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番茄红素研究

摘要: 番茄红素是一个黄, 红色类胡萝卜素, 广泛存在于自然界中。作为一个功效性天然色素, 番茄红素关键应用于食品添加剂、 天然着色剂、 化妆品等行业。番茄红索含有独特理化性质和抗癌、 抗氧化、 增强免疫力、 预防心血管疾病等多个生理功效, 伴随相关研究不停深入, 番茄红素应用领域将会越来越广泛。
关键词: 番茄红素; 理化性质; 生理功效; 提取工艺; 测定方法
番茄红素是一个黄／红色类胡萝卜素。广泛存在于自然界中。番茄红素作为一个功效性天然色素, 含有淬灭活性氧、 消除人体自由基、 预防心脏病、 减缓动脉粥样硬化、 预防多个癌症、 保护心血管、 抗老化、 保护皮肤等生理功效。多年来, 番茄红素相关产品开发已成为国际上功效性食品和新药研究一个热点。从世界范围来看。番茄红素产品关键应用于食品添加剂、 天然着色剂、 化妆品等行业, 其作为药品还未面世,具体医用价值还在研发当中。
1 番茄红素理化性质
番茄红素晶体为红色长针状, 熔点为174℃．可燃, 易溶于二硫化碳、 氯仿、 苯等, 可溶于丙酮、 乙醚、 正己烷、 石油醚等有机溶剂, 难溶于甲醇、 乙醇, 不溶于水。番茄红素在多种溶剂中溶解度伴随温度升高而增大．样品纯度越高, 溶解越困难。番茄红素是多不饱和碳氢化合物, 分子中有11个共扼及2个非共扼双键, 所以番茄红素稳定性差, 轻易燃烧, 易被氧化。其损失关键是因为发生氧化、 顺反式异构化和降解造成, 氧、 热、 光会促进番茄红素顺反异构化和氧化降解, 所以稳定性研究是番茄红素研究领域一项关键内容。番茄红素性质十分活泼, 光、 氧气、 金属离子等均会影响其稳定性, 但耐热稳定性很好, 对碱也比较稳定, 盐酸却对其有较强破坏作用。番茄红素对光尤为敏感, 尤其是对日光和紫外光, 日光下0.5d, 番茄红素基础损失。紫外光下3d后番茄红素损失40％, 研究发觉．番茄红素降解在热处理和光照环境中为一级反应; 500℃时最初9h异构化为关键趋势, 100—1500℃时降解为关键趋势。而且降解速率随温度升高而提升。
2 番茄红素生理功效
2.1 抗氧化活性
氧化作用是诱发疾病关键原因。组织内产生氧自由基能和细胞内DNA、 蛋白质、 碳水化合物和脂类等关键大分子反应, 破坏它们功效, 引发一系列疾病。番茄红素能够接收不一样电子激发态能量, 使单线态氧能量转移到番茄红素中, 生成基态氧分子和三重态番茄红素, 从而淬灭单线态氧, 还能够经过电子转移过程清除自由基, 预防蛋白质和DNA受到氧化破坏。预防疾病发生。番茄红素含有较强抗氧化能力, 在类胡萝卜素中, 番茄红素能有效淬灭单线态氧和清除过氧化氢等。潘洪志等研究发觉, 超氧化物歧化酶(SOD)、 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)和总抗氧化能力(T—AOC)活性与对照组相比显著升高, 而丙二醛(MDA)显著降低, 说明番茄红素含有良好抗氧化作用。研究表明, 番茄红素能够显著缩小脑梗死范围, 改善神经症状, 显著升高脑组织超氧化物歧化酶(SOD)、 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)活性, 降低MDA含量。番茄红素能够提升机体抗氧化酶活力, 降低脂质过氧化, 从而拮抗四氯化碳引发氧化损伤, 对大鼠急性肝损伤有一定保护作用。
