番茄紅素研究摘要:番茄紅素是一個(gè)黃,紅色類胡蘿卜素,廣泛存在于自然界中。作為一個(gè)功效性天然色素,番茄紅素關(guān)鍵應(yīng)用于食品添加劑、天然著色劑、化妝品等行業(yè)。番茄紅索含有獨(dú)特理化性質(zhì)和抗癌、抗氧化、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防心血管疾病等多個(gè)生理功效,伴隨相關(guān)研究不停深入,番茄紅素應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來越廣泛。關(guān)鍵詞:番茄紅素;理化性質(zhì);生理功效;提取工藝;測(cè)定方法番茄紅素是一個(gè)黃／紅色類胡蘿卜素。廣泛存在于自然界中。番茄紅素作為一個(gè)功效性天然色素,含有淬滅活性氧、消除人體自由基、預(yù)防心臟病、減緩動(dòng)脈粥樣硬化、預(yù)防多個(gè)癌癥、保護(hù)心血管、抗老化、保護(hù)皮膚等生理功效。多年來,番茄紅素相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)已成為國際上功效性食品和新藥研究一個(gè)熱點(diǎn)。從世界范圍來看。番茄紅素產(chǎn)品關(guān)鍵應(yīng)用于食品添加劑、天然著色劑、化妝品等行業(yè),其作為藥品還未面世,具體醫(yī)用價(jià)值還在研發(fā)當(dāng)中。1番茄紅素理化性質(zhì)番茄紅素晶體為紅色長(zhǎng)針狀,熔點(diǎn)為174℃．可燃,易溶于二硫化碳、氯仿、苯等,可溶于丙酮、乙醚、正己烷、石油醚等有機(jī)溶劑,難溶于甲醇、乙醇,不溶于水。番茄紅素在多種溶劑中溶解度伴隨溫度升高而增大．樣品純度越高,溶解越困難。番茄紅素是多不飽和碳?xì)浠衔?分子中有11個(gè)共扼及2個(gè)非共扼雙鍵,所以番茄紅素穩(wěn)定性差,輕易燃燒,易被氧化。其損失關(guān)鍵是因?yàn)榘l(fā)生氧化、順反式異構(gòu)化和降解造成,氧、熱、光會(huì)促進(jìn)番茄紅素順反異構(gòu)化和氧化降解,所以穩(wěn)定性研究是番茄紅素研究領(lǐng)域一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。番茄紅素性質(zhì)十分活潑,光、氧氣、金屬離子等均會(huì)影響其穩(wěn)定性,但耐熱穩(wěn)定性很好,對(duì)堿也比較穩(wěn)定,鹽酸卻對(duì)其有較強(qiáng)破壞作用。番茄紅素對(duì)光尤為敏感,尤其是對(duì)日光和紫外光,日光下0.5d,番茄紅素基礎(chǔ)損失。紫外光下3d后番茄紅素?fù)p失40％,研究發(fā)覺．番茄紅素降解在熱處理和光照環(huán)境中為一級(jí)反應(yīng);500℃時(shí)最初9h異構(gòu)化為關(guān)鍵趨勢(shì),100—1500℃時(shí)降解為關(guān)鍵趨勢(shì)。而且降解速率隨溫度升高而提升。2番茄紅素生理功效2.1抗氧化活性氧化作用是誘發(fā)疾病關(guān)鍵原因。組織內(nèi)產(chǎn)生氧自由基能和細(xì)胞內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂類等關(guān)鍵大分子反應(yīng),破壞它們功效,引發(fā)一系列疾病。番茄紅素能夠接收不一樣電子激發(fā)態(tài)能量,使單線態(tài)氧能量轉(zhuǎn)移到番茄紅素中,生成基態(tài)氧分子和三重態(tài)番茄紅素,從而淬滅單線態(tài)氧,還能夠經(jīng)過電子轉(zhuǎn)移過程清除自由基,預(yù)防蛋白質(zhì)和DNA受到氧化破壞。預(yù)防疾病發(fā)生。番茄紅素含有較強(qiáng)抗氧化能力,在類胡蘿卜素中,番茄紅素能有效淬滅單線態(tài)氧和清除過氧化氫等。