性作用,以細胞膜線粒體等部位對其最為敏感,能與細胞中多種生物大分子發生作用,通過與分子結合造成細胞膜系統的損傷;番茄紅素能夠接受不同電子激發態的能量,吸收光能並通過單線態—單線態能量轉移過程使單線態氧的能量轉移到番茄紅素,生成基態氧分子和三重態番茄紅素分子,三重態番茄紅素通過與溶劑的一系列旋光和振動反應得到再生,並在此過程中將能量散發;類胡蘿蔔素的猝滅能力與其分子中所含有的共軛雙鍵的數目有著密切的關係,番茄紅素分子中有11個共軛雙鍵,一個番茄紅素分子可以清除數千個單線態氧,其猝滅單線態氧的速率常數較β-胡蘿蔔素高2倍。1990年Paolo等報道了類胡蘿蔔素和生育酚等30余種生物抗氧化劑猝滅單線態氧的作用,番茄紅素是猝滅單線態氧最強的。

番茄紅素還能通過與其他形式的活性氧的化學反應消除氧化自由基,如過氧化氫、亞硝酸根等氧化自由基,而氧化自由基能引起脂質過氧化形成多種產物,這些產物與人體老化、癌症發生、自身免疫病及貧血等疾病都有關係。

番茄紅素

2、番茄紅素對細胞生長代謝起調控作用

通常細胞間隙之間有膜蛋白構成的通道,具有選擇通透性,允許第二信使及生長調節物質通過,細胞之間通過細胞間隙連接通訊(GJIC)傳輸細胞群體內生長調控信號,調節細胞的正常增殖與分化。實驗表明,番茄紅素通過誘導細胞間連接,增強正常細胞之間的GJIC,控制細胞生長和誘導細胞分化來抑制腫瘤的增長。日本學者在大鼠肝組織上用熒光染料示蹤技術研究番茄紅素對GJIC的作用時發現,每天飼餵5mg/kgBW番茄紅素,連續5d時,可以明顯增強GJIC功能;同時,由於大多數腫瘤細胞的GJIC功能微弱或缺失,細胞發生轉化后其GJIC功能降低或抑制,GJIC功能的抑制或被破壞被認為是促癌變階段的重要機制。

3、番茄紅素可以調節膽固醇的代謝

番茄紅素是一種低膽甾醇劑,它可抑制巨噬細胞3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A,而它是一種膽固醇生物合成的限速酶。實驗發現,在培養巨噬細胞的介質中加入番茄紅素后,其膽固醇合成降低,同時番茄紅素還XX巨噬細胞低密度脂蛋白(LDL)受體活性。實驗還表明,人體3個月內每天補充60mg番茄紅素,可減少14%的胞質LDL膽固醇濃度。

4、番茄紅素的保健作用

番茄紅素的上述生物學特性決定了它具有抗氧化、抑制突變、降低核酸損傷、減少心血管疾病及預防癌症等多種保健功能。

5、預防和抑制腫瘤的作用

番茄紅素具有預防和抑制腫瘤作用,一方面是因為它的抗氧化作用;另一方面是番茄紅素能夠阻斷組織細胞在外界誘變劑的作用下發生基因突變過程,這是腫瘤生成的重要機制之一。實驗發現,番茄紅素可影響乳腺、肺和XX癌細胞周期的S階段;番茄紅素通過抑制細胞周期中Gl到S的轉化階段來影響細胞的生長;番茄紅素通過可抑制LDL膽固醇的氧化和煎烤肉、魚的褐色反應中產生的雜環胺類的形成,從而有效地抑制致癌物的產生及誘發腫瘤。研究表明,番茄紅素對消化道癌、XX癌、乳腺癌皮膚癌膀胱癌等均有一定的抑製作用。

5合成途徑番茄紅素不僅分佈在番茄中,還存在於木鱉果西瓜南瓜、李子、柿子、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、紅莓、雲莓、柑橘等的果實,茶的葉片及蘿蔔、胡蘿蔔、蕪菁甘藍等的根部。番茄及其製品的番茄紅素是西方膳食中的類胡蘿蔔素最主要的來源,人體從番茄中獲得的番茄紅素占總攝入量的80%以上。

