番茄红素的保健作用与开发.doc

上海农林职业技术学院毕业设计（论文）题 目：番茄红素的保健作用与开发系 别：食品科学技术系专 业：食品工艺与检测班 级：051学 号：16005119姓 名：付佩蓉指导老师：陆嵘辉完成日期：2008.4.25番茄红素的保健作用与开发摘要：番茄红素是植物中所含的一种天然色素，它具有优越的生理功能，其抗氧化性能是天然类胡萝卜素中最强的，它的独特的生理功能正越来越受到人们的重视。关键词：番茄红素 保健功能 开发价值 Abstract: Lycopene is a plant contained in the natural pigment.It has excellent physiological function.And the oxidation resistence in the natural kind of carrot is the strongest.Its unique physiological function is increasingly being peoples attion.目录1番茄红素的生理功能1.1番茄红素的抗氧化作用1.2番茄红素具有控制细胞生长与代谢的生理功能1.3番茄红素的作用2番茄红素的保健作用2.1抗氧化延缓衰老2.2抗癌防癌，辅助抑制肿瘤2.3前列腺保健，提高男性生育能力2.4调节血脂，预防心脑血管疾病。2.5抗辐射，美容美肤。2.6乳房子宫保健。3番茄红素的提取工艺研究3.1有机溶剂提取法3.2酶法提取3.3超临界CO2萃取法3.4高速逆流色谱法3.5微波辐射萃取法4番茄红素具有的开发价值参考文献致谢说到番茄红素，大家应该不怎么熟悉吧。我们接触到的比较多的还是番茄这个名词，至于什么是番茄红素，现在就让我来好好讲解一下吧。番茄(又称西红柿)，是一种营养丰富、色泽鲜美的果实类蔬菜，番茄果实的色素包括番茄红素、叶黄素和胡萝卜素，其中最重要的是番茄红素。番茄红素是植物中所含的一种天然色素。主要存在于茄科植物西红柿的成熟果实中。番茄红素具有优越的生理功能，在自然界中主要存在于番茄、西瓜、红色葡萄柚以及红色棕榈油中；在人体中番茄红素分布在血清以及组织中。番茄红素由碳、氢两种元素构成，它的分子式为C4H5。由于番茄红素分子中没有-紫罗酮环的结构，故它没有维生素A原的功能，因此，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能是天然类胡萝卜素中最强的，它的独特的生理功能正越来越受到人们的重视。1.番茄红素的生理功能1.1 番茄红素的抗氧化作用番茄红素的抗氧比作用主要表现在它能高效猝灭单线态氧及清除过氧化自由基。单线态氧是一种很强的活性氧自由基，它能与许多与氧气不能发生反应的分子直接结合，从而造成对细胞的损伤。哺乳动物对于活性氧具有一定的防御功能，能防御活性氧对身体组织细胞所产生的损伤作用。一部分防御功能是由遗传基因控制所产生的酶所提供的，如：过氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶；而另一部分防御功能则是从营养物质中摄取的物质所提供的，如：维生素E、维生素C、硒、类胡萝卜素等。番茄红素便是一种能高效猝灭单线态氧的类胡萝卜素。在猝灭单线态氧的过程中，激发态的能量从单线态氧转移至番茄红素，产生基态的氧和激发的三联态番茄红素，能量则通过激发态的番茄红素与周围溶剂之间的转动和振动而散发，并产生基态的番茄红素和一定的热量。番茄红素对单线态氧的猝灭属于物理猝灭，在这过程中番茄红素像催比剂一样，只是加速了猝灭过程，而其本身保持完整状态，并可不断参与下一个猝灭单线态氧的循环。番茄红素猝灭单线态氧的效率与其分子中所含有的共轭双键的数目有着密切的关系，番茄红素分子中有11个共轭双键，因此，与其他类胡萝卜素相比，番茄红素的猝灭效率特别高。番茄红素还可以与其他形式的活性氧起反应，如：过氧比氢、亚硝酸根等。番茄红素作为抗氧化剂的一个很好的例子是它能保护皮肤免受紫外光的损伤。当皮肤受到紫外光照射时，皮肤中的番茄红素能优先与自由基结合，从而保护皮肤中的组织及细胞避免因氧化而损伤。1.2 番茄红素对细胞生长代谢起调控作用通常细胞间隙之间有膜蛋白构成的通道，具有选择通透性，允许第二信使及生长调节物质通过，细胞之间通过细胞间隙连接通讯（GJIC）传输细胞群体内生长调控信号，调节细胞的正常增殖与分化。