番茄红素的发展与应用

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1、西北民族大学生命科学与工程学院食品科学与工程姓名：时登宽学号：P081412899食品添加剂指导老师：曹竑番茄红素的发展与应用番茄红素的发展与应用摘　要：大量的流行病学证据表明,番茄红素在预防人类某些癌症和慢性病的发生方面起着重要的作用,是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。本文分析了番茄红素在国内外的研究进展,介绍了番茄红素的理化特性、生理作用、分离提取和定性定量分析等方面的研究成果,通过比较和讨论番茄红素的主要研究方向后提出:我国应充分利用资源优势,大力开发番茄制品,尤其是适合中国人口味的风味番茄酱;同时努力开发番茄红素产品,并在番茄红素的应用研究领域

2、取得一席之地。关键词:　番茄红素；性质；生理功能；研究进展番茄红素(lycopene)是一种呈黄色到红色的类胡萝卜素(carotenoid),广泛存在于动、植物体中。1875年Millardet从番茄中最早获得番茄红素的[1]粗提物,称之为Solanorbin,1903年Schunck[2]发现从番茄中提取的这种色素与从胡萝卜中提取的胡萝卜素具有不同的吸收光谱,并将其命名为Lycopene。随后,人们开始对番茄红素的基本化学结构进行研究,1910年Willstatter和Escher首先提出番茄红素是胡萝卜素的异构体,并确定其分子式为C40H56[3]。1930

3、年Karrer等提出,番茄红素的化学结构式为11个共轭及2个非共轭的碳-碳双键组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃,并在1932年由Kuhn和Grundmann证实[4]。过去由于番茄红素不象胡萝卜素那样具有维生素A原的活性,而未被重视。近20年来,国内外越来越多的研究和调查表明,番茄红素具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤[5～8]等生理功能。番茄红素是类胡萝卜素中最有效的单线态氧淬灭剂,它的淬灭能力是β2胡萝卜素(β2carotene)的2倍,是维生素E的100倍[6～9],因此,其抗氧化性是

4、类胡萝卜素中最强的。另外,番茄红素的防癌抗癌的效果也明显优于α2胡萝卜素和β2胡萝卜素。据北卡州立大学研究,番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的心脏保护剂[10]。目前,番茄红素的研究已成为国际上功能性食品成分分析和抗癌防癌研究中的一个热点。1　番茄红素的性质1.1　番茄红素的分子结构1910年Willstaller和Escher在对番茄红素的研究中指出,番茄红素是胡萝卜素的异构体,并首次确定了其分子式为C40H56[2]。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

5、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2反)异构体,但由于空间障碍,番茄红素分子中只有少数基团能参与异构,存在可能性较大的番茄红素异构体约有72种[2]。图1所示为番茄红素的主要异构体的结构。天然植物中的番茄红素绝大部分为热力学较稳定的反构番茄红素,而人体中顺构番茄红素的比例却高得多[2]。1.2　番茄红素的性质1.2.1　物理性质作为脂肪烃,番茄红素不溶于水,难溶于甲醇等极性有机溶剂,可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶于氯仿、二硫化碳、苯、油脂等[3],色泽为红色。在472nm处有一强吸收峰[4],如图2所示。当分子从反

6、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[2]。1.2.2　化学性质作为平面共轭多不饱和烯烃,番茄红素易被氧化分解和从反构向顺构的转变。在提取分离、加工处理和保藏过程中,光、热、酸、碱及表面活性剂等可促进这些变化[5]。Sharma和Maguer认为,番茄红素的分解反应是假一级反应[6],说明番茄红素的分解受多种因素的影响。Schierle和Stahl等的研究报告指出,热处理可使番茄汁中的顺构番茄红素显著增加[7]。Stahl和Sies等还发现[8],加热处理可以提高番茄汁中番茄红素被人体的吸收率。由于存在于人体中的顺构番茄红素的比例要比番

7、茄及其制品中的高得多,因此,有学者认为,食品加工过程中的热处理可提高番茄红素的生物利用率,是营养价值增加的过程。但另外一些学者却有不同的看法,认为α2胡萝卜素、β2胡萝卜素、番茄红素等类胡萝卜素有较强的热稳定性[9,10]。Nguyen和Schwartz认为,人体中较高的顺构番茄红素含量与是否食用热处理过的食物无关;Nguyen和Schwartz等人也认为,加工过程中的热处理对番茄制品中的番茄红素含量没有很大的影响[10]。由于番茄红素从反式结构转变为顺式结构时光密度会降低,异构对番茄红素的总量并没有影响,而目前的一般测定方法还很难区分化学分解和立体异构所引起的

8、差异,加上番茄红素含量的