除了植物中具有番茄紅素等類胡蘿蔔素以外,一些微生物,如紅法夫酵母,藻類,成團泛菌的某些種等都可以產生類胡蘿蔔素,特別是紅髮夫酵母和綠藻,的蝦青素產量相對較高,酵母和大腸桿菌的遺傳改造也使得本身不產類胡蘿蔔素的微生物可以進行這類物質的合成。

番茄紅素的生物合成途徑

番茄紅素是類胡蘿蔔素的一種,人體自身不能合成類胡蘿蔔素,必須通過外界攝入;但類胡蘿蔔素在許多植物中含量較低,並且很難用化學方法合成,主要是通過生物合成方式完成。生物合成途徑類胡蘿蔔素生 生物合成途徑圖

物合成可經由不同的途徑,在真菌和植物細胞胞液/內質網上,由乙酰CoA經羥甲基戊二酰-CoA途徑合成的。在細菌與植物質體中由磷酸甘油醛與丙酮酸經1-脫氧木酮糖-5-磷酸途徑合成.形成的異戊烯基焦磷酸經多次縮合生成第一個類胡蘿蔔素八氫番茄紅素,再經脫氫、環化、羥基化、環氧化等轉變為其它類胡蘿蔔素。具體的生物合成途徑如右圖:

通過合成過程圖可以很清楚的看出番茄紅素、β胡蘿蔔素、玉米黃質葉黃素)、角黃素等均為類胡蘿蔔素生物合成過程中間體,研究發現Astaxanthin(簡稱ASTA)蝦青素為類胡蘿蔔素生物合成的終端形態。類胡蘿蔔素生物合成這些色素,主要是為了保護其種子中的不飽和脂肪酸,為下一代的繁衍儲備能量。所以隨著合成過程的不斷推進,圖中合成過程中的這些類胡蘿蔔素每一層次都比上一級的抗氧化活性強。

6番茄紅素的功效1、有助於延緩衰老;

2、有助於增強抗輻XX能力;

3、有助於調節血脂;

4、對男性不育有改善作用;

5、有助於促進女性乳房的健康發育。[1]

7適用人群番茄紅素是類胡蘿蔔素的一種,由於最早從番茄中分離制得,故稱「番茄紅素」。番茄紅素的抗氧化能力是胡蘿蔔素的3.2倍,是維生素E的100倍,人體無法製造番茄紅素,需從膳食中攝取,吃一個生番茄,只能吸收0.05毫克的番茄紅素。

前列腺疾病、腫瘤患者;

生活在環境污染嚴重地區者;

免疫力較低的中老年人群;

抗氧化,需延緩衰老者。

8藥物試驗哈佛大學醫學院對47000名健康男性作了為期6年的研究,結果發現,每周攝取10份以上番茄製品的人,發生前列腺癌的機率降低45%,而服用4-7份的人只減少21%到34%。在美國底特律維納州立大學從事癌症研究的土耳其醫生奧末·庫卻克,用番茄素製成藥用膠囊治療前列腺癌病人,獲得明顯療效。庫卻克對26名等候手術的前列腺癌症患者進行分組試驗,一組服用他從西紅柿中提取的番茄紅素製成的膠囊,每天兩次,每次15毫克;一組不服用這種膠囊。三周后他驚奇地發現,服用番茄素膠囊的病人,腫瘤明顯縮小,有的幾近消除。

研究人員對93例肺癌病人和102例無腫瘤的對照者進行研究,檢測了血中番茄紅素、a-胡蘿蔔素、B—胡蘿蔔素和其它營養素的濃度,結果發現,兩組人血液中各種營養素濃度相似,只有番茄紅素不同,肺癌病人組織中番茄紅素濃度顯著低於對照組。在吸煙者中調查發現,番茄紅素最低值組的發癌率約4倍于最高值組。此外,吸煙的肺癌病人體內番茄紅素濃度最低。研究人員認為吸煙可使番茄紅素在體內耗盡,或者使低濃度的番茄紅素無法防止吸煙的致癌作用,從而發生肺癌。

