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【摘 要】 本文简述了番茄红素的结构性质及其分布情况，归纳总结了番茄红素的营养价值及其保健功能，进而分析了番茄红素的开发与利用及其在食品工业中的应用前景。
【关键词】 番茄红素；性质；营养价值；开发；应用
1.概述
番茄红素（lycopene）最早由Harlsen于1873 年从Tamus-communis L. berries中提取出来的，是一种能提供鲜艳红色的天然结晶色素。Suhunck在研究了这种色素不同于从胡萝卜里提取的胡萝卜素的吸收光谱后，在1903年将其称为Lycopene—— 番茄红素[1] 。
番茄红素在植物体中的功能是接受光、保护植物不受光致氧化作用。在正常的有氧细胞代谢中，番茄红素与所产生的高活性氧反应，起到抗氧化剂的作用，以避免活性氧对组织细胞的破坏。
尽管番茄红素缺乏β-胡萝卜素那样具有维生素 A源活性的性质，但由于它具有比其它类胡萝卜素多13个不饱和双键开链式的分子结构，因此番茄红素具有强有力的消除自由基的能力，是抗氧化能力最强的类胡萝卜素。而且它具有细胞间信息感应和细胞生长调控等生化作用以及预防癌症、心血管病等疾病发生的生理功能作用。因此番茄红素在近年来受到越来越多的关注，其作为一种新型保健食品原料将具有很好的应用前景[2]。
1.1番茄红素的分子结构[2]
番茄红素的分子式为C40H56，是由11个共轭及两个非共轭碳-碳双键组成的高度不饱和直链型碳氢化合物，由于没有β-芷香酮环结构，所以番茄红素没有维生素 A源活性。天然存在于植物中的番茄红素主要以全反式形式存在，只有小部分为顺式构型，以5-顺、9-顺、13-顺和15-顺构型为主。
1.2番茄红素的理化性质
1.2.1溶解性[1]
番茄红素是一种呈红色的脂溶性色素，其较稀油状液体呈黄橙色。熔点为174℃，可燃烧；不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于油脂、乙醚、石油醚、己烷和丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。暴露在有光线、氧气、酸、碱及活性剂的环境时，易于氧化分解，且温度升高会加速其分解。
1.2.2稳定性[3]
植物体内的番茄红素比较稳定，作为一种不饱和高聚物，经提纯分离后的天然番茄红素易于发生氧化反应，稳定性较差。光、温度、pH值、金属离子等均会影响番茄红素的稳定性。①番茄红素对光十分敏感，在光照射下损失极快；而在暗处则较稳定。②番茄红素耐热稳定性较好，热损失少，在50℃以下，保存率较高。③常见金属离子对番茄红素的稳定性影响不一，K+、Na+、 Mg2 +、 Zn2+对其稳定性影响不大，Fe3 +、Cu2 +引起的番茄红素损失较大，而Fe2 +、Al3 +引起的损失较少。④高浓度的酸对番茄红素有破坏作用，碱对番茄红素的影响不大，但随浓度增大，吸光度增加。⑤添加 VC、VE等抗氧化剂可以减少番茄红素的损失。
1.2.3抗氧化性[4]
番茄红素是有效的抗氧化剂，通过物理或化学方式捕捉高效猝灭单线态氧、 抑制自由基的产生或直接清除自由基等发挥抗氧化作用。番茄红素的抗氧化能力在天然类胡萝卜素中是最强的，这与其独特的长链不饱和分子结构有关。番茄红素猝灭单线态氧的速率是β-胡萝卜素的2倍，是α-生育酚的100倍。
1.3番茄红素的分布
番茄红素存在于水果和蔬菜中，主要分布于红色果实中，如番茄、西瓜、番木瓜、红葡萄、杏等。在番茄中的含量随品种和成熟度的不同而不同，大体上含量为3.1-7.7mg/100g，成熟度愈高，番茄红素含量也越多。人类自身不能合成番茄红素，需通过膳食等补充，番茄红素吸收后可广泛分布于人体的多种器官与组织，其中血液、前列腺、肾上腺、肝脏、睾丸中含量较多[5]。
2.番茄红素的营养价值与保健功能
2.1番茄红素的抗癌功能[6]
20世纪中期，美国医学家首次报道了番茄红素的抗癌效应。后经流行病学调查和多次动物实验，证明番茄红素有预防癌症的作用。血液中番茄红素浓度与前列腺癌、消化道癌、结肠癌、膀胱癌等的发生率呈负相关，尤其在预防前列腺癌方面作用明显。
