番茄紅素的生理功能及提取工藝研究

齊若寧

摘 要：番茄紅素是一種重要的天然類(lèi)胡蘿卜素，具有多種獨(dú)特的生理功能，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，具有非常廣闊的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展前景。該文探討了番茄紅素的抗氧化、抗癌、預(yù)防心血管疾病、提高免疫力等方面的保健功能，并研究了目前番茄紅素主要應(yīng)用的幾種提取工藝，溶劑直接浸提法、酶反應(yīng)法、微波萃取法、二氧化碳超臨界萃取法以及超聲波提取法，并對(duì)幾種提取方法進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：番茄紅素 生理功能 提取工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（c）-0095-02

番茄紅素是植物中所含的一種功能性天然色素，由11個(gè)共軛雙鍵及2個(gè)非共軛碳-碳雙鍵組成的直鏈型碳?xì)浠衔颷1]，是目前自然界中被發(fā)現(xiàn)的功效最強(qiáng)的抗氧化劑。番茄紅素能夠有效地預(yù)防乳腺癌、消化道癌等癌癥，能保護(hù)心臟，抗衰老，增強(qiáng)人體免疫力等，是目前世界上公認(rèn)的集合了營(yíng)養(yǎng)與著色雙重作用于一身的食品添加劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)、保健食品和化妝品工業(yè)。

1 番茄紅素的生理功能

番茄紅素主要存在于番茄、芒果、西瓜、葡萄、柑橘等水果中，是脂溶性色素，分子式為C40H56，分子量是536，熔點(diǎn)為174 ℃，是一種暗紅色針狀晶體。植物中所含的番茄紅素結(jié)構(gòu)是以反式構(gòu)型存在為主，順式構(gòu)型只有一小部分，但是在生產(chǎn)加工的過(guò)程中，反式構(gòu)型會(huì)轉(zhuǎn)化為順式構(gòu)型，順式構(gòu)型的番茄紅素比反式構(gòu)型的更容易被人體吸收。而動(dòng)物體內(nèi)的番茄紅素則是以順式構(gòu)型為主。番茄紅素廣泛存在于人體各種器官和組織中，主要分布在人的血液、腎上腺、肝臟、乳腺、子宮、消化道等器官中，并且具有多種生理功能。

1.1 抗氧化功能

人體內(nèi)的氧在吸收電子后，會(huì)產(chǎn)生各種自由基，這些性質(zhì)非?；顫姷难踝杂苫?，非常容易與體內(nèi)的某些生物大分子發(fā)生反應(yīng)，從而引起身體內(nèi)部的基因突變、某些蛋白質(zhì)的功能發(fā)生改變以及一些生物膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變等多種由于氧化發(fā)生的損傷。番茄紅素是天然類(lèi)胡蘿卜素中最有效的活性氧自由基清除劑，其清除自由基的功效是β-胡蘿卜素的2～3倍，維生素E的100倍。由于番茄紅素強(qiáng)效的抗氧化作用，保護(hù)人體細(xì)胞不受到自由基的損傷，從而增強(qiáng)了人體的抗疾病能力和延緩了機(jī)體的衰老。所以番茄紅素在防治與氧化相關(guān)的各種類(lèi)型的疾病以及人體的疲勞等方面都有很重要的價(jià)值。

1.2 抗癌功能

癌癥是人類(lèi)健康的一大殺手，番茄紅素具有抗癌的作用。番茄紅素分子具有獨(dú)特的長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)和11個(gè)碳碳雙鍵，能夠感應(yīng)細(xì)胞間的信息和調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)等生化，能夠促進(jìn)維持細(xì)胞間隙正常結(jié)合作用的蛋白質(zhì)的合成。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生癌變的時(shí)候，細(xì)胞之間的間隙結(jié)合變得很弱，而番茄紅素卻可以極大地增強(qiáng)細(xì)胞之間的間隙結(jié)合，所以可以非常有效地抑制細(xì)胞發(fā)生癌變。通過(guò)研究就發(fā)現(xiàn)攝食大量的番茄以及番茄制品的人患各類(lèi)癌癥的幾率比起其他人要低50%左右?？梢?jiàn)番茄紅素可以非常有效地降低患各類(lèi)癌癥的危險(xiǎn)性。

1.3 預(yù)防心血管疾病

心血管疾病在很多國(guó)家都是一類(lèi)發(fā)病率和致死率較高的疾病。研究發(fā)現(xiàn)，心血管疾病患者體內(nèi)的番茄紅素的含量比起健康人都要低。由于番茄紅素可以有效地抑制巨噬細(xì)胞的膽固醇合成，大力增強(qiáng)了低密度脂蛋白膽固醇受體的活性，降低人體血漿中低密度脂蛋白膽固醇的濃度，從而降低了人體禍患動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病等心血管疾病的發(fā)病率。各項(xiàng)研究表明，在日常飲食中增加富含番茄紅素的食品含量，對(duì)于減小冠心病等心血管疾病的發(fā)病率和死亡率起著非常重要的作用。所以，番茄紅素對(duì)于降低心血管病的危險(xiǎn)性有著非常積極的意義。

