番茄红素站长素材www.book118.com 前言番茄红素（lycopene ）是膳食中的一种天然类胡萝卜素，广泛存在于自然界的植物中，人体内各组织器官也有较多分布。由于番茄红素没有维生素A 的生物活性，所以其作用在相当长的时期内并未引起人们足够的重视。但近几年的研究发现，番茄红素有比其他类胡萝卜素更好的生物活性，并且是防病治病的重要功能因子，已成为目前国际上功能食品成分研究的一个热点。番茄红素的国内外研究历史1873 年，Hartsen 最早从Tamus communis L. 中分离得到深红色的番茄红素结晶。1875 年，Millardat 从番茄中获得一种含有番茄红素的粗提物，当时命名为Solanorubin 。1913 年，Dugger 根据它对生长条件的影响，又把它命名为lycoperison 。而Schunck （1930 年）的“lycopene”名称（中文即番茄红素）一直沿用至今国外对番茄红素的研究现状1989 年，Masic 发现番茄红素在所有类胡萝卜素中对单线态氧的猝灭速度最高；1991 年，Campbell 发现肝癌患者的肝脏中番茄红素含量较低；1994 年，Franceschi 发现消化道癌的发生与番茄红素的摄入有关。随后，对番茄红素的功能的研究成为一大热点。1995 年～2003 年，与番茄红素有关的报道达800 多篇，内容涉及番茄红素的吸收、运输及新陈代谢的动力学；番茄红素与癌症、心脏病及其他多种疾病的关系；番茄红素的提取、测定及番茄产品的开发研究等。国内对番茄红素的研究现状对番茄红素的研究在2000 年以前鲜有报道，近三年骤然升温，出现了大量综述类文章，内容包括：番茄红素的性质和提取方法；番茄红素及其研究进展；番茄红素的保健功能的研究现状；番茄红素生理活性的研究进展；番茄红素及其生产应用研究；番茄红素的生产工艺研究进展；番茄红素分离与分析的研究进展等。番茄红素的分布番茄红素在自然界中分布很窄，主要存在于番茄、西瓜、红色葡萄柚、木瓜及苦瓜籽、番石榴等食物。如表：表1 ：果蔬制品中番茄红素的含量由上表可以看出，番茄红素含量最高的是番茄的果实，可达3 ～14mg/100g , 且成熟度越好，番茄红素的含量越高。在番茄果实中，番茄红素主要分布在番茄果实的外表层中。番茄成熟过程中，其颜色会发生显著变化，在番茄成熟初期，外观颜色逐渐由绿色转变为橙红色至红色，果实内α—胡萝卜素及β—胡萝卜素的含量达到最大值；在完全成熟后，番茄红素含量达到最高值，一般为类胡萝卜素总量的64 ～76% 。番茄红素在人体中的分布其实，番茄红素不仅在植物中存在，而且在还存在于人体内。番茄红素主要分布在人体的血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道器官中，其中肾上腺、睾丸、肝脏等含有较高的番茄红素，人的晶状体中不含番茄红素和β—胡萝卜素，人体部分器官和组织中番茄红素的含量见下表表2 ：人体部分器官和组织中番茄红素的含量目录一番茄红素的性质1. 番茄红素的结构及理化性质番茄红素的化学结构已完全明确，至于它的研究历史可追溯到20世纪初。1910年Willstaller和Escher在番茄红素的研究中指出，番茄红素是胡萝卜素的化学结构的异构体，分子式为C40H56，相对分子质量为536.85。1930年Karrer等提出，番茄红素的化学结构式为含有11个碳碳双键的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃。1941年Zechmeister等提出，作为主链含11个碳碳双键的多不饱和脂肪烃，理论上应有211或2048种立体（顺—反）异构体，但由于空间障碍，番茄红素分子中只有少数基因能参与异构，存在可能性较大的番茄红素异构体约有72种。研究发现，天然植物中的番茄红素绝大部分为全反结构（71%—79%），而人体中顺式结构的番茄红素比例却高得多。在人的血液中全反式结构仅占27%～42%，而顺式结构占到58%～73%；在人的前列腺组织中，全反式仅占12%～21%，而顺式结构占到79%～88%。从人体血清中检出的顺式异构体，有：9—顺式—番茄红素、13—顺式—番茄红素、15—顺式—番茄红素三种。番茄红素是一种天然类胡萝卜素，因为最早从番茄中得到，所以命名为番茄红素，它是一种非环状平面共轭多不饱和脂肪烃，含有n个碳碳双键，分子式为C 40 H56，由于具有非环式结构，因此不表现维生素A的生理活性。番茄红素在番茄中的含量最高，但普通品种含量仅33～37mg／kg，但在一些特殊品种中的含量可达400mg／kg。一种天然产物，600 种类胡萝卜素之一。习惯命名：番茄红素（Lycopene ）系统命名：y,y- 胡萝卜素（y,y-Carotene ）分子式：C40H56 分子量：536.85 番茄红素的几种主要的结构式。所有—反式—番茄红素15—顺式—番茄红素13—顺式—番茄红素11—顺式—番茄红素9—顺式—番茄红素物理性质番茄红素色泽为红色，熔点174℃，在472nm处有一强吸收峰，当分子从反构变为顺构时，颜色变浅，熔点降低，消光系数减小，吸收峰发生偏移。作为脂肪烃，番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，易溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，氯仿、等极性较低的有机溶剂，因此番茄红素产品通常用极性较小的有机溶剂从天然番茄中提取得到。番茄红素在各种溶剂中的溶解度随着温度的上升而增大。番茄红素的样品越纯，溶解越困难。2.番茄红素的稳定性作为平面共扼多不饱和烯烃，番茄红素的稳定性较差，很容易被降解或从反构向顺构转变，在提取分离、加工处理和贮藏过程中，光、热、酸、碱及表面活性剂等可促进这些变化的发生，导致番茄红素的损失。氧、热、光会促使番茄红素的顺反异构化和氧化降解，因此番茄红素的稳定性研究是番茄红素研究领域的一个重要内容，这对于确定番茄红素的提取、储存、加工及分析的环境条件具有重大的实际意义。3.番茄红素的分布番茄红素在自然界分布十分广泛，但在番茄中含量最高。番茄和番茄制品中的番茄红素，是西方膳食中类胡萝卜素最主要的来源，其他的水果、蔬菜只提供了很少量的来源。人们从番茄中获得的番茄红素约占其总摄入量的80%以上。番茄红素的前体物是植物组织中的有色体，随着成熟度的增加，叶绿体向有色体转化，番茄红素的生物合成也随之加快。番茄果实中的番茄红素有两种存在状态：其中大部分是以细长的、针状的结晶形式存在于有色体中，呈现明亮的红色；另外有一小部分(10%左右)则以蛋白复合体的形式存在于细胞内。化学性质作为平面共轭多不饱和烯烃，番茄红素的性质十分活泼，易受氧化、紫外线及温度的影响而迅速氧化分解，并能从反式结构向顺式结构转变。当番茄红素分子从反式结构变为顺式结构时，其颜色变浅，熔点降低。在酸性环境和有CO2 存在的条件下以及温度低于50℃的酸性条件下，番茄红素稳定性好；在碱性条件下不稳定，其吸收度值显著下降。K+ 、Na+ 、Mg2+ 和Zn2+ 对番茄红素影响不大，Fe2+ 、Cu2+ 引起番茄红素的损失较大，Fe2+ 、Al3+ 引起的损失较少。