番茄红素的生物学特性及其在体育运动领域的应用研究

番茄红素的研究进展及应用前景摘要：番茄红素是植物中所含的一种天然色素。

广泛存在于番茄、番茄制品及西瓜、葡萄柚等水果中。

它是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一。

近年来，番茄红素是目前功能食品、医药、化妆品等行业的研究热点。

本文主要对番茄红素的结构、理化性质、生理功能、应用前景进行综述。

关键词：番茄红素；基本性质；生理作用；应用前景番茄红素(Lycopene)，是植物中所含的一种天然色素，番茄红素最早于1873年由Hartsen等从Tamus communis L分离得出结晶；1875年，Millardet将其命名为Solanorubin；1903年，Schunck 将其更名为lycopene且沿用至今{1}。

近年来多项研究发现，番茄红素具有超强抗氧化力、抗肿瘤效应、减少心脑血管疾病发生、增加免疫力等多种功效。

但哺乳动物自身不能合成番茄红素，必须靠食物获取。

因此，番茄红素越来越受到医学及营养学界的重视，其相关产品开发成为研究热点之一。

一、结构1910年，Willstaller和Escher在对番茄红素的研究中首次确定了其分子式为C40H56，分子量为536.85。

1930年，Karrer 等人提出，番茄红素是一种化学结构式中含有11个共扼双键及2个非共扼双键的非环状平面多不饱和脂肪烃，在1932年由Kuhn 和Grundmann证实{2}，其结构如图1。

二、理化性质番茄红素晶体为红色长针状，分子式为C40H56，相对分子质量为536．85，熔点174℃，可燃，是胡萝卜素的异构体。

番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、丙酮、己烷，易溶于苯、二硫化碳、氯仿等有机溶剂。

番茄红素对某些离子比较敏感，如Cu2+与Fe3+会引起番茄红素的损伤，而Na+、K+、Mg2+和Zn2+对番茄红素的稳定性影响不大。

番茄红素分子中存在多个双键，使其稳定性很差，存在顺反异构和氧化降解现象。

到目前为止，已发现72种番茄红素异构体。

浅谈番茄红素番茄红素(lycopene)的分子式为C40H56，是由11个共轭及两个非共轭碳-碳双键组成的高度不饱和脂溶性直链型碳氢化合物。

天然存在于植物中的番茄红素主要以全反式形式存在，只有小部分为顺式构型，以5-顺、9-顺、13-顺和15-顺构型为主。

番茄红素由于没有β-芷香酮环结构，因而缺乏维生素 A源活性。

但因其具有比其它类胡萝卜素多13个不饱和双键开链式的分子结构，所以番茄红素具有强有力的消除自由基的能力，是抗氧化能力最强的类胡萝卜素。

而且它具有细胞间信息感应和细胞生长调控等生化作用以及预防癌症、心血管病等疾病发生的生理功能作用。

番茄红素存在于水果和蔬菜中，主要分布于红色果实中，如番茄、西瓜、番木瓜、红葡萄、杏等。

在番茄中的含量随品种和成熟度的不同而不同，大体上含量为3.1-7.7mg/100g，成熟度愈高，番茄红素含量也越多。

人类自身不能合成番茄红素，需通过膳食等补充，番茄红素吸收后可广泛分布于人体的多种器官与组织，其中血液、前列腺、肾上腺、肝脏、睾丸中含量较多。

番茄红素具有多效保健功能，延缓衰老，增强机体免疫力，预防癌症，改善动脉粥样硬化以及美容，抗紫外线辐射等多个方面。

因此，番茄红素逐渐成为国际市场上保健食品研究的新热点，在使用途径上，现在主要以食用色素为主，作为食品添加剂。

番茄红素是一种功能性天然色素，兼有天然色素和营养强化剂的作用，完全符合绿色添加剂的标准，在食品工业应用前景广阔。

现在，番茄红素已经被联合国粮农组织、世界卫生组织和联合国食品添加剂委员会认定为A 类营养素，并被50 多个国家和地区作为营养和着色用食品添加剂，广泛用于保健食品、医药和化妆品。

国际市场上的番茄红素类产品达 100 多种，有番茄红素油、番茄红素胶囊、番茄红素片和番茄红素标准物质等。

目前以番茄红素为原料已经研制出了140 多种药物，如美国、日本已生产出以番茄红素为主要成分的具有降低血压，治疗高胆固醇，高血脂，降低癌细胞的活性等的药品。

1一、 番茄红素的概况1.1 番茄红素的概况番茄红素属于烃类类胡萝卜素，含有11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键，分子量为536。

由于它没有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(ｌｙｃｏｐｅｎｅ)是类胡萝卜素中的一种,分子式为Ｃ40Ｈ56其结构如图1所示。