2.2 抗癌活性
番茄红素能抑制很多癌细胞增殖。研究发觉番茄红素能够强烈抑制子宫癌、 乳腺癌和肺癌癌细胞增殖。而且番茄红素能够显著抑制乳腺癌细胞增殖。番茄红素可经过影响乳腺癌、 肺癌和子宫癌细胞周期中G1到S转化阶段来影响肿瘤细胞生长。以骨髓白血病细胞系HL-60为试材, 对很多分化促进剂和增殖抑制剂进行了研究, 发觉HL-60细胞生长速度伴随番茄红素浓度提升而降低, 这种降低总伴伴随细胞生命周期中G0／G1周期抑制。番茄红素含有显著抗肿瘤作用, 能有效抑制肿瘤生长和延长荷瘤小鼠生存时间, 增强脾脏T淋巴细胞增殖活力, 提升NK细胞杀伤活性。番茄红素在体外培养下对前列腺癌细胞增殖有显著抑制作用, 且血清中番茄红素含量与患前列腺癌风险呈负相关。另外, 血液中番茄红素浓度与前列腺癌、 食道癌、 胰腺癌、 胃肠癌、 乳腺癌、 皮肤癌、 膀胱癌等发病率呈负相关, 尤其在预防前列腺癌方面效果显著。
2.3 增强免疫活性
很多疾病发生与本身免疫力下降相关, 番茄红素能保护吞噬细胞免受本身氧化损伤。番茄红素与机体免疫系统相关研究相对开展较晚在细胞模型中发觉番茄红素对T 淋巴细胞转化有促进作用其原因可能是首先番茄红素保护了T 淋巴细胞D N A 避免了增殖过程中D N A 复制时可能发生损伤其次可能是番茄红素促进了淋巴细胞间相互作用经过分泌细胞因子活化细胞最终表现对T 淋巴细胞转化起到促进作用, 刺激效应T细胞功效, 含有延缓衰老和降低疾病发生作用。经过分泌细胞活化因子活化细胞, 最终表现为对吞噬能力及淋巴细胞转化促进, 增强免疫功效。
2.4 预防心血管疾病活性
发觉番茄红素能阻止DNA和脂蛋白氧化, 从而减缓动脉粥样硬化, 还能够阻止LDL胆固醇氧化产物形成, 预防冠心病发生。血清番茄红素水平与主动脉钙化呈负相关。高番茄红素水平可降低急性心梗死亡率, 番茄红素对兔主动脉脂质过氧化损伤含有很好保护作用。且能降低甘油三酯, 保护血管内皮功效, 减轻高脂兔动脉粥样硬化病变形成, 含有抗动脉粥样硬化作用。番茄红素还可使胆固醇合成降低, 细胞中LDL降解增加, 从而降低心肌梗死危险性。
2.5 其她活性
在离体条件下．番茄红素能促进巨噬细胞低密度脂蛋白受体活性, 抑制胆固醇合成。而且番茄红素除了含有防癌抗癌生理功效外。还含有减轻皮肤受紫外线损伤作用。血浆中维生素E、 类胡萝卜素水平和白内障关系, 发觉血浆中番茄红素含量较低人患白内障可能性比正常人高2倍, 而与其她类型类胡萝卜素(玉米黄质和叶黄素等)及维生素E无关。番茄红素可预防氧自由基引发视网膜黄斑病变, 对视网膜色斑退化引发视力下降和失明可能有保护作用。
3 番茄红素提取工艺
伴随番茄红素生物学功效开发与应用番茄红素制备技术也逐步成为研究热点之一现在番茄红素可经过化学合成植物萃取和微生物发酵三种方法来取得其中植物萃取法又包含直接粉碎有机溶剂提取酶反应超临界流体萃取等方法。
3.1 有机溶剂浸提法
番茄红素为脂溶性物质, 可用正己烷、 丙酮、 氯仿、 乙酸乙酯、 石油醚等作为浸提溶剂, 氯仿浸提效果很好, 但毒性很大, 而以乙酸乙酯作浸提剂能够取得很高浸提率。番茄红素浸提工艺是: 番茄果皮先干燥, 然后有机溶剂浸提, 取滤液, 过滤, 滤液真空浓缩, 滤渣经过二次浸提, 真空浓缩, 精制包装。
3.2 酶反应法