潘洪志等研究發(fā)覺,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH—PX)和總抗氧化能力(T—AOC)活性與對(duì)照組相比顯著升高,而丙二醛(MDA)顯著降低,說明番茄紅素含有良好抗氧化作用。研究表明,番茄紅素能夠顯著縮小腦梗死范圍,改善神經(jīng)癥狀,顯著升高腦組織超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH—PX)活性,降低MDA含量。番茄紅素能夠提升機(jī)體抗氧化酶活力,降低脂質(zhì)過氧化,從而拮抗四氯化碳引發(fā)氧化損傷,對(duì)大鼠急性肝損傷有一定保護(hù)作用。2.2抗癌活性番茄紅素能抑制很多癌細(xì)胞增殖。研究發(fā)覺番茄紅素能夠強(qiáng)烈抑制子宮癌、乳腺癌和肺癌癌細(xì)胞增殖。而且番茄紅素能夠顯著抑制乳腺癌細(xì)胞增殖。番茄紅素可經(jīng)過影響乳腺癌、肺癌和子宮癌細(xì)胞周期中G1到S轉(zhuǎn)化階段來影響腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。以骨髓白血病細(xì)胞系HL-60為試材,對(duì)很多分化促進(jìn)劑和增殖抑制劑進(jìn)行了研究,發(fā)覺HL-60細(xì)胞生長(zhǎng)速度伴隨番茄紅素濃度提升而降低,這種降低總伴伴隨細(xì)胞生命周期中G0／G1周期抑制。番茄紅素含有顯著抗腫瘤作用,能有效抑制腫瘤生長(zhǎng)和延長(zhǎng)荷瘤小鼠生存時(shí)間,增強(qiáng)脾臟T淋巴細(xì)胞增殖活力,提升NK細(xì)胞殺傷活性。番茄紅素在體外培養(yǎng)下對(duì)前列腺癌細(xì)胞增殖有顯著抑制作用,且血清中番茄紅素含量與患前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。另外,血液中番茄紅素濃度與前列腺癌、食道癌、胰腺癌、胃腸癌、乳腺癌、皮膚癌、膀胱癌等發(fā)病率呈負(fù)相關(guān),尤其在預(yù)防前列腺癌方面效果顯著。2.3增強(qiáng)免疫活性很多疾病發(fā)生與本身免疫力下降相關(guān),番茄紅素能保護(hù)吞噬細(xì)胞免受本身氧化損傷。番茄紅素與機(jī)體免疫系統(tǒng)相關(guān)研究相對(duì)開展較晚在細(xì)胞模型中發(fā)覺番茄紅素對(duì)T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化有促進(jìn)作用其原因可能是首先番茄紅素保護(hù)了T淋巴細(xì)胞DNA避免了增殖過程中DNA復(fù)制時(shí)可能發(fā)生損傷其次可能是番茄紅素促進(jìn)了淋巴細(xì)胞間相互作用經(jīng)過分泌細(xì)胞因子活化細(xì)胞最終表現(xiàn)對(duì)T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化起到促進(jìn)作用,刺激效應(yīng)T細(xì)胞功效,含有延緩衰老和降低疾病發(fā)生作用。經(jīng)過分泌細(xì)胞活化因子活化細(xì)胞,最終表現(xiàn)為對(duì)吞噬能力及淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化促進(jìn),增強(qiáng)免疫功效。2.4預(yù)防心血管疾病活性發(fā)覺番茄紅素能阻止DNA和脂蛋白氧化,從而減緩動(dòng)脈粥樣硬化,還能夠阻止LDL膽固醇氧化產(chǎn)物形成,預(yù)防冠心病發(fā)生。血清番茄紅素水平與主動(dòng)脈鈣化呈負(fù)相關(guān)。高番茄紅素水平可降低急性心梗死亡率,番茄紅素對(duì)兔主動(dòng)脈脂質(zhì)過氧化損傷含有很好保護(hù)作用。且能降低甘油三酯,保護(hù)血管內(nèi)皮功效,減輕高脂兔動(dòng)脈粥樣硬化病變形成,含有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。