番茄红素的理化性质

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1、三孢布拉氏霉菌生产番茄红素的研究进展ReviewofLYCOPENEproducedBYBLAKESLEATRISPORA番茄红素是一种非常重要的类胡萝卜素，具有许多重要的生理功能。利用三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素是工业化生产的理想途径。本文从菌种选育、发酵条件优化、产物提取等方面综述了利用三孢布拉氏霉菌生产番茄红素的研究进展。番茄红素三孢布拉氏霉菌发酵Lycopenewasoneofthemostimportantcarotenoids,andithadmanyphysiologicalfunctions.Microbialferment

2、ationbyBlakesleatrisporawasaleadingapproachtoproducelycopeneindustrially.RecentprogressofLycopeneproducedbyBlakesleatrisporawerediscussedinthisreview.LycopeneBlakesleatrisporafermentation番茄红素(lycopene)是一种具有11个共轭双键和2个非共轭双键的类胡萝卜素[5]。其分子式为C40H65，分子量为536.85Da[1]，熔点在172～175℃。其晶体

3、为暗红色长针状[2]，不溶于水，难溶于甲醇等极性有机溶剂，可溶于乙醚、石油醚、已烷、丙酮[3]，易溶于氯仿、二硫化碳、苯、油脂等。番茄红素具有很强的抗氧化活性和对单线态氧的淬灭作用，这些作用明显优于β-胡萝卜素[12]，通过淬灭单线态氧来预防脂类过氧化，保护生物膜免受氧自由基的损伤[13]。同时它还具有诱导细胞间信息传递的作用，因此，番茄红素在预防和治疗前列腺癌、乳腺癌以及心脑血管疾病方面具有巨大的潜力[14-17]。此外，长期以来番茄红素被应用于食品添加剂行业[18、19]，由于它卓越的生理功能，已成为当前医药、保健领域的热点之一[20]。

4、番茄红素的生产工艺微生物发酵法采用微生物发酵法成本低，污染相对较小[48、49]；在选育遗传稳定性高的菌株和优化发酵条件的前提下，可以得到较高的番茄红素收率，是实现工业化生产较理想的一条途径[50]。近年来研究人员对微生物发酵生产番茄红素进行了大量研究，所涉及的微生物主要有光合细菌、非光合细菌、酵母菌、藻类和霉菌。本文即对利用微生物发酵法生产番茄红素做一综述。1、霉菌1.1简介产番茄红素的霉菌主要有:三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora)、布拉克须霉(Phycomycesblakesleanus)、爪哇异小霉(Allomyces

5、javanicus)、卷枝毛霉菌(Mucorcircinelloides)、粗糙链孢霉菌(Neurosporacrassa)和鲁西毛霉菌(Mucorrouxii)等。其中以三孢布拉氏霉菌生产能力最强。（微生物生产番茄红素及其发酵促进剂的研究进展）三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora)隶属于毛霉目(Mucorales)，笄霉科(Choanephoraceae)，布拉霉菌属(Blakeslea)。其生活史包括无性繁殖和有性繁殖两部分[42]。三孢布拉氏霉菌是一种产β-胡萝卜素的高产菌，该菌具有独特的代谢过程，番茄红素是其代谢途径中的

6、一个中间产物，通过添加阻断剂来抑制β-胡萝卜素生物合成途径中番茄红素环化酶的活性，从而积累番茄红素。β-胡萝卜素生物合成具体途径[41]见图1.2。丙酮酸(Pyrurate)＋甘油醛-3-磷酸(G3P)↓DXS↓DXR2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(ME4P)　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓异戊烯焦磷酸(IPP)↓二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)↓↓牦牛儿焦磷酸(GPP)→法尼基焦磷酸(FPP)↓GGPP合成酶牦牛儿基牦牛儿焦磷酸(GGPP)↓八氢番茄红素合成酶八氢番茄红素(Phytotne)↓八氢番茄红素脱饱和酶六氢番茄红素(Ph

7、ytofluene)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓ζ-胡萝卜素(ζ-Carotene)　　　↓ζ-胡萝卜素脱饱和酶链孢红素(Neurosporene)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓番茄红素(Lycopene)↓番茄红素环化酶↓γ-胡萝卜素δ-胡萝卜素↓番茄红素环化酶↓海胆酮←β-胡萝卜素α-胡萝卜素图1.2β-胡萝卜素生物合成途径Fig.1.2Biosyntheticpathwayofβ-carotene1.2三孢布拉氏霉菌的诱变选育三孢布拉氏霉菌主要以多核体的形式存在，极易退化[54]。因此，选育遗传稳定性高

8、的菌株是提高番茄红素产量的一个重要途径。实验表明通过采用紫外线照射、亚硝基胍（NTG）和离子束综合诱变处理，均可获得三孢布拉氏霉菌优良负株[55]。1.3三孢布拉氏