1987-1992年美国分析了 773例前列腺癌患者与类胡萝卜素及其他因素的关系，结果显示，随着番茄红素摄入量的增加，前列腺癌的危险度下降，而其他类胡萝卜素α及能量的摄入和年龄因素等与前列腺癌的危险度无关。番茄红素不仅可预防还可治疗前列腺癌，研究表明，前列腺癌患者每天服用30 mg天然番茄红素制品，连续服用3 周后肿瘤变小，病情减轻。
最近的流行病學调查表明，番茄红素对其他某些类型的癌也有很好的预防作用。Franceschi等在对消化道癌的长期研究中发现，消化道癌的发病率与番茄红素的摄取量呈负相关。 Narisawa 等发现番茄红素与黄体素可以减少老鼠结肠癌的发生。Boileau等通过大鼠模型的实验研究证实，喂食番茄红素的大鼠膀胱癌的发病率明显低于对照组。上述研究证明，番茄红素有一定的防癌抗癌效果。
2.2番茄红素与心血管疾病的关系
番茄红素为脂溶性的，大多存在于细胞膜和脂蛋白成分内，而且多集中在低密度脂蛋白（LDL ）和极低密度脂蛋白（VLDL）中，而且不存在高密度脂蛋白 （HDL ）中。番茄红素可显著抑制血清脂质和LDL氧化从而减少冠心病的发病危险。唐湘宇等[7]研究表明，番茄红素对兔主动脉脂质过氧化损伤具有较好的保护作用，且能降甘油三酯，保护血管内皮功能，可减轻高脂兔动脉粥样硬化病变形成，具有抗动脉粥样硬化作用。
吸烟是心肌梗死的重要危险因素之一，研究发现，吸烟者血浆中番茄红素浓度要明显低于不吸烟者，因番茄红素能抑制因吸烟而诱导的LDL氧化，故可具有一定的保护作用；番茄红素还可使胆固醇合成减少，细胞中 LDL的降解增加，从而减少心肌梗死的危险性[8]。 2.3番茄红素的抗氧化功能
1991年，Di Mascio P和Woodall AA 等人证明了番茄红素具有很强的淬灭自由基能力，对体内的脂质过氧化和DNA 氧化损伤有保护作用。据认为，番茄红素所具有的抗癌和防止衰老作用也与其淬灭自由基的能力有关[9]。类胡萝卜素类化合物可以通过物理和化学方式来淬灭体内常见自由基——单线态氧（1O2），番茄红素具有比其它类胡萝卜素更强的清除单线态氧的能力[10]。
1990 年，Paolo 等报道了10多种类胡萝卜素抗氧化作用能力，其中番茄红素是最强的。1998年，Agarwal等报道经常摄食番茄的人群，与对照组相比，明显降低了脂质的过氧化和低密度脂蛋白的氧化，从而减少了冠心病的发病率。
2.4番茄红素可以提高免疫力
国内外大量试验研究表明，番茄红素可以促进细胞免疫及体液免疫功能，增强机体免疫力。番茄红素增强机体免疫力与其抗氧化功能密切相关。番茄红素可以捕捉内源性的自由基直接发挥抗氧化作用，阻止内源性氧化剂造成的自发基因突变，保护T、B淋巴细胞及巨噬细胞 DNA、细胞膜免受自身氧化损伤，促进T、B淋巴细胞增殖，刺激T细胞功能，T细胞亚群 （CD4 +）增加， CD4 + / CD8 +比率提高，增强细胞免疫功能[11]。
2.5番茄红素可保护皮肤
番茄红素作为抗氧化剂，能保护皮肤免受紫外光的损伤。当皮肤受到紫外光照射时，皮肤中的番茄红素能优先与自由基结合，从而保护皮肤中的组织及细胞避免因氧化而损伤。研究表明，受阳光照射的皮肤与相邻的不受阳光照射的皮肤相比，其内部的番茄红素的含量低31%-46%，而增加皮肤内番茄红素的含量可以防止或减轻紫外线对皮肤的损伤[12]。
3.番茄红素的开发应用前景
番茄红素具有多效保健功能，延缓衰老，增强机体免疫力，预防癌症，改善动脉粥样硬化以及美容，抗紫外线辐射等多个方面。因此，番茄红素逐渐成为国际市场上保健食品研究的新热点，在使用途径上，现在主要以食用色素为主，作为食品添加剂。番茄红素是一种功能性天然色素，兼有天然色素和营养强化剂的作用，完全符合绿色添加剂的标准，在食品工业应用前景广阔。
目前，番茄红素已经被联合国粮农组织、世界卫生组织和联合国食品添加剂委员会认定为A 类营养素，并被50 多个国家和地区作为营养和着色用食品添加剂，广泛用于保健食品、医药和化妆品。