番茄紅素還可使膽固醇合成降低,細(xì)胞中LDL降解增加,從而降低心肌梗死危險(xiǎn)性。2.5其她活性在離體條件下．番茄紅素能促進(jìn)巨噬細(xì)胞低密度脂蛋白受體活性,抑制膽固醇合成。而且番茄紅素除了含有防癌抗癌生理功效外。還含有減輕皮膚受紫外線損傷作用。血漿中維生素E、類胡蘿卜素水平和白內(nèi)障關(guān)系,發(fā)覺血漿中番茄紅素含量較低人患白內(nèi)障可能性比正常人高2倍,而與其她類型類胡蘿卜素(玉米黃質(zhì)和葉黃素等)及維生素E無關(guān)。番茄紅素可預(yù)防氧自由基引發(fā)視網(wǎng)膜黃斑病變,對(duì)視網(wǎng)膜色斑退化引發(fā)視力下降和失明可能有保護(hù)作用。3番茄紅素提取工藝伴隨番茄紅素生物學(xué)功效開發(fā)與應(yīng)用番茄紅素制備技術(shù)也逐步成為研究熱點(diǎn)之一現(xiàn)在番茄紅素可經(jīng)過化學(xué)合成植物萃取和微生物發(fā)酵三種方法來取得其中植物萃取法又包含直接粉碎有機(jī)溶劑提取酶反應(yīng)超臨界流體萃取等方法。3.1有機(jī)溶劑浸提法番茄紅素為脂溶性物質(zhì),可用正己烷、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、石油醚等作為浸提溶劑,氯仿浸提效果很好,但毒性很大,而以乙酸乙酯作浸提劑能夠取得很高浸提率。番茄紅素浸提工藝是:番茄果皮先干燥,然后有機(jī)溶劑浸提,取濾液,過濾,濾液真空濃縮,濾渣經(jīng)過二次浸提,真空濃縮,精制包裝。3.2酶反應(yīng)法酶反應(yīng)法是利用番茄皮本身果膠酶和纖維素酶反應(yīng)提取番茄紅素方法。其提取工藝是:(1)番茄(或番茄加工副產(chǎn)物)經(jīng)打漿粉碎后,加堿調(diào)整pH值至7．5-9．0;(2)45～60℃加熱攪拌5h左右;(3)過濾除去表皮、種子和纖維等殘?jiān)?得提取液;(4)加酸調(diào)整提取液至弱酸性(pH4.0-4.5),以類胡蘿卜素凝聚沉淀,經(jīng)虹吸除去上部渾濁液,得含類胡蘿卜素沉淀;(5)調(diào)整沉淀pH值后真空濃縮,然后加酸或食鹽保留。3.3超臨界流體萃取法超臨界流體是物質(zhì)一個(gè)特殊相,含有良好溶劑性質(zhì),廣泛應(yīng)用于有機(jī)物萃取。超臨界流體萃取技術(shù)是食品工業(yè)新興一項(xiàng)萃取、分離和純化技術(shù)。即利用超臨界流體作萃取劑,從液體或固體物料中萃取、分離和純化物料。其技術(shù)原理是利用超臨界流體溶解能力與其密度關(guān)系,即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力影響而進(jìn)行。3.4微波提取法微波是一個(gè)頻率在300MHz～300GHz之間電磁波。含有波動(dòng)性、高頻性、熱特征和非熱特征四大基礎(chǔ)特征。微波熱效應(yīng)是基于物質(zhì)介電性質(zhì)和物質(zhì)內(nèi)部不一樣電荷極化不含有跟上交變電場(chǎng)能力來實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)索氏提取相比,微波法提取最大優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間大大縮短．且提取率較高;而與超臨界CO:萃取相比,含有成本低、投資少、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)。3.5超聲波提取法為了加緊浸提速度。實(shí)踐中常采取超聲波提取法。超聲波能夠加速番茄紅素在溶劑中溶解過程,降低番茄紅素在空氣和日光中暴露時(shí)間,但對(duì)于超聲波是否會(huì)對(duì)番茄紅素本身造成影響,是否會(huì)加速番茄紅素氧化降解以及造成其順反異構(gòu)化反應(yīng)等,尚不是很清楚。4番茄紅素測(cè)定方法4.1紙色譜法此法操作簡(jiǎn)單易行。