酶反应法是利用番茄皮本身果胶酶和纤维素酶反应提取番茄红素方法。其提取工艺是: (1)番茄(或番茄加工副产物)经打浆粉碎后, 加碱调整pH值至7．5-9．0; (2)45～60℃加热搅拌5h左右; (3)过滤除去表皮、 种子和纤维等残渣, 得提取液; (4)加酸调整提取液至弱酸性(pH4.0-4.5), 以类胡萝卜素凝聚沉淀, 经虹吸除去上部浑浊液, 得含类胡萝卜素沉淀; (5)调整沉淀pH值后真空浓缩, 然后加酸或食盐保留。
3.3 超临界流体萃取法
超临界流体是物质一个特殊相, 含有良好溶剂性质, 广泛应用于有机物萃取。超临界流体萃取技术是食品工业新兴一项萃取、 分离和纯化技术。即利用超临界流体作萃取剂, 从液体或固体物料中萃取、 分离和纯化物料。其技术原理是利用超临界流体溶解能力与其密度关系, 即利用压力和温度对超临界流体溶解能力影响而进行。
3.4 微波提取法
微波是一个频率在300 MHz～300 GHz之间电磁波。含有波动性、 高频性、 热特征和非热特征四大基础特征。微波热效应是基于物质介电性质和物质内部不一样电荷极化不含有跟上交变电场能力来实现。与传统索氏提取相比, 微波法提取最大优点是提取时间大大缩短．且提取率较高; 而与超临界CO: 萃取相比, 含有成本低、 投资少、 提取效率高等优点。
3.5 超声波提取法
为了加紧浸提速度。实践中常采取超声波提取法。超声波能够加速番茄红素在溶剂中溶解过程, 降低番茄红素在空气和日光中暴露时间, 但对于超声波是否会对番茄红素本身造成影响, 是否会加速番茄红素氧化降解以及造成其顺反异构化反应等, 尚不是很清楚。
4 番茄红素测定方法
4.1 纸色谱法
此法操作简单易行。成本低廉, 可快速对样品进行定性分析。其中, 选择适宜展开剂是关键。假如没有标准品, 可将分离出各个组分洗脱, 洗脱液在紫外分光光度计上进行扫描。依据最大吸收峰位置确定样品组成。
4.2 薄层色谱法
薄层色谱法应用广泛, 常见薄层色谱固定相为硅胶、 氧化铝和聚酰胺等。番茄红素为亲脂性物质, 要用极性较低展开剂展开。如氯仿、 丙酮、 石油醚、 乙酸乙酯等。可用2．8％硝酸银-甲醇溶液进行显色, 斑点颜色在甲醇挥发后会有改变, 以此能够区分。遇上番茄红素掰值过大不能用正相色谱分离时, 可采取反相系统, 即用亲脂溶剂(石蜡油、 煤油、 硅酮油、 橡胶等)浸泡层析板．用含水醇或与此极性相近溶剂作为展开剂。新疆农业大学张晓敏以番茄红素标准品作对照。用硅胶G作薄层层析, 用V(石油醚): V(丙酮)为19: 1、 9: 1、 4: 1做一维数次展开取得了很好分离效果。
4.3 高效液相色谱法
此法因含有高效、 样品用量少等特点．应用已较为成熟和广泛, 只是番茄红素属于亲脂性物质。实际检测中工作人员常见反相液相色谱进行测定。固定相通常为C18键合硅胶。国外也有用C30键合硅胶作为固定相报道, 通常以甲醇一水为流动相。此法要求有番茄红素标准品作为对照．但番茄红素标准品极难保留, 价格昂贵, 日常使用难度大。
4.4 差示扫描量热法
差示扫描量热法是法定药品纯度测试手段之一, 能够快速、 方便、 正确地测定高纯度化工、 医药产品。差示扫描量热法测定纯度是以范特霍夫熔点下降理论为基础, 依据熔点下降来确定杂质含量。此法样品用量少, 分析速度快, 样品制备过程中无需分离样品中杂质．含有较高正确度和正确度．但对样品纯度要求较高, 纯度必需在98％以上．这大大限制了此法应用范围。

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