图1.1 番茄红素的全反式结构番茄红素是类胡萝卜素中的一种，作为一种天然色素用于食品工业中。

它在植物界的分布范围不很广，主要存在于番茄、西瓜、葡萄柚和木瓜等食物中。

最早的有关番茄红素生物活性的报道是在1959年，Ernster 和他的同事们发现辐射后的小鼠腹腔内注射蕃茄红素后生存率提高了，并能抵抗细菌的感染。

现在许多流行病学和临床研究表明，摄食番茄制品可以降低癌的危险性，尤其是胃肠道和前列腺癌，而番茄红素是番茄制品中的主要类胡萝卜素。

近年来研究表明,番茄红素的抗氧化性很强,是ＶＥ的100倍,β 胡萝卜素的2倍以上,它能高效淬灭人体中的单线态氧和清除自由基,从而起到抗癌、抑癌作用及活化免疫细胞等功能。

番茄红素重要的营养价值和保健功能已经使它成为多功能性的食品配料,如:抗氧化剂、营养保健剂、天然色素等,随着研究的深入,其应用有着更广阔的发展空间。

番茄红素在自然界中分布较少,主要存在于番茄、西瓜、红色葡萄柚等食物中,其中在番茄中含量最高,且随成熟度升高而增加,在成熟番茄果实中含量可达3～14ｍｇ/100ｇ,我国新疆番茄中番茄红素含量多达40ｍｇ/100ｇ以上;番茄红素还存在于辣椒、西瓜、柿子、南瓜的果肉中。

（西红柿来自西方国家，传到中国后得了“西红柿”、“番茄”之名。

有番茄中的“黄金”之称的番茄红素是食物中的一种天然色素成分，在化学结构上属于类胡萝卜素。

番茄、西瓜和葡萄、柚等食物中番茄红素的含量很高，这些食物所具有的红或黄颜色主要就是由番茄红素引起的。

现在人们已经研究出它具有抗氧化、抑制突变、降低核酸损伤、减少心血管疾病及预防癌症等多种功能。

1 概述番茄红素是一种类胡萝卜素是异戊二烯化合物中四萜代表性物质，其生物合成是在多种酶催化作用下完成的，具有MEP和MVA两种合成途径[1]。

研究表明番茄红素抗氧化作用强，对增强人体免疫力、预防和治疗前列腺、心血管等疾病，防癌抗癌具有一定作用。

其功效已逐步被人们所熟知和认可，目前已经开发出一系列保健产品，具有广阔的市场前景。

2 番茄红素的生物合成途径番茄红素的生物合成由多种酶参与且过程复杂，由一系列不同阶段组成。

MEP途径主要存在于细菌和原绿球藻等原核生物中。

MVA途径是酵母菌、植物等真核生物合成萜类物质的主要途径。

前人已经对番茄红素的生物合成途径进行了大量研究。

番茄红素的生物合成途径见图1。

异戊烯焦磷酸（IPP）是番茄红素代谢途径的限速酶，在番茄红素的合成过程中起着调节前体物质平衡的重要作用。

大量研究表明通过增加IPP的代谢流可以提高番茄红素的产量。

另外，通过调节番茄红素代谢途径中的关键基因的拷贝数，抑制或阻断其他竞争代谢流来提高GGPP等前体的供应量同样可以使番茄红素的产量得到大幅度提高[2]。

在原核生物中，番茄红素合成的相关酶分别由crtE、crtB、crtI基因编码，将crtEBI导入本身不产番茄红素的底盘生物如大肠杆菌或酵母菌中，可使之产生番茄红素。

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浅谈一种类胡萝卜素——番茄红素作者：周锐丽卢锋来源：《商情》2010年第25期[摘要]番茄红素是一种不含氧的类胡萝卜素,被誉为“植物黄金”。

虽然其许多的功能还有待进一步的研究,但就现有的研究成果来说,作为一种重要的营养物质,因其独特的保健价值,番茄红素受到越来越多人的关注。

本文分别从其理化性质、保健功能、摄取补充、未来展望等几个方面简单的介绍了番茄红素。

[关键词]番茄红素保健价值摄取一、番茄红素的理化性质番茄红素,类胡萝卜素家族的一员,是一种脂溶性抗氧化剂,是由植物和微生物合成。

不同于其他类胡萝素,由于没有β—胡萝卜素那样的β一芷香酮环结构,所以不具有维生素A原活性。

番茄红素是双键结构,它存在顺势异构和反势异构两种形式。

在自然界中,番茄红素主要是以全反势异构存在的。

然而,他会受光照、热能和化学反应影响成顺势异构的形式,成为很稳定的分子。

而且,番茄红素易受氧化、热能和电的影响。

研究表明,番茄红素在常温过程下储存是稳定的。

番茄红素与其他的类胡萝卜素一样,一般都与大分子物质紧密结合在一起,并不能完全被我们肠道吸收,只有经过加热或其他加工方式后,才更容易被小肠吸收,然后再与乳糜微粒结合后进入淋巴管,输入到体内各器官组织,分布于肝、肺、前列腺、肾上腺、结肠和皮肤中。