实验表明，番茄红素通过诱导细胞间连接，增强正常细胞之间的GJIC，控制细胞生长和诱导细胞分化来抑制肿瘤的增长。1.3 番茄红素可以调节胆固醇的代谢番茄红素是一种低胆甾醇剂，它可抑制巨噬细胞3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A，而它是一种胆固醇生物合成的限速酶。实验发现，在培养巨噬细胞的介质中加入番茄红素后，其胆固醇合成降低，同时番茄红素还增大巨噬细胞低密度脂蛋白（LDL）受体活性。实验还表明，人体3个月内每天补充60mg番茄红素，可减少14的胞质LDL胆固醇浓度。 2番茄红素的保健功能2. 1抗氧化延缓衰老。 人体是一个“细胞器官系统人体”的协调统一、动态平衡的整体。细胞代谢呼吸过程中，活跃的氧分子因缺失电子变成性质不稳定的自由基，须抢劫其它大分子、化合物的电子以求自身结构平衡。如此连锁反应，自由基攻击人体细胞膜、DNA、脂肪、蛋白质，削弱细胞吸收营养、排出废物的能力，从而导致细胞不能正 常工作而衰老。 一般人体有清除自由基的酶类（如辅酶Q12）。但自由基产生太多或人体清除能力不足时，就需从外界补充抗氧化剂来维持细胞平衡。一个番茄红素分子可猝灭上万个自由基，抗氧化能力是维生素E的100倍，维生素C的1000倍。是自然界最强的延缓衰老的抗氧化剂。 2.2 防癌抗癌，辅助抑制肿瘤。 环境、饮食、遗传、职业、心理等原因使人体产生自由基，侵入细胞膜，攻击DNA ，激活封闭静止癌基因，产生癌细胞，繁殖裂变、分裂复制直至永久性破坏某器官或癌细胞转移。番茄红素有效猝灭自由基，达到预防的作用。对已形成的肿瘤，可 促进细胞间隙传输信号，接触抑制、分化诱导癌细胞，使其改邪归正。临床证实，番茄红素对前列腺癌、肺癌、胃癌、结肠癌、口腔癌、乳腺癌、宫颈癌作用显著， 肿瘤缩小几近消失。 2.3前列腺保健，提高男性生育能力。 男性前列腺外部有多层网状纤维，一般难有炎症或病菌。但感染后普通药物很难奏效。番茄红素通过人体脂蛋白运输到全身各器官，在睾丸、前 列腺浓度最高。猝灭自由基，清除侵入前列腺的毒素，从而有效防止前列腺病变，番茄红素还可调节前列腺液，使PH值保持在6-6.5，为精子提供舒适的活动 环境，增强精子活性，提高男性生育能力。 2.4 调节血脂，预防心脑血管疾病。 心脑血管是人体能量传输的通道。血液中脂肪（如胆固醇，不溶于血）以脂蛋白为载体，其中由肝脏输送到细胞的低密度脂蛋白LDL易受自由基攻击造成胆固醇沉积，导致动脉粥样硬化，阻碍血流，减少心脏营养和热能供应，引发冠心病、脑中风等心脑血管疾病发生。番茄红素可深入清除血管垃圾，调节血浆胆固醇浓度，保 护LDL不受氧化。还可修复完善被氧化的细胞，促进细胞间胶质形成，增强血管柔韧度。 2.5 抗辐射，美容美肤。 日常生活中辐射、日晒可加速皮肤氧化衰老，衍生皱纹、色斑。实验证明，辐射后的皮肤中番茄红素含量减少31%-46%，其它成分含量几乎不变。番茄红素通 过猝灭侵入人体的自由基，在肌肤表层形成一道天然屏障，有效阻止外界紫外线、辐射对肌肤的损害。并可促进血液中胶原蛋白和弹性蛋白的结合，使肌肤充满弹 性，娇媚动人。 2.6乳房子宫保健。 番茄红素在体外培养液中对乳房癌细胞MCF7抑制能力比S-胡萝卜素强一倍以上。若和其它抗氧化剂（维生素E、维生素C、S-胡萝卜素）合理运用，可促进 女性乳房健康发育，减少乳腺癌发生几率。美国依利诺斯大学对比研究发现，体内番茄红素含量低的女性比含量高的女性宫颈癌发病率高五倍以上。2002年10 月1日世界癌症研究杂志发表美国BRIGHAM女子医院对563名卵巢癌患者和523名健康女性的研究表明，摄入较多的番茄红素可降低卵巢癌的发病 率。番茄红素还有助孕作用，促进排卵，增加受孕机会，降低精前症候现象。3番茄红索的提取工艺研究番茄红素是脂溶性色素，可采用有机溶剂提取法，酶法超临界CO2萃取法，高速逆流色谱法，微波辐射萃取法等提取工艺。3.1有机溶剂提取法番茄红素是脂溶性色素，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。而在诸多的有机溶剂中，选用氯仿作有机溶剂来提取番茄红素效果最好。主要步骤包括:新鲜番茄或番茄皮干燥、粉碎，选用一种有机溶剂或混合溶剂作为萃取液进行固液萃取，最后将萃取液真空浓缩，得到番茄红素的粗制品，此法简单易行。但由于番茄中还含有其它成分，而且有机溶剂会有痕量残留，只单单采用溶剂萃取，得到的产品一般纯度不高，番茄红素含量约在5%15%左右，而且通常不会产生番茄红素晶体，而是一种呈油状的物质即番茄红素油树脂。