分析微波結合超聲波提取番茄紅素的工藝

王云鵬 許國平

（南京中科藥業有限公司 江蘇 南京 211102）

目前來說，在食品和醫藥以及飼料等領域中番茄紅素的應用較為廣泛。其屬于天然類胡蘿卜素，具有多種功能活性，比如抗氧化和延緩衰老等。現結合近年番茄紅素提取技術的研究進行分析，為此技術的深度研究提供參考。

1 番茄紅素的功能活性

從功能活性的角度來說，番茄紅素具有以下功能：①防癌抗癌。膳食番茄紅素可以猝滅自由基，能夠激活免疫細胞，實現癌癥預防。除此之外，通過切斷癌細胞的營養來源，使得癌細胞被餓死，抑制細胞擴散等。②延緩衰老。番茄紅素具有很強的抗氧化能力，單個番茄紅素分子能夠猝滅上萬個自由基，為優質的抗氧化劑。③其他功能。除了上述功能外，番茄紅素還具有保護心腦血管、增強免疫力等功能活性。

2 番茄紅素提取技術的研究進展

2.1 超聲提取法 番茄紅素的提取實踐中運用超聲提取法，主要是利用超聲波的空化和機械振動產生的作用，破壞提取原材料的基質細胞，增強傳質以及傳熱效果，加速活性成分的釋放速度，不僅具有提取時間短和提取效率較高的優勢，而且能夠節省溶劑，消耗的能源很少，提取的物品質量優，應用優勢較強。借助超聲波具有的絮凝作用，能夠純化提取物，還有著不錯的殺菌作用。用作番茄紅素的高效提取技術，超聲波工藝被很多研究者試驗證實。部分學者為了能夠提高番茄紅素的提取率水平，通過分析優化提出了超聲輔助提取凍干番茄粉中番茄紅素的工藝，通過和常規溶劑提取對比分析，提出了最優工藝，工藝運用條件如下：①液料比為41：1mL/g；②超聲溫度參數為55℃；③超聲波功率參數為18W/g；④超聲處理時間參數為15min。此工藝的應用相比浸提法，提取率得到了提高，提高6.04%，提高了提取效率。

2.2 微波提取法 從當前使用的提取技術來說，微波提取技術屬于新型高效技術手段，其有著高速電磁波的穿透優勢，能夠產生很多微波能，能夠快速集中作用在提取對象的細胞壁，使得細胞內部的水分和有機溶劑加速升溫、升壓，造成細胞壁破裂的發生，加速提取物的溶出，能夠快速提取，提取效果得以保障，同時還提高了番茄紅素的提取效率。從番茄紅素的使用來說，其為脂溶性色素，傳統的提取工藝下萃取時間花費較多。究其原因，有機溶劑難以高效滲透穿過物質的細胞膜以及細胞壁，因此無法高效提取。采用微波提取技術，發揮微波的高輻射能量實現穿透細胞壁，提高番茄紅素的提取效率。相比其他番茄紅素的提取技術，采用的微波提取技術，具有高速和快速的優勢。其所具有的較強穿透能力以及迅速升溫作用，可以相對徹底地破壞細胞壁，促使目標產物更容易溶解，增強了脂溶性色素的提取效率。不過需要注意的是，采用的微波提取技術，極易使得熱量聚集，造成番茄紅素降解問題，所以要高度重視。

3 微波結合超聲波提取番茄紅素的工藝應用

劉俊紅等在微波結合超聲波提取番茄紅素的工藝研究中，選擇成熟的沙石西瓜作為實驗原料，通過添加促效劑蔗糖溶液經過充分研磨獲得西瓜汁，后期利用微博超聲波，開展細胞破碎處理，添加提取劑石油醚，來提取番茄紅素。此研究主要分析了研磨操作時蔗糖質量濃度以及微波處理功率等各類因素，其給番茄紅素提取量造成的影響。基于單因素試驗，組織開展正交試驗，獲得了西瓜番茄紅素的最優化提取工藝條件。試驗結果如下：在0.7%蔗糖溶液的輔助研磨處理下，經過微波80W進行60s的處理，選擇液固比為6：1的石油醚當作提取劑，同時結合超聲波技術處理，提取的番茄紅素量結果為64.6μg/g。此研究提出了以下改進建議：①使用蔗糖溶液作為促效劑，在實際應用中僅能加快番茄紅素溶于試驗有機溶劑的速度，不能改變有機溶劑的提取能力。在深度研究時可以基于此特性探究多次提取操作對試驗結果產生的影響。②因為西瓜瓤所處位置差異會造成番茄紅素含量多少不同，所以在分析時將西瓜去籽使用粉碎攪拌機進行破碎處理打勻，確保番茄紅素含量整體的均勻性。③運用微波結合超聲波工藝，進行番茄紅素的提取，提高了其細胞內釋放速度，實現了對提取時間以及有機溶劑使用量的節約。因為選用的方法差異加之溶劑不同，所以處理條件也不同，可以考慮優化超聲波處理操作的條件，全面提高提取效率。

4 結束語

綜上所述，微波結合超聲波提取番茄紅素的工藝，在實際應用中能夠實現優勢互補，發揮著積極的作用。文中結合當前番茄紅素的研究，對微波提取技術和超聲波提取技術的應用優勢和不足，進行了分析。