成本低廉,可快速對(duì)樣品進(jìn)行定性分析。其中,選擇適宜展開劑是關(guān)鍵。假如沒有標(biāo)準(zhǔn)品,可將分離出各個(gè)組分洗脫,洗脫液在紫外分光光度計(jì)上進(jìn)行掃描。依據(jù)最大吸收峰位置確定樣品組成。4.2薄層色譜法薄層色譜法應(yīng)用廣泛,常見薄層色譜固定相為硅膠、氧化鋁和聚酰胺等。番茄紅素為親脂性物質(zhì),要用極性較低展開劑展開。如氯仿、丙酮、石油醚、乙酸乙酯等。可用2．8％硝酸銀-甲醇溶液進(jìn)行顯色,斑點(diǎn)顏色在甲醇揮發(fā)后會(huì)有改變,以此能夠區(qū)分。遇上番茄紅素掰值過大不能用正相色譜分離時(shí),可采取反相系統(tǒng),即用親脂溶劑(石蠟油、煤油、硅酮油、橡膠等)浸泡層析板．用含水醇或與此極性相近溶劑作為展開劑。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)張曉敏以番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品作對(duì)照。用硅膠G作薄層層析,用V(石油醚):V(丙酮)為19:1、9:1、4:1做一維數(shù)次展開取得了很好分離效果。4.3高效液相色譜法此法因含有高效、樣品用量少等特點(diǎn)．應(yīng)用已較為成熟和廣泛,只是番茄紅素屬于親脂性物質(zhì)。實(shí)際檢測(cè)中工作人員常見反相液相色譜進(jìn)行測(cè)定。固定相通常為C18鍵合硅膠。國外也有用C30鍵合硅膠作為固定相報(bào)道,通常以甲醇一水為流動(dòng)相。此法要求有番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品作為對(duì)照．但番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品極難保留,價(jià)格昂貴,日常使用難度大。4.4差示掃描量熱法差示掃描量熱法是法定藥品純度測(cè)試手段之一,能夠快速、方便、正確地測(cè)定高純度化工、醫(yī)藥產(chǎn)品。差示掃描量熱法測(cè)定純度是以范特霍夫熔點(diǎn)下降理論為基礎(chǔ),依據(jù)熔點(diǎn)下降來確定雜質(zhì)含量。此法樣品用量少,分析速度快,樣品制備過程中無需分離樣品中雜質(zhì)．含有較高正確度和正確度．但對(duì)樣品純度要求較高,純度必需在98％以上．這大大限制了此法應(yīng)用范圍。參考文件:[1]劉仲齊,薛俊,金風(fēng)媚．番茄紅素作用機(jī)理研究[J]．天津農(nóng)業(yè)科學(xué),(3):4-6.[2]徐艷鋼,喻宜洋.番茄紅素生物學(xué)功效研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),,31(5):527-529.[3]魏來,趙春景.番茄紅素抗氧化和調(diào)整血脂作用研究進(jìn)展[J].中國藥業(yè),,13(10):21-23.[4]張艷春,萬麗葵,潘洪志．番茄紅素對(duì)小鼠移植性腫瘤抑制作用研究[J]．齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),,27(3):265—266．[5]潘洪志,姜秀梅,萬麗葵,那立欣,王軍．番茄紅素對(duì)荷瘤小鼠抗腫瘤作用試驗(yàn)研究[J]．衛(wèi)生研究,,33(4):456-457．[6]袁暾,魏大鵬,廖林川,等.營養(yǎng)衛(wèi)生番茄紅素對(duì)非特異性免疫功效體外試驗(yàn)研究[J].食品科學(xué),,24(4):133-136.[7]左愛仁,范青生,等.天然番茄紅素超臨界CO2萃取和定量研究[J].中國食品添加劑,,9(5).361-364.[8]張衛(wèi)強(qiáng),鄧宇．微波輻射萃取番茄紅素研究[J]．食品工業(yè)科技,,23(5):36-37．[9]祝曙華,胡曉靜,李遠(yuǎn)志,段翰英,黃葦