目前国际市场上的番茄红素类产品达 100 多种，有番茄红素油、番茄红素胶囊、番茄红素片和番茄红素标准物质等。将番茄红素应用于保健品，在国外已有很多，主要有几个方面，用于防止紫外线灼伤，保护皮肤的产品；用于延缓衰老的产品；用于类胡萝卜素复合产品；用于预防前列腺癌的产品；番茄红素作为药品在国外正备受关注，每年均有大量的研究，是番茄红素应用研究中最为活跃的领域，目前以番茄红素为原料已经研制出了 140 多种药物，如美国、日本已生产出以番茄红素为主要成分的具有降低血压，治疗高胆固醇，高血脂，降低癌细胞的活性等的药品[12]。
现在我国正逐步开展这方面的研究工作，但产品单一，几乎全部作为原料出口，而没有形成最终产品，这限制了番茄红素的应用。因此应加大研发力度，在原料方面，可通过选育高番茄红素的西瓜和番茄品种，提高原料的番茄红素含量；生产上，改进提取工艺，降低成本，提高质量；加大番茄红素类抗癌药物的研究。相信在不久的将来我国将实现番茄红素的产业化和规模化[13]。
参考文献：
[1]马天贵.番茄红素生理功能及其应用[J].粮食与油脂.2008，（1）：46-48
[2]刘远鹏.健康食品配料——番茄红素的性质及应用[J].中国食品添加剂. 2005，（2）：104-106.123.
[3] 许庆陵，陆海霞，吴丽容等.番茄红素提取工艺及其性质比较[J].现代食品科技.2009，25，（1）：86-90.
[4] SIES H， STAHL W. Vitamins E and C，β -carotene and other carotenoids as antioxidants[J]. Am J Clin Nutr，1995，62：1315 -1321.
[5]杜俊蓉，姚尧，余彦等.番茄红素的生物活性及其应用[J].中国药学杂志.2006，41，（6）：408-410
[6]齐继成.番茄红素开发应用[J].中国医药技术与市场.2007，7，（3）：40-43
[7]唐湘宇，孙文清，王 蕾，等.番茄红素对高脂兔血管脂质过氧化损伤的影响及机制探讨[J].中国临床药理学与治疗学.2006，11，（2）：158-161
[8]王景梓，蔺新英.番茄红素與疾病的关系[J].食品与药品.2005，7，（9）：14-16
[9]朱敏恒，吴越，杨旭辉.植物源性天然抗氧化成分研究进展[J]. 农垦医学.2004， 26，（4）：892.
[10]魏来，赵春景.番茄红素抗氧化和调节血脂作用的研究进展[J].中国药业.2003，13，（10）： 21-23.
[11] BRIVIBAK，KULLING SE， MOSENEDER J， et al. Effects of supplementing a low- carotenoid diet with tomato extract for 2 weeks on endogenous levels of DNA single strand breaks and immune functions in healthy non-smokers and smokers[J]. Carcinogenesis，2004，25，（12）：2373 -2378.
[12]张美枝.西瓜中番茄红素的研究进展及应用前景[J].内蒙古农业科技.2010，2：95-96
[13]张莉，王政军.番茄红素的保健功能综述[J].中国调味品.2009，9，（34）：98-100
【关键词】 番茄红素；性质；营养价值；开发；应用
1.概述
番茄红素（lycopene）最早由Harlsen于1873 年从Tamus-communis L. berries中提取出来的，是一种能提供鲜艳红色的天然结晶色素。Suhunck在研究了这种色素不同于从胡萝卜里提取的胡萝卜素的吸收光谱后，在1903年将其称为Lycopene—— 番茄红素[1] 。
番茄红素在植物体中的功能是接受光、保护植物不受光致氧化作用。在正常的有氧细胞代谢中，番茄红素与所产生的高活性氧反应，起到抗氧化剂的作用，以避免活性氧对组织细胞的破坏。