Ben-Gurion大學的研究人員所做的最新研究發現,將番茄紅素與其它抗氧化劑合理運用,可以促進女性乳房的健康發育,並減少患乳腺癌的機會。美國依利諾斯大學的一項對比研究發現,體內番茄紅素低的女性比體內番茄紅素高的女性,XX癌的發病率要高出5倍以上。

哈佛大學及加拿大的研究人員發現,中年男性育前列腺組織中西紅柿紅素的含量逐漸降低,這個現象與男性前列腺肥大有非常重要的關聯。並發現,有效補給適當劑量的番茄紅素,可以幫助減緩前列腺肥大及發生癌變。食用大量番茄紅素的人,患前列腺癌的風險比較低。已有研究數字表明,血液中番茄紅素含量較高的男性比血液中番茄紅素含量低的男性患此類癌症的機率大大減少。

印度新德里的醫生髮現番茄紅素能夠提高男子XX的質量,該項實驗中,23歲到45歲的不育男性被要求每天口服番茄紅素2次,每次六毫克。三個月后,再次檢查他們的XX濃度、活性和形狀,四分之三男性的XX活動能力和形態明顯改善,XX濃度明顯提高。在實驗結束時,有6人的太太懷孕,因此,此項實驗結果具有實質上的統計意義。在健康男子的XX中,番茄紅素含量很高,但在不育男子則較低。而口服番茄紅素在治療原因不明的男性不育症方面具有顯著效果。

9藥理作用番茄紅素(Lycopene)是一種很強的抗氧化劑,具有極強的清除自由基的能力,對防治前列腺癌、肺癌、乳腺癌、XX癌等有顯著效果,有效抑制癌細胞的擴散和複製,還有預防心腦血管疾病、提高免疫力、保護細胞DNA免受自由基損害,防止細胞病變、突變、癌變;含強力抗氧化生物活物質,能促使細胞的生長和再生,美容袪皺,維持皮膚健康,延緩衰老等功效,有「植物黃金」之稱,被譽為「21世紀保健品的新寵」。它是自然界中最強的抗氧化劑,其抗氧化作用是β-胡蘿蔔素的2倍,VE的100倍。在清除人體「萬病之源」――自由基方面,番茄紅素的作用比β-胡蘿蔔素更強大。2003年,美國《時代》雜誌把番茄紅素列在「對人類健康貢獻最大的食品」之首,番茄紅素也因此被稱為「植物中的黃金」,番茄紅素已在歐美、日本和中國港台地區被廣泛接受。對防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌乳癌有奇效,有效抑制癌細胞的擴散和複製,被西方國家稱為「植物黃金」。

預防和抑制癌症:最新研究成果表明,每天攝取30毫克番茄紅素,可以達到預防前列腺癌、消化道癌以及膀胱癌等多種癌症的效果。人體無法合成番茄紅素,必須從膳食中攝取,吃一個生番茄只能吸收0.05毫克的番茄紅素。因此,在前列腺疾病的治療中,補充番茄紅素是必不可少的。

保護心血管:在動脈粥樣硬化的發生和發展過程中,血管內膜中的脂蛋白氧化是一個關鍵因素。番茄紅素在降低脂蛋白氧化方面發揮著重要作用。據報道,口服天然番茄紅素,能使血清膽固醇降至5.20毫摩爾/升以下,番茄紅素用於防治高膽固醇和高血脂症,可以減緩心血管疾病的發展。

抗紫外線輻XX功能:番茄紅素能對抗紫外線損傷。研究人員給10名健康人各補充28毫克β-胡蘿蔔素和2毫克番茄紅素1-2個月,結果服用番茄紅素人群紫外線引發紅斑的面積減少,程度減輕。

抑制誘變作用:腫瘤生成的重要機制之一是組織細胞在外界誘變劑的作用下發生基因突變,而番茄紅素能阻斷這個過程,發揮抗癌作用。如地中海地區居民在煎烤魚和肉的同時使用番茄醬,減少了烹調過程中雜胺等誘變劑的形成。所以雖然當地居民喜食易致癌的煎烤食物,但是XX癌、前列腺癌以及肝癌的發病率卻很低。