1.4 提高人體免疫力

人體疾病的發(fā)生與本身的免疫力下降有關(guān)，而淋巴細(xì)胞是人體最主要的免疫細(xì)胞。番茄紅素可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞刺激因子的分泌，從而提高淋巴細(xì)胞的活性，并且能夠保護(hù)人體內(nèi)的吞噬細(xì)胞不受自身的氧化所損傷，促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖，因而番茄紅素具有調(diào)節(jié)免疫功能，對(duì)于增強(qiáng)人體的免疫力具有非常重要的作用。

番茄紅素還具有其他的一些生理功能，例如它可以降低由于紫外光的照射而引起的皮膚損傷。當(dāng)紫外線照射的時(shí)候，皮膚中的番茄紅素首先被破壞，從而減輕了皮膚的損傷。番茄紅素還具有延緩人體的衰老，防治白內(nèi)障等一系列的生理功能，越來(lái)越引起人們的重視。

2 番茄紅素的提取工藝

目前，番茄紅素的生產(chǎn)工藝主要是從植物番茄中提取，主要有溶劑直接浸提法，酶反應(yīng)法，微波萃取法，二氧化碳超臨界萃取以及超聲波提取等方法。

2.1 溶劑直接浸提法

番茄紅素不溶于水，但可以溶于乙醚、石油醚、己烷丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有機(jī)溶劑。利用番茄紅素的這種化學(xué)特性通常采用極性比較小的有機(jī)溶劑來(lái)提取番茄紅素。溶劑直接浸提法不需要復(fù)雜的設(shè)備，對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)番茄紅素粗產(chǎn)品例如番茄紅素油樹(shù)脂就是一種非常好的方法。并且它單次處理的量比較大，又簡(jiǎn)便快捷。一般為了提高提取量和產(chǎn)品的純度，通常在浸提前需要對(duì)番茄皮進(jìn)行預(yù)處理或者對(duì)油樹(shù)脂進(jìn)行純化。

2.2 酶反應(yīng)法

酶反應(yīng)法主要是利用番茄皮自身發(fā)生酶反應(yīng)來(lái)提取番茄紅素。在堿性條件下，將番茄打漿粉碎或者是利用番茄加工副產(chǎn)物使番茄皮中的果膠酶和纖維素酶發(fā)生反應(yīng)，分解果膠和纖維素，使番茄紅素的蛋白質(zhì)復(fù)合物從細(xì)胞中溶出。也可以采用外加果膠酶和纖維素酶的方法來(lái)縮短提取時(shí)間[2]。與有機(jī)溶劑提取法相比，酶反應(yīng)法大大縮短了提取時(shí)間，并且番茄紅素的提取率也大大提高了。

2.3 微波萃取法

微波萃取是利用超高頻的電磁波具有強(qiáng)大的電磁穿透作用，可以實(shí)現(xiàn)在顆粒的內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行均勻、迅速地加熱。采用微波法萃取番茄紅素有利于有機(jī)溶劑滲透穿過(guò)番茄的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，較好地將提取物從細(xì)胞中溶出，從而能獲得較高的番茄紅素提取率[3]。這種方法不僅能夠降低生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約能源和操作費(fèi)用，獲取比較高的提取率，并且非常契合環(huán)境保護(hù)的要求。

2.4 二氧化碳超臨界萃取法

二氧化碳超臨界萃取法是食品工業(yè)一種新興的分離技術(shù)，利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用超臨界流體溶解能力受到其壓力和溫度的影響而進(jìn)行的，和傳統(tǒng)的化學(xué)溶劑萃取法相比有著無(wú)法比擬的優(yōu)越性。這種技術(shù)使用超臨界二氧化碳作為萃取劑，從物料中萃取精制番茄紅素[4]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要使用化學(xué)溶劑，沒(méi)有絲毫的污染，萃取條件非常溫和，十分適合提取番茄紅素等熱敏性的物料，對(duì)番茄紅素具有較好的提取效果。

2.5 超聲波提取法

超聲波提取法是利用超聲波的空化和振動(dòng)作用，使得番茄細(xì)胞壁完全破裂開(kāi)來(lái)，而且整個(gè)破裂過(guò)程是在非常短的時(shí)間內(nèi)完成，這樣不僅僅加速了番茄中番茄紅素的溶出，而且有利于活性成分的保留。超聲波提取法所用的生產(chǎn)設(shè)備非常簡(jiǎn)單，操作很方便。所以采用超聲波提取法提取番茄紅素不僅可以提高提取效率，縮短提取時(shí)間，而且簡(jiǎn)便易行，是一種非常有效的番茄紅素提取方法。

另外，番茄紅素的生產(chǎn)還可以采用微生物發(fā)酵法，化學(xué)合成法，高效液相色譜法等。番茄紅素的生產(chǎn)以及應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越成為學(xué)術(shù)界的一大熱點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 涂寶軍，李勇，陳尚龍，等.超臨界CO2萃取番茄紅素工藝及其抗氧化性能研究[J].食品工業(yè)，2014，36（6）：138-143.