尽管番茄红素缺乏β-胡萝卜素那样具有维生素 A源活性的性质，但由于它具有比其它类胡萝卜素多13个不饱和双键开链式的分子结构，因此番茄红素具有强有力的消除自由基的能力，是抗氧化能力最强的类胡萝卜素。而且它具有细胞间信息感应和细胞生长调控等生化作用以及预防癌症、心血管病等疾病发生的生理功能作用。因此番茄红素在近年来受到越来越多的关注，其作为一种新型保健食品原料将具有很好的应用前景[2]。
1.1番茄红素的分子结构[2]
番茄红素的分子式为C40H56，是由11个共轭及两个非共轭碳-碳双键组成的高度不饱和直链型碳氢化合物，由于没有β-芷香酮环结构，所以番茄红素没有维生素 A源活性。天然存在于植物中的番茄红素主要以全反式形式存在，只有小部分为顺式构型，以5-顺、9-顺、13-顺和15-顺构型为主。
1.2番茄红素的理化性质
1.2.1溶解性[1]
番茄红素是一种呈红色的脂溶性色素，其较稀油状液体呈黄橙色。熔点为174℃，可燃烧；不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于油脂、乙醚、石油醚、己烷和丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。暴露在有光线、氧气、酸、碱及活性剂的环境时，易于氧化分解，且温度升高会加速其分解。
1.2.2稳定性[3]
植物体内的番茄红素比较稳定，作为一种不饱和高聚物，经提纯分离后的天然番茄红素易于发生氧化反应，稳定性较差。光、温度、pH值、金属离子等均会影响番茄红素的稳定性。①番茄红素对光十分敏感，在光照射下损失极快；而在暗处则较稳定。②番茄红素耐热稳定性较好，热损失少，在50℃以下，保存率较高。③常见金属离子对番茄红素的稳定性影响不一，K+、Na+、 Mg2 +、 Zn2+对其稳定性影响不大，Fe3 +、Cu2 +引起的番茄红素损失较大，而Fe2 +、Al3 +引起的损失较少。④高浓度的酸对番茄红素有破坏作用，碱对番茄红素的影响不大，但随浓度增大，吸光度增加。⑤添加 VC、VE等抗氧化剂可以减少番茄红素的损失。
1.2.3抗氧化性[4]
番茄红素是有效的抗氧化剂，通过物理或化学方式捕捉高效猝灭单线态氧、 抑制自由基的产生或直接清除自由基等发挥抗氧化作用。番茄红素的抗氧化能力在天然类胡萝卜素中是最强的，这与其独特的长链不饱和分子结构有关。番茄红素猝灭单线态氧的速率是β-胡萝卜素的2倍，是α-生育酚的100倍。
1.3番茄红素的分布
番茄红素存在于水果和蔬菜中，主要分布于红色果实中，如番茄、西瓜、番木瓜、红葡萄、杏等。在番茄中的含量随品种和成熟度的不同而不同，大体上含量为3.1-7.7mg/100g，成熟度愈高，番茄红素含量也越多。人类自身不能合成番茄红素，需通过膳食等补充，番茄红素吸收后可广泛分布于人体的多种器官与组织，其中血液、前列腺、肾上腺、肝脏、睾丸中含量较多[5]。
2.番茄红素的营养价值与保健功能
2.1番茄红素的抗癌功能[6]
20世纪中期，美国医学家首次报道了番茄红素的抗癌效应。后经流行病学调查和多次动物实验，证明番茄红素有预防癌症的作用。血液中番茄红素浓度与前列腺癌、消化道癌、结肠癌、膀胱癌等的发生率呈负相关，尤其在预防前列腺癌方面作用明显。
1987-1992年美国分析了 773例前列腺癌患者与类胡萝卜素及其他因素的关系，结果显示，随着番茄红素摄入量的增加，前列腺癌的危险度下降，而其他类胡萝卜素α及能量的摄入和年龄因素等与前列腺癌的危险度无关。番茄红素不仅可预防还可治疗前列腺癌，研究表明，前列腺癌患者每天服用30 mg天然番茄红素制品，连续服用3 周后肿瘤变小，病情减轻。
最近的流行病學调查表明，番茄红素对其他某些类型的癌也有很好的预防作用。Franceschi等在对消化道癌的长期研究中发现，消化道癌的发病率与番茄红素的摄取量呈负相关。 Narisawa 等发现番茄红素与黄体素可以减少老鼠结肠癌的发生。Boileau等通过大鼠模型的实验研究证实，喂食番茄红素的大鼠膀胱癌的发病率明显低于对照组。上述研究证明，番茄红素有一定的防癌抗癌效果。
2.2番茄红素与心血管疾病的关系