延緩衰老、增強免疫力:番茄紅素可以最有效地清除人體內的自由基,保持細胞正常代謝,預防衰老。番茄紅素在體內通過消化道粘膜吸收XX血液和淋巴,分佈到XX、腎上腺、前列腺、胰腺、乳房、卵巢、肝、肺、結腸、皮膚以及各種粘膜組織,促進腺體分泌激素,從而使人體保持旺盛的精力;清除這些器官和組織中的自由基,保護它們免受傷害,增強機體免疫力。印度學者指出,番茄紅素可令不育男子XX數量增加、活力增強,從而醫治不育問題。

番茄紅素可大大改善皮膚過敏症,消除因皮膚過敏而引起的皮膚乾燥和瘙癢感,令人感覺輕鬆愉快。

番茄紅素大量存在於體內各種黏膜組織,長期服用可以改善各種因體內黏膜組織破壞而引發的各種不適。如乾咳、眼睛乾澀,口腔潰瘍,保護胃腸道黏膜組織等。

番茄紅素還具有極強的解酒作用。酒精在人體內的代謝過程主要是氧化還原反應,會產生大量的自由基。平時服用番茄紅素,可以增加酒量;喝酒前服用,解酒效果顯著,可以減輕酒精對肝髒的損傷;而醉酒後服用,可以減輕頭痛、嘔吐等醉酒癥狀。

番茄紅素還具有預防骨質疏鬆、降血壓、減輕運動引起的哮喘等多種生理功能。

番茄紅素沒有任何副作用,非常適合長期保健服用。

番茄紅素可幫助預防及改善前列腺增生、前列腺炎等泌尿系統疾病,並有助於提高男性XX質量,降低不育風險。一項來自美國哈佛大學的研究發現類胡蘿蔔素與前列腺癌有一定的關係。在類胡蘿蔔素的研究中,只有番茄紅素具有明確的保護作用。男性每天在飲食中服用最大劑量的番茄紅素(每天6.5毫克以上)與服用最少者相比,可以使前列腺癌發生的危險減少21%。

番茄紅素大量存在與番茄中,番茄紅素可消除令男性不育的有害化學物。因此多喝番茄湯可以有效增強男性的生育能力。

英國科學家發現,令番茄湯呈現紅色的茄紅素,或許能把男性體內的XX強化成超級XX,科學家由此推斷男士只要每日飲一碗番茄湯,將能大大增強生育能力。

英國朴茨茅斯大學生化科學部的5名泌尿科專家隨機挑選了平均年齡在42歲左右的精壯男士,要求他們在兩周內每天飲用一碗番茄湯,其間收集他們的XX樣本。

結果發現,XX內可消除令男性不育的有害化學物自由基的茄紅素水平顯著增加,升幅介乎7%到12%。

10生理功能⑴在類胡蘿蔔素中它的抗氧化作用最強;

⑵具有治療前列腺腫大的作用以及防治前列腺癌;

⑶能夠清除香煙和汽車廢物中的有毒物質;

⑷具有活化免疫細胞的功能。番茄紅素具有優越的保健性能,比其他類胡蘿蔔素更有發展前景。因此,它已逐漸成為國際市場上保健食品研究的新熱點。

11分佈番茄紅素分佈于木鱉果、番茄、西瓜、南瓜、李、柿、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、紅莓、雲莓、柑桔等果實和蘿蔔、胡蘿蔔、蕪箐、甘藍等的根部。各種水果中番茄紅素含量如下(每100g果肉): 木鱉果

木鱉果:155~305毫克

西紅柿:0.2~20毫克

番石榴:5.23~5.50毫克(粉紅色)

番木瓜:0.11~5.3毫克

葡萄柚:0.35~3.36毫克(粉紅色)

