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胡蘿卜素，具有多種獨特的生理功能，越來越受到人們的關注，具有非常廣闊的生產和應用發展前景。該文探討了番茄紅素的抗氧化、抗癌、預防心血管疾病、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用的幾種提取工藝，溶劑直接浸提法、酶反應法、微波萃取法、二氧化碳超臨界萃取法以及超聲波提取法，并對幾種提取方法進行了比較。

關鍵詞：番茄紅素 生理功能 提取工藝

中圖分類號：TS202.3 文獻標識碼：A 文章編號：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個共軛雙鍵及2個非共軛碳-碳雙鍵組成的直鏈型碳氫化合物[1]，是目前自然界中被發現的功效最強的抗氧化劑。番茄紅素能夠有效地預防乳腺癌、消化道癌等癌癥，能保護心臟，抗衰老，增強人體免疫力等，是目前世界上公認的集合了營養與著色雙重作用于一身的食品添加劑，廣泛應用于醫藥行業、保健食品和化妝品工業。

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，熔點為174 ℃，是一種暗紅色針狀晶體。植物中所含的番茄紅素結構是以反式構型存在為主，順式構型只有一小部分，但是在生產加工的過程中，反式構型會轉化為順式構型，順式構型的番茄紅素比反式構型的更容易被人體吸收。而動物體內的番茄紅素則是以順式構型為主。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

人體內的氧在吸收電子后，會產生各種自由基，這些性質非常活潑的氧自由基，非常容易與體內的某些生物大分子發生反應，從而引起身體內部的基因突變、某些蛋白質的功能發生改變以及一些生物膜的結構發生改變等多種由于氧化發生的損傷。番茄紅素是天然類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。由于番茄紅素強效的抗氧化作用，保護人體細胞不受到自由基的損傷，從而增強了人體的抗疾病能力和延緩了機體的衰老。所以番茄紅素在防治與氧化相關的各種類型的疾病以及人體的疲勞等方面都有很重要的價值。

1.2 抗癌功能

癌癥是人類健康的一大殺手，番茄紅素具有抗癌的作用。番茄紅素分子具有獨特的長鏈分子結構和11個碳碳雙鍵，能夠感應細胞間的信息和調控細胞的生長等生化，能夠促進維持細胞間隙正常結合作用的蛋白質的合成。當細胞發生癌變的時候，細胞之間的間隙結合變得很弱，而番茄紅素卻可以極大地增強細胞之間的間隙結合，所以可以非常有效地抑制細胞發生癌變。通過研究就發現攝食大量的番茄以及番茄制品的人患各類癌癥的幾率比起其他人要低50%左右。可見番茄紅素可以非常有效地降低患各類癌癥的危險性。

1.3 預防心血管疾病

心血管疾病在很多國家都是一類發病率和致死率較高的疾病。研究發現，心血管疾病患者體內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胞的膽固醇合成，大力增強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脈粥樣硬化和冠心病等心血管疾病的發病率。各項研究表明，在日常飲食中增加富含番茄紅素的食品含量，對于減小冠心病等心血管疾病的發病率和死亡率起著非常重要的作用。所以，番茄紅素對于降低心血管病的危險性有著非常積極的意義。

1.4 提高人體免疫力

人體疾病的發生與本身的免疫力下降有關，而淋巴細胞是人體最主要的免疫細胞。番茄紅素可以促進淋巴細胞刺激因子的分泌，從而提高淋巴細胞的活性，并且能夠保護人體內的吞噬細胞不受自身的氧化所損傷，促進淋巴細胞的增殖，因而番茄紅素具有調節免疫功能，對于增強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。當紫外線照射的時候，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，防治白內障等一系列的生理功能，越來越引起人們的重視。

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、苯等有機溶劑。利用番茄紅素的這種化學特性通常采用極性比較小的有機溶劑來提取番茄紅素。溶劑直接浸提法不需要復雜的設備，對于工業化生產番茄紅素粗產品例如番茄紅素油樹脂就是一種非常好的方法。并且它單次處理的量比較大，又簡便快捷。一般為了提高提取量和產品的純度，通常在浸提前需要對番茄皮進行預處理或者對油樹脂進行純化。

2.2 酶反應法

酶反應法主要是利用番茄皮自身發生酶反應來提取番茄紅素。在堿性條件下，將番茄打漿粉碎或者是利用番茄加工副產物使番茄皮中的果膠酶和纖維素酶發生反應，分解果膠和纖維素，使番茄紅素的蛋白質復合物從細胞中溶出。也可以采用外加果膠酶和纖維素酶的方法來縮短提取時間[2]。與有機溶劑提取法相比，酶反應法大大縮短了提取時間，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大的電磁穿透作用，可以實現在顆粒的內外同時進行均勻、迅速地加熱。采用微波法萃取番茄紅素有利于有機溶劑滲透穿過番茄的細胞壁和細胞膜，較好地將提取物從細胞中溶出，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時間，節約能源和操作費用，獲取比較高的提取率，并且非常契合環境保護的要求。

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一種新興的分離技術，利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，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行的，和傳統的化學溶劑萃取法相比有著無法比擬的優越性。這種技術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]。這種方法的優點是不需要使用化學溶劑，沒有絲毫的污染，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作用，使得番茄細胞壁完全破裂開來，而且整個破裂過程是在非常短的時間內完成，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設備非常簡單，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，縮短提取時間，而且簡便易行，是一種非常有效的番茄紅素提取方法。

另外，番茄紅素的生產還可以采用微生物發酵法，化學合成法，高效液相色譜法等。番茄紅素的生產以及應用已經越來越成為學術界的一大熱點。

參考文獻

[1] 常海軍，王強，周文斌.番茄紅素的提取及抗氧化性研究[J].食品科技，2011，36（1）：244-247.

[2] 袁春龍，張金.纖維素酶和果膠酶對番茄紅素提取的影響[J].食品科學，2010（13）：100-104.

[3] 許慶陵，陸海霞，吳麗容，等.番茄紅素提取工藝及其性質比較[J].現代食品科技，2009，25（1）：86-90.

[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，2014，36（6）：138-143.