一般说来，番茄红素在植物体中较稳定，脱水和粉末化后的番茄红素稳定性差，除非仔细加工且立刻密封或充入惰性气体储存。在番茄红素—β环化酶（beta—LCY ）作用下，番茄红素可转变为β—胡萝卜素。二番茄红素的生理功能1.辅助抑制肿瘤：通过抗氧化作用，抑制氧化游离基，降低发生肿瘤的危险性，已证实对预防前列腺癌、肺癌、胃癌最有效，对胰腺癌、大肠癌、食道癌、口腔癌、乳腺癌、子宫颈癌也有较好的预防作用。对已形成的肿瘤，能使之缩小，延缓扩散。美国哈佛医学院1998年的临床研究，发现番茄红素能防癌，能缩小肿瘤，减慢肿瘤的扩散速度，特别是对前列腺癌、肺癌和胃癌。目前对番茄红素作用机理的研究还没有一致的结论，目前普遍认为，番茄红素的作用机理主要有以下几方面: (1)作为强抗氧化剂，碎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。(2)促进细胞间的正常结合，当细胞发生癌变时，细胞间的结合会变弱，而番茄红素能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Q一TCF的遗传表达。(4)抑制癌细胞增殖因子的作用。如抑制胰岛素生长因子引起的癌细胞的增殖。(5)活化免疫细胞的作用等。最新研究成果表明，每天摄取30毫克番茄红素，可以达到预防前列腺癌、消化道癌以及膀胱癌等多种癌症的效果。人体无法合成番茄红素，必须从膳食中摄取，吃一个生番茄只能吸收0.05毫克的番茄红素。因此，在前列腺疾病的治疗中，补充番茄红素是必不可少的。2.抗辐射：防止皮肤受紫外线伤害。当紫外线照射皮肤时，皮肤中的番茄红素首先被破坏，照射紫外线的皮肤中的番茄红素比未照射皮肤减少31%～46%，而且β-胡萝卜素含量几乎不变。这表明番茄红素具有较强的减轻组织氧化损伤的作用。番茄红素能对抗紫外线损伤。研究人员给10名健康人各补充28毫克β-胡萝卜素和2毫克番茄红素1-2个月，结果服用番茄红素人群紫外线引发红斑的面积减少，程度减轻。3.保护心血管1997 年，Kohlnuier 等在一项同时在10 个欧洲国家开展的多中心案例控制研究当中，结果表明番茄红素而不是β—胡萝卜素对摄食蔬菜的保护效果起主要作用；2000 年，Rotterdam 研究显示，血清番茄红素水平与动脉硬化呈负相关，而其他类胡萝卜素则无此相关性，可见，番茄红素在动脉硬化的发展过程中可起到一定的保护作用。在动脉粥样硬化的发生和发展过程中，血管内膜中的脂蛋白氧化是一个关键因素。番茄红素在降低脂蛋白氧化方面发挥着重要作用。据报道，口服天然番茄红素，能使血清胆固醇降至5.20毫摩尔/升以下，番茄红素用于防治高胆固醇和高血脂症，可以减缓心血管疾病的发展。4.抑制诱变作用肿瘤生成的重要机制之一是组织细胞在外界诱变剂的作用下发生基因突变，而番茄红素能阻断这个过程，发挥抗癌作用。如地中海地区居民在煎烤鱼和肉的同时使用番茄酱，减少了烹调过程中杂胺等诱变剂的形成。所以虽然当地居民喜食易致癌的煎烤食物，但是宫颈癌、前列腺癌以及肝癌的发病率却很低。5.延缓衰老、增强免疫力番茄红素可以最有效地清除人体内的自由基，保持细胞正常代谢，预防衰老。番茄红素在体内通过消化道粘膜吸收进入血液和淋巴，分布到睾丸、肾上腺、前列腺、胰腺、乳房、卵巢、肝、肺、结肠、皮肤以及各种粘膜组织，促进腺体分泌激素，从而使人体保持旺盛的精力；清除这些器官和组织中的自由基，保护它们免受伤害，增强机体免疫力。印度学者指出，番茄红素可令不育男子精子数量增加、活力增强，从而医治不育问题。类胡萝卜素的抗氧化作用包括猝灭单线态氧、消除自由基以及与其它氧化