胡蘿蔔:0.65~0.78毫克

南瓜:0.38~0.46毫克

紅薯:0.02~0.11毫克

杏子:0.01~0.05毫克

番茄和番茄製品中的番茄紅素,是西方膳食中類胡蘿蔔素最主要的來源,也是人體血清中含量較高的。人們從番茄中獲得的番茄紅素約占其總攝入量的80%以上。傳統西紅柿中的番茄紅素含量相當少,並且大量存在於西紅柿籽周圍的類脂物中,喝西紅柿汁或吃新鮮西紅柿通常意味著番茄紅素只是通過人體而很少被吸收。為了生產具有保健及治療價值的番茄紅素營養製劑,國內外許多大的保健品公司及製藥公司,開發出含番茄紅素的軟膠囊,以利於補充人體中的番茄紅素。木鱉果中高含量的天然脂質的番茄紅素更為寶貴!

番茄紅素廣泛存在於人體的各種器官和組織中。主要分佈在人的血液、腎上腺、肝臟、XX、前列腺、乳腺、卵巢、XX、消化道等器官中,其中血液、腎上腺、肝臟、XX等含有較多的番茄紅素。番茄紅素具有非常優越的生理功能其清除單線態氧的速率常數是常用抗氧化劑維生素E的100倍,是β—胡蘿蔔素的兩倍之多。番茄紅素是抗氧化性最強的類胡蘿蔔素。番茄紅素能有效的預防前列腺癌,對XX癌、肺癌細胞的抑製作用顯著高於β—胡蘿蔔素、α—胡蘿蔔素。而且,人體內番茄紅素的含量與人的壽命相關。番茄紅素還具有抑制低密度脂肪蛋白的氧化和抗紫外線作用。番茄紅素是很有前途的一種功能性天然色素。

12製備1.1浸提法:

番茄紅素不溶於水,難溶於甲醇、乙醇,可溶於乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶於氯仿、苯、二硫化碳等有機溶劑。利用這一性質,可利用親油性有機溶劑浸提番茄紅素。一般工藝為:番茄皮進行乾燥後用有機溶劑提取;過濾后濾渣繼續用有機溶劑進行二次浸提,濾液部分濃縮后成為粗產品,精製可得番茄紅素。研究表明乙醇、正己烷、丙酮及其混合液是有效的萃取劑。

在提取過程中,為了分離葉黃素與番茄紅素,一般先用有機溶劑洗去葉黃素,再加另一有機溶劑提取番茄紅素,常常使用不止一種有機溶劑,給最後的精製帶來一定麻煩。為此又有人對此工藝進行改進。改進一為利用皂化反應使晶體析出,其工藝為:將番茄皮或製品進行乾燥,加入一定量的植物油,研磨成細小顆粒,加入丙二醇、氫氧化鉀、水使之發生皂化反應;加水並靜止擱置使晶體析出。這一過程關鍵是皂化反應時控制提取物、丙二醇、氫氧化鉀與水的比例在4~5:3~4:1:1皂化反應原料添加順序靈活,最佳為將鹼液緩緩加入番茄紅素油溶脂與丙二醇的均相液中,以保證晶粒的最好析出。

改進二為利用有機溶劑在不同濃度、溫度下對不同物質的溶解度不同,採用單一溶劑二次萃取。工藝為:番茄及製品進行洗滌,破碎等預處理;加入72%的酒精加熱沸騰15min,過濾后的不溶物繼續用94%的酒精在72℃下浸提3~4次每次10min;將濾液合併,在10℃下靜止2~12h晶體析出。該工藝以含水20%~30%(最好28%)的酒精進行預處理即可洗脫極性物質如葉黃素、胡蘿蔔素及農藥,又可避免溶解番茄紅素。

番茄紅素(加工)

1.2超臨界萃取法:

具有工藝簡單,能耗低,萃取劑便宜、無毒、易回收,可低溫處理,適於番茄紅素等熱敏性成分的優點。

Enzo等研究了溫度在40℃~80℃,壓力在1.8X105~2.88X105Pa,操作參數對β胡蘿蔔素與番茄紅素分離的影響,日本一專利報道了超臨界流體萃取精製番茄紅素。將粗番茄紅色粉末和己烷(1:2)放人抽提罐,形成均質混合系,使原料中的色素從己烷中溶出,在35℃~50℃300kg/cm2的條件下,接觸超臨界CO2;,用減壓法進行色素回收,在分離罐中得到精製番茄紅素(含量13.7%)。孫慶傑等報道了此方面的研究,並建立了一套實驗裝置。該裝置可取得90%以上的番茄紅素,經超臨界萃取的番茄紅素無異味,無溶劑殘留。

1.3 酶反應法:

日本一些專利」』介紹了利用番茄皮自身酶反應來提取或製備番茄紅素的方法。在微鹼條件下(pH=7.5~9),使番茄皮中的果膠酶和纖維素酶反應,分解果膠和纖維素,使得番茄紅素的蛋白質複合物從細胞中溶出。所得色素為水分散性色素。

1.4 生物及化學合成法:

由於番茄紅素在天然產物中的含量較低,提取代價較高,各國學者又相繼在生物及化學合成領域進行了研究,並取得了一些突破。 生命紅番茄紅素製作廠

由絲狀真菌三孢布拉霉Blakesleatrispora生物合成β胡蘿蔔素的過程中,通過pH控制環化即可合成番茄紅素。Gavilou等在三孢布拉霉的生長介質中加入工業番茄廢水,發現抑制了β—胡蘿蔔素的生產並刺激番茄紅素的合成。Obata等通過對蜂房芽孢桿菌DC—1在6~7klx光照下培養生產番茄紅素。Matsmural等開發了能積聚番茄紅素螺旋藻的生產方法,通過發酵並在培養基中加入尼古丁200~500mmol/L生產番茄紅素,該方法成本較低。

羅氏公司所採用的合成番茄紅素工藝是由三苯基(3,7,1l—三甲基—2,4,6,10—十二四烯基)—氯化磷與2,7—二甲基-2,4,6—辛三烯二醛用甲醇鈉甲醇在2—丙醇中進行Wittig烯化反應,制得番茄紅素,收率65%。此外,Wegne等也完成了由三苯基(3,7,11—三甲基—2,4,6,10—十二四烯基)—甲磺化磷與2,7—二甲基—2,4,6—辛三烯二醛經Wittig烯化反應得到番茄紅素的工藝開發,並在歐洲提出專利申請,1999年10月獲批准。

1.5 其他方法:

在各國學者的不斷努力下,又開發出許多高科技的生產技術。日本Kirin Brewerry公司採用代謝工程技術,即通過DNA重組技術改變細胞的代謝系統生產番茄紅素。Kajiwara等從產生蝦黃素的酵母Pharffi'arhosozyma和雨生紅球藻中分離出cDNA編碼異戊烯焦磷酸酯(IPP)異構酶,將編碼IPP異構酶cDNA轉入E.codi菌株JMl01能增加番茄紅素的產量3.6~4.5倍。相信隨著科技的發展和研究的深入這些技術會更加完善和成熟。

13應用番茄紅素的應用:

美國、日本已相繼生產出以番茄紅素為主要活性成分的藥品,其主要作用是降低血壓、治療高膽固醇、高血脂、降低癌細胞的活性等。美國、法國有用於預防前列腺癌的番茄紅素產品。以色列、澳大利亞有用於防止紫外線灼傷,保護皮膚、健膚養顏的產品。還有用於番茄紅素功能性產品。用於類胡蘿蔔素複合產品,主要與α一胡蘿蔔素、β一胡蘿蔔素和葉黃素合用於功能性食品。這些產品一般為膠囊或液體 。

番茄紅素作為生理活性物質受光、熱、氧氣、pH等因素影響,極易發生氧化和分解,從而失去對人體的生理活XX和營養價值,甚至引起機體癌變等嚴重後果。採用微膠囊技術對番茄紅素進行包埋處理,可提高它在功能性產品中的可用性,並促進其生理功能的發揮。因此,採用微膠囊技術對番茄紅素進行包埋是亟待研究的核心技術 。

推薦閱讀