番茄红素的研究概述

番茄红素的研究概述田丽萍1　王　进1　薛　琳2(1.石河子大学生命科学学院,新疆石河子　832003;2.石河子蔬菜研究所,新疆石河子　832003)【摘　要】番茄红素是一种非常重要的类胡萝卜素,在预防人类某些癌症和其他疾病发生方面起着重要的作用,是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。围绕国内外学者在番茄红素方面的研究成果,本文综述了番茄红素的分布,理化性质,生理功能及作用机理,稳定性,提取方法及检测方法等。作为一种功能性天然色素,具有可观的应用前景。【关键词】番茄红素;理化性质;生理功能 中图分类号:R15113文献标识码:B

3基金项目:新疆生产建设兵团重点科技攻关项目,项目编号04GG03。 番茄红素(locopene)作为类胡萝卜素的一种存在于番茄果实之中,它具有优越的生理功能。欧洲经济共同体(EEC)和英国许可使用的食用色素中包括了番茄红素[1]。联合国食品添加剂专家委员会(JECFA)认定番茄红素为A类营养素并为50多个国家和地区作为营养着色双重作用的食品添加剂而广泛应用于保健食品,医药和化妆品工业。番茄红素是类胡萝卜素中结构最为简单的主要色素,是结合在有色体膜上的线状晶体,番茄的鲜红色泽主要是由于番茄红素的存在。长期以来人们一直认为它不具有类胡萝卜素的生理活性,然而,最近的研究表明番茄红素的抗氧化性是类胡萝卜素中最强的。自20世纪50年代中期发现其在人类的健康上的作用以来,它的独特生理功能越来越受到人们的重视。番茄红素的研究也越来越成为一个热点。1　番茄红素的分布111　在植物中的分布番茄红素广泛分布于各种植物中,成熟的果实中含量最高,番茄、胡萝卜

、西瓜、南瓜、李柿、胡椒果、桃、木瓜、芒果、红莓、云莓、柑橘、甘蓝、红色葡萄柚以及红色的橄榄油中均含有番茄红素,具报道番茄红素含量最高的是番茄的果实,可达30～140mg/Kg,中国新疆番茄酱中番茄红素含量可达120mg/Kg。表1　各种果蔬中番茄红素的含量[2]食 品含量(mg/kg)番 茄5010～12010李 子0105～011红色葡萄柚3316番石榴5410西 瓜2310～7210木 瓜2010～5310112　在人体中的分布哺乳动物不能自行合成番茄红素,必须从蔬菜和水果中获得,人们通过饮食获取番茄红素并且80%是通过使用番茄及其加工制品获得。番茄红素分布很广,主要分布在血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道等器官中,含量较多的是血液、肾上腺、睾丸、肝脏等器官。表2　人体的一些组织中番茄红素的含量[3]组织含量(nmol/L)组织含量(nmol/L)肾上腺21160脂肪1130乳　房0178结肠0131肾0162肝脏5172皮　肤0142睾丸21136第26卷　第1期2006年　2月农业与技术Agriculture&TechnologyVol126　No11Feb.2006・72　・2　番茄红素的生理功能及其作用机理以前,人们一直认为番茄红素没有生理功能,因为它没有维生素A的生理活性,近年来,越来越多的研究表明,番茄红素具有优越的生理功能,它具有抗癌,消除人体内垃圾,延缓人体衰老以及与人体寿命有关。211　番茄红素与癌前列腺癌是世界上最常见的男性恶性肿瘤,主要发生在50～60岁的中老年人群中,尚没有较好的治疗办法,然而研究表明,番茄红素具有明显的抗肿瘤作用,Weisburger分析了番茄红素预防肿瘤的证据发现,经常吃番茄的地区的人群,如地中海地区的居民,癌症的发病率很低,进一步研究发现,当地居民在煎烤鱼或肉的同时涂抹番茄酱,不但鱼肉不会焦黄,还减少了烹调中杂胺等致癌物的形成。当细胞发生癌变时细胞间隙的结合作用变弱[4]。Bertram认为,番茄红素能促进并维持细胞间隙的蛋白质合成从而增强细胞间隙的结合能力,有效抑制癌变[5]。另一方面Wang和Countryman等研究发现番茄红素和β2胡萝卜素能够在细胞水平上抑制神经胶质瘤细胞和白血细胞(HL260)的增殖[6]。Levin等研究发现,由胰岛素生长因子(IGF)引起的癌细胞增殖,可被番茄红素抑制,主要原因是IGF21受体上的蛋白质磷酸化作用受阻,因为谷氨酸磷酸化是IGF的第一步,所以番茄红素的抗癌作用可以认为是抑制受体的移动而阻止了增殖因子产生[7]。Mitamara认为,番茄红素可以通过减少TGF在遗传过程中的表达来阻止雌鼠乳房肿瘤的形成[8]。212　番茄红素与人体垃圾人的体内垃圾又称体锈,又指自由基,它是指化合物中的共价键,在体内代谢发生均裂后所形成的外层轨道不配对电子的原子或原子团,其性能不稳定和不平衡,易造成反应性氧代谢物的沉积。在生理状态下,尽管机体不断产生自由基,而同时机体又存在着抗氧化系统,因此自由基的生成与清除呈动态平衡状态,在病理状态下,由于自由基产生过多或清除自由基的防御体系发生障碍自由基便引起一系列病理反映,番茄红素具有抗氧化的特性,它经肠道吸收进入血液循环后,能极有效地阻止自由基对组织细胞、DNA、基因的毒性作用及损伤,已有很多研究报道番茄红素能够有效的清除人体内垃圾。213　人体番茄红素与人的寿命据报道胡萝卜素含量与动物的寿命有关。许多数据分析表明血清中胡萝卜素浓度高的动物,寿命较长。哺乳动物中,人的胡萝卜素的含量最高,番茄红素的含量男女都是在20～40nmol/L之间。此外,女性比男性血清中的胡萝卜素的浓度高,这可能是女性寿命比男性长的原因之一[10]。214　番茄红素的作用机理近几年研究表明,番茄红素和β2胡萝卜素一样,是防病治病的活性功能因子。目前普遍认为番茄红素的作用机理主要有以下几个方面:(1)作为强抗氧化剂,猝灭单线态氧和清除自由基,防止脂蛋白和DNA受到氧化破坏,从而预防癌症的发生,抑制LDL胆固醇氧化产物的形成,预防冠心病的发生。(2)促进细胞间正常结合,当细胞发生癌变时,细胞间的结合变弱,而番茄红素具有促进细胞间正常结合的蛋白质的合成。(3)抑制癌细胞转移增殖因子227GF的遗传表达。(4)抑制癌细胞增殖因子的作用。(5)活化免疫细胞作用等。3　番茄红素的性质311　番茄红素的理化性质番茄红素是由碳、氢两种元素构成,分子式为C40H56,分子量为536185,针状棕红色晶体。它是由11个共轭及2个非共轭碳—碳双链组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃。番茄红素不溶于水,易溶于二硫化碳,苯油脂,氯仿等,色泽为棕红色,熔点为174℃,可燃,在波长472nm处有一强吸收峰,有多种异构体结构。312　番茄红素的稳定性番茄红素对热具有很好的稳定性,在使用时避免与铁、铜等容器接触,对铁和铜的稳定性较差,其他金属离子则较稳定。盐酸对番茄红素稳定性有影响,浓度越高,番茄红素的稳定性越差。碱对番茄红素影响不大。番茄红素对光十分不稳定,尤其是日光直射下一天即可损失完毕。对紫外光也较敏感,在暗处保存效果较好。31

3　番茄红素的溶解性番茄红素在石油醚、6#溶剂、乙酸乙酯、丙酮中的溶解度均随着温度的上升而增大;在上面四种溶剂中,在相同温度下,番茄红素在乙酸乙酯中的溶解度最大,丙酮、石油醚次之,6#溶剂最小。・73　・2006年2月 农业与技术Vol126　No114　番茄红素的提取方法411　超临界流体萃取:是使用高于临界温度,临界压力的流体做为溶剂的萃取过程。使处于临界点附近的流体不仅对物质具有极高的溶解能力,而且物质的溶解度随体系的压力或温度就可以方便地进行选择性地萃取分离物质。412　番茄皮→干糙→粉碎→6号溶剂浸提液→浸提液真空浓缩→番茄红素粗提液。413　酶反应法:通过外界果胶酶和纤维素酶的方法来提取番茄红素。其工艺流程为:清洗鲜番茄,100℃热水烫去皮5～7秒钟,用高速搅拌机打浆,加热钝化酶活85℃,冷却到45℃,调整PH值到315,加果胶酶和纤维素酶0105%,处理4h,粗滤去核,高速离心(4000rpm)、70℃干燥沉淀物得样品。沉淀呈鲜红色,样品得率为01585%。414　皂化法提取番茄红素:通过对番茄加工原料的皂化,破坏了番茄细胞组织,番茄红素被完全“解放”出来,使番茄红素的提取量提高了4倍,同时可以消除β2胡萝卜素对番茄红素测定的影响。该方法可行性强,具有广阔的发展前景。5　番茄红素的检测方法在目前的参考文献中,番茄红素的测定方法主要有以下几种:511　以苏丹红代替番茄红素的标准品绘制标准曲线,用以测定番茄红素的含量。512　以石油醚或者正己烷为溶剂,在472nm比色测定其吸光度和摩尔消光系数来计算其中番茄红素的含量。513　依高压液相色谱法,通过与标准样品的面积比来测定样品中番茄红素的含量。这几种方法有明显的优缺点:(1)和(2)不需要标准品,但其系统误差较大,同时又不能排除β2胡萝卜素等的干扰。(3)要求有番茄红素标准样品,而纯度高的番茄红素本身稳定性很差,不宜长期保存,而且价格昂贵,日常测定难度大。6　发展趋势番茄红素具有资源丰富,安全无毒等优点。作为具有生理功能的天然色素,应用领域十分广阔,国内外均十分重视其开发和利用,以色列、日本、俄罗斯等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面占有领先地位,中国目前也不断加大开发力度,相信不久以后,番茄红素很快商品化、产生化、规模化。参考文献[1]卢元芳.番茄红素的生理功能及其作用原理[J].曲阜师范大学学报,2001,(7):24-26[2]孙庆杰,丁宵霖.番茄红素的研究进展[J].中国食品添加剂,1998,(1):1-6[3]李琳,吴永娴,曾凡坤.番茄红素的研究进展[J].食品科学2000,(5):8-11[4]WeiburgerJH.EvaluationoftheevidenceontheroleoftomatoproductsindiseasepreventionProc.Soc.Exp.Biol.Med[J].1998,218(2):140-144[5]BertramJS,etal.tomato2basedproductslycopeneandcancer,reviewofepidemiologicliterature[J].1999,91(4):317-333[6]Gavrilov.A.S.etal.Industrialproductionofmicrobiologicalmethod.AppliedBiochemistryandMicrobiology[J].1991,37(3)66-70[7]SharonlYandLevyJ.InternationalconferenceoftheAntioxidantVita2minsandβ2caroteneinDiseaseProvention.[J]1994,11(2):102114[8]ScottKJ,HartDJ.DevelopmentandEvaluationofanHPLCMethodfortheAnalysisofCarotenoidsinFoods,andtheMeasurementoftheCarotenoidContentofVegetablesandFruitsCommonlyConsumedintheUK,FoodChem.[J]1995,54:101-111.[9]徐伟,刁复强编译,尹冰校审.番茄红素对人体健康的潜在作用[J].国外医学・卫生学手册,1998,25(1):38-40[10]邓宇.番茄红素提取方法的研究[J].现代化工,2002,(2):26-31TheResearchAdvancementofLocopeneTIANLiPing1,WANGJin1,XUELin2(1.CollegeofBiology,ShiheziUniversity,Shihezi,Xinjiang832003,China;2.InstituteofVegetable,Shihezi,Xinjiang832003,China)Abstract:Locopeneisaveryimportantcarotenoid.Inrecentyear,locopeneisahottopicintheresearchingareaof