番茄红素为脂溶性的，大多存在于细胞膜和脂蛋白成分内，而且多集中在低密度脂蛋白（LDL ）和极低密度脂蛋白（VLDL）中，而且不存在高密度脂蛋白 （HDL ）中。番茄红素可显著抑制血清脂质和LDL氧化从而减少冠心病的发病危险。唐湘宇等[7]研究表明，番茄红素对兔主动脉脂质过氧化损伤具有较好的保护作用，且能降甘油三酯，保护血管内皮功能，可减轻高脂兔动脉粥样硬化病变形成，具有抗动脉粥样硬化作用。
吸烟是心肌梗死的重要危险因素之一，研究发现，吸烟者血浆中番茄红素浓度要明显低于不吸烟者，因番茄红素能抑制因吸烟而诱导的LDL氧化，故可具有一定的保护作用；番茄红素还可使胆固醇合成减少，细胞中 LDL的降解增加，从而减少心肌梗死的危险性[8]。 2.3番茄红素的抗氧化功能
1991年，Di Mascio P和Woodall AA 等人证明了番茄红素具有很强的淬灭自由基能力，对体内的脂质过氧化和DNA 氧化损伤有保护作用。据认为，番茄红素所具有的抗癌和防止衰老作用也与其淬灭自由基的能力有关[9]。类胡萝卜素类化合物可以通过物理和化学方式来淬灭体内常见自由基——单线态氧（1O2），番茄红素具有比其它类胡萝卜素更强的清除单线态氧的能力[10]。
1990 年，Paolo 等报道了10多种类胡萝卜素抗氧化作用能力，其中番茄红素是最强的。1998年，Agarwal等报道经常摄食番茄的人群，与对照组相比，明显降低了脂质的过氧化和低密度脂蛋白的氧化，从而减少了冠心病的发病率。
2.4番茄红素可以提高免疫力
国内外大量试验研究表明，番茄红素可以促进细胞免疫及体液免疫功能，增强机体免疫力。番茄红素增强机体免疫力与其抗氧化功能密切相关。番茄红素可以捕捉内源性的自由基直接发挥抗氧化作用，阻止内源性氧化剂造成的自发基因突变，保护T、B淋巴细胞及巨噬细胞 DNA、细胞膜免受自身氧化损伤，促进T、B淋巴细胞增殖，刺激T细胞功能，T细胞亚群 （CD4 +）增加， CD4 + / CD8 +比率提高，增强细胞免疫功能[11]。
2.5番茄红素可保护皮肤
番茄红素作为抗氧化剂，能保护皮肤免受紫外光的损伤。当皮肤受到紫外光照射时，皮肤中的番茄红素能优先与自由基结合，从而保护皮肤中的组织及细胞避免因氧化而损伤。研究表明，受阳光照射的皮肤与相邻的不受阳光照射的皮肤相比，其内部的番茄红素的含量低31%-46%，而增加皮肤内番茄红素的含量可以防止或减轻紫外线对皮肤的损伤[12]。
3.番茄红素的开发应用前景
番茄红素具有多效保健功能，延缓衰老，增强机体免疫力，预防癌症，改善动脉粥样硬化以及美容，抗紫外线辐射等多个方面。因此，番茄红素逐渐成为国际市场上保健食品研究的新热点，在使用途径上，现在主要以食用色素为主，作为食品添加剂。番茄红素是一种功能性天然色素，兼有天然色素和营养强化剂的作用，完全符合绿色添加剂的标准，在食品工业应用前景广阔。
目前，番茄红素已经被联合国粮农组织、世界卫生组织和联合国食品添加剂委员会认定为A 类营养素，并被50 多个国家和地区作为营养和着色用食品添加剂，广泛用于保健食品、医药和化妆品。
目前国际市场上的番茄红素类产品达 100 多种，有番茄红素油、番茄红素胶囊、番茄红素片和番茄红素标准物质等。将番茄红素应用于保健品，在国外已有很多，主要有几个方面，用于防止紫外线灼伤，保护皮肤的产品；用于延缓衰老的产品；用于类胡萝卜素复合产品；用于预防前列腺癌的产品；番茄红素作为药品在国外正备受关注，每年均有大量的研究，是番茄红素应用研究中最为活跃的领域，目前以番茄红素为原料已经研制出了 140 多种药物，如美国、日本已生产出以番茄红素为主要成分的具有降低血压，治疗高胆固醇，高血脂，降低癌细胞的活性等的药品[12]。
现在我国正逐步开展这方面的研究工作，但产品单一，几乎全部作为原料出口，而没有形成最终产品，这限制了番茄红素的应用。因此应加大研发力度，在原料方面，可通过选育高番茄红素的西瓜和番茄品种，提高原料的番茄红素含量；生产上，改进提取工艺，降低成本，提高质量；加大番茄红素类抗癌药物的研究。相信在不久的将来我国将实现番茄红素的产业化和规模化[13]。
参考文献：
[1]马天贵.番茄红素生理功能及其应用[J].粮食与油脂.2008，（1）：46-48