3.2酶法提取日本一专利介绍了利用番茄皮自身果胶酶和纤维素酶反应来提取番茄红素。其工艺为：番茄打浆粉碎加碱调节pH值7.59.04560加热搅拌5h过滤除去表皮、种子和纤维等残渣，得提取液将抽提液pH值调整为 4.0一4.5，类胡萝卜素凝聚沉淀静置，虹吸除去上部浑浊液，得番茄红素沉淀沉淀调整pH后干燥真空浓缩成品加食盐保存。而Dubodel等人通过外加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热烫去皮用高速搅拌机打浆粉碎添加0.2%0.5%的果胶酶、纤维素酶，在50条件下处理3h，除去90%的果胶、纤维素等非色素物质离心沉淀用96%的乙醇洗涤、过滤乙醇和植物油提取分离油相、产品。3.3超临界CO2萃取法Sun，Q,J等人(1998)采用超临界CO2作萃取剂从液体或固体物料中萃取、分离和纯化有效成分，共考察了四个因素:萃取压力 (7.5mPa30.0mPa)，温度(4050)，流速(5kg/h50kg/h)，萃取时间(0.5h4.0h)，得到了最佳工艺条件为：压力为15mPa20mPa，温度4050，流量20kg/h，时间1h2h，其得率非常之可观。3.4高速逆流色谱法高速逆流色谱(HighSpeedCountercurrentChromatogra-phy,简称HSCCC)技术是一种高效快速的新型液一液分配色谱技术，与传统的柱色谱需使用固体填料不同，该分离方法是在两相之间进行，在高速运转产生重力场的条件下，使固定相在分离柱中实现高的保留而进行分离，因而没有不可逆吸附，具有样品无损失、无污染、高效、快速和大制备量分离的优点。国外有报道在实验中首次采用高速逆流色谱来提取番茄红素，所得到的样品是从100mg含有9%番茄红素的番茄粗提物中分离出来的.最后用高效液相色谱检验出其纯度达到98.5%。采用的溶剂是由己烷、二氯甲烷、乙腈按10：3.5：6.5组成的非水混合物。3.5微波辐射萃取法微波辐射萃取技术(MicrowaveAssistedExtraction，简称为MAE)是指使用微波及合适的溶剂在微波反应器中从各种物质中提取各种化学成分的技术与方法。由于番茄红素是一种脂溶性色素，不易渗透穿过物质的细胞壁和细胞膜，因此提取时间较长，不能很好的将提取物从细胞 壁中溶出。而采用微波辐射萃取的最大优点就是大大缩短了萃取时间，且提取率较高，产品品质好，质地纯且无环境污染等，在天然色素的提取工艺中具有很广阔的应用前景。张卫强等人经过实验得出了一种最佳工艺条件:提取溶剂为6#溶剂油，微波频率为2450mHz，功率为200W，萃取时间80s，液固比(mL/g)2：1，经过二级提取可使番茄红素的提取率达到97.56%。4番茄红素具有的开发价值番茄红素作为医药制品和保健（功能）食品类正在积极的开发。在发达国家市场上已有番茄红素的制剂品种（片剂、口服液、粉剂），由于其卓越的抗癌、防癌功效，疗效确切，在国际市场上一直很畅销，九十年代以来，国际市场销售额以年均6%左右的速度递增。作为防治脑血管疾病的药物研究也极具市场潜力。 近年来，国内外对保健食品越来越重视，健康用品市场的崛起使得传统医药行业面临着挑战。特别是当今人们更加注重天然植物的活性成分对疾病的预防作用，更注重饮食对健康的重要性。番茄红素是一个日益重要的植物化学品，作为非常有前途的抗氧化剂正在不断受到人们的普遍关注。目前番茄红素作为食品添加剂应用于食品工业的各个领域。以色列生产的番茄红素产品有很多种，如用于食品工业，健康食品和营养制剂，用于天然色素的配方（已获准进入欧洲市场），用于食品营养制剂的可溶性粉，用于化妆品行业，用于功能性食品和食品添加剂（已获准进入日本和欧洲市场）。日本开发了一系列含0.5%番茄红素的运动型饮料和果冻。另外，日本还开发了一种含番茄红素的饲料，用该饲料喂养的鸡产的蛋与鸡肉含有较高的番茄红素。日本还开发生产了一种低粘度高含水量的番茄红素调味品。罗氏公司采用合成法生产的番茄红素，1997年完成了工艺开发并在欧洲提出了专利申请。最近，该公司宣称他们的新产品番茄红素5%GT将进入食品添加剂行业，用于多种维生素、抗氧化剂、咀嚼剂的配方中。 从番茄红素的用途，深加工产品的迅速发展，番茄红素的价格不断攀升，可以预见番茄红素产品具有广阔的市场前景。而且从大量研究结果以及FDA的建议证实，番