二、番茄红素的保健功能1.抗癌作用最早研究得知番茄红素具有抗细胞突变作用,随后的研究中发现,番茄红素的抗氧化作用对抗癌有明显的疗效,番茄红素的抗肿瘤效应利用了番茄红素的三大生理功能:自由基淬灭功能、降低细胞膜的氧化损伤功能、诱导间隙连接通讯的功能。

在这些生理功能的作用下,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、抑制肿瘤细胞扩散。

番茄红素的天然抗突变能力,能刺激淋巴细胞大援释放肿瘤抑制因子,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。

动物实验发现,给小鼠注入低剂量的番茄红素就能降低结肠癌的发生,对前列腺癌和食道癌也有很好的预防效果。

综述收稿日期:2006 11 07番茄红素的研究概况及应用前景傅喆暾1,2,袁 杰1,2,黄雄伟1,2,张 鸣1,2(1.上海交通大学附属新华医院分院,上海200090;2.上海市杨浦区中心医院,上海200090)关键词:番茄红素;作用机制;保健作用;应用前景中图分类号:R285 文献标识码:A 文章编号:1004 2199(2007)01 0058 04番茄红素(lycopene),又名茄红素,是成熟番茄的主要色素,是自然界已知的600多种类胡萝卜素(car o tenoid)的一种。

1873年,H artsen首先从Ta m us Co mmunis L.berries中提取了番茄红素。

Schunck通过对番茄红素吸收光谱的研究,发现其不同于从胡萝卜中提取的胡萝卜素,于1903年将其命名为Lycopene。

1959年Forssberg最早报道了番茄红素的生理功能,但由于它没有 胡萝卜素那样的 芷香环结构,不具有维生素A的生理活性,从而未对其加以重视。

但近些年的研究发现,它在对单线态氧的淬灭、自由基的清除、阻断亚硝胺形成、抑制细胞增殖、诱导细胞分化、增加免疫力、减少DNA损伤以及对细胞间隙连接通讯的影响等多种作用方式,起到防癌抗癌、预防心血管疾病、提高免疫功能和延缓衰老等作用。

目前番茄红素健康相关产品的开发已成为国际上功能性食品和新药研究中的一个热点,越来越被世人高度重视。

本文就番茄红素的研究现状及广阔的发展前景进行概述。

1 番茄红素的理化特性番茄红素分子式为C40H56,分子量为536.85,熔点为172~175。

它由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,为脂溶性色素,纯品为无毒针状深红色晶体。

由于没有 胡萝卜素那样的 芷香酮环结构,所以不具有维生素A原活性,不溶于水,难溶于甲醇、乙醇,可溶于脂肪、乙醚、石油醚等[1]。

大部分为全反式构型,小部分为顺式构型,因11个共轭双键都能异构化,故可以产生大约1056种不同的单或多 顺异构体,以5 顺、9 顺、13 顺型为主。

番茄红素的生物活性、提取方式及其在食品领域中的应用目录一、番茄红素的生物活性 (2)1. 抗氧化作用 (2)1.1 清除自由基 (3)1.2 抑制氧化应激反应 (4)2. 抗炎作用 (5)2.1 抑制炎症介质的释放 (6)2.2 减少炎症细胞的浸润 (7)3. 抗癌作用 (8)3.1 抑制肿瘤细胞增殖 (9)3.2 影响肿瘤细胞的信号传导途径 (10)4. 心血管保护作用 (11)4.1 降低血脂水平 (12)4.2 抑制动脉粥样硬化的形成 (12)5. 保护视力 (14)5.1 防止视网膜损伤 (14)5.2 保护视神经 (15)二、番茄红素的提取方式 (16)1. 溶剂提取法 (18)1.1 乙醇提取 (19)1.2 丙酮提取 (20)2. 超声波辅助提取法 (21)2.1 超声波功率和时间的选择 (21)2.2 超声波提取的动力学特性 (23)3. 微波辅助提取法 (24)3.1 微波功率和提取时间的影响 (25)3.2 微波辅助提取的机理分析 (25)4. 酶辅助提取法 (26)4.1 酶的选择和优化 (27)4.2 酶辅助提取的工艺流程 (28)5. 固相萃取法 (29)5.1 固相材料的选择和优化 (30)5.2 固相萃取在番茄红素提取中的应用 (31)三、番茄红素在食品领域中的应用 (33)一、番茄红素的生物活性番茄红素是一种强大的抗氧化剂，具有多种生物活性，对人体健康具有诸多益处。

番茄红素能够抑制自由基的生成，从而减缓细胞老化和疾病的发生。

它有助于预防心血管疾病，通过降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL）氧化，减少血栓形成的风险。

番茄红素还具有抗癌作用，可以阻止癌细胞生长和扩散，对前列腺癌、胃癌等癌症有一定的预防效果。

番茄红素的生物活性还表现在其对视力的保护作用上，番茄红素可以有效地保护视网膜免受氧化损伤，预防黄斑变性和白内障等眼部疾病。

它对皮肤也具有一定的保护作用，能够延缓皮肤衰老，保持皮肤健康。

功能助剂化学应用化学一班于兵兵200941602020抗氧剂——番茄红素应用化学一班于兵兵 200941602020 1、简介摄入量的80%以上。

传统西红柿中的番茄红素含量相当少，并且大量存在于西红柿籽周围的类脂物中，喝西红柿汁或吃新鲜西红柿通常意味着番茄红素只是通过人体而很少被吸收。

为了生产具有保健及治疗价值的番茄红素营养制剂，国内外许多大的保健品公司及制药公司，开发出含番茄红素的软胶囊，以利于补充人体中的番茄红素。

木鳖果中高含量的天然脂质的番茄红素更为宝贵！番茄红素广泛存在于人体的各种器官和组织中。

主要分布在人的血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道等器官中，其中血液、肾上腺、肝脏、睾丸等含有较多的番茄红素。

番茄红素具有非常优越的生理功能。

其清除单线态氧的速率常数是目前常用抗氧化剂维生素E 的100倍，是β—胡萝卜素的两倍之多。

番茄红素是抗氧化性最强的类胡萝卜素。

番茄红素能有效的预防前列腺癌，对子宫癌、肺癌细胞的抑制作用显著高于β—胡萝卜素、α—胡萝卜素。

而且，人体内番茄红素的含量与人的寿命相关。

番茄红素还具有抑制低密度脂肪蛋白的氧化和抗紫外线作用。

番茄红素是很有前途的一种功能性天然色素。

3、番茄红素的理化特性3.1 番茄红素的稳定性由于番茄红素分子中有11个共扼双键及2个非共轭双键，使得番茄红素的稳定性比较差，在一定条件下可发生顺反异构化和氧化降解。

番茄红素对氧化反应比较敏感，其溶液经日光照射12小时后，其中的番茄红素基本上损失殆尽。

溶液中的Fe3+和Cu2+会对番茄红素的光氧化反应起催化作用，而其它金属离子如K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等则对其影响不大，所以天然番茄红素在提取和应用过程中应尽量避免使用铁制和铜制容器。

pH值对番茄红素也有影响，当用乙醇溶解番茄红素，并调制成pH值1～14，结果表明，番茄红素对酸不稳定，对碱则比较稳定，故番茄红素作为色素使用时并不适合于酸性饮料。

番茄红素生物学功能研究进展及应用前景作者：潘晓威叶剑芝苏子鹏周慧莲杨春亮来源：《现代农业科技》2018年第01期摘要番茄红素是成熟番茄中的主要色素，是一种非常重要的不含氧的类胡萝卜素，色泽暗红，为纯天然食品添加剂，并且具有优越的生物学功能。

本文概述了番茄红素的分子结构、理化性质，着重总结了其优越的生理作用。

关键词番茄红素；生物学功能；理化性质；应用前景中图分类号 R151 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）01-0237-02Research Progress on Physiological Function of Lycopene and Its Application ProspectPAN Xiao-wei 1，2 YE Jian-zhi 1，2 SU Zi-peng 1，2 ZHOU Hui-lian 1，2 YANG Chun-liang 1，2 *（1 Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Zhanjiang Guangdong 524001；2 Laboratory of Agricultural Products Processing Quality and Safety Risk Evaluation，Ministry of Agriculture，Zhanjiang）Abstract Lycopene is the main pigment in ripe tomato and a very important carotenoids which do not contain oxygen，colour and lustre is dark red.Lycopene is a kind of natural food additives，with advantageous physiology function.This paper outlined the structure of lycopene，physical and chemical properties，summarized the superior physiological function of lycopene.Key words lycopene；physiological function；physical and chemical property；application prospect番茄红素不具VA活性，具有抗氧化和增强免疫力等功能，是一种属于类胡萝卜素的红色色素，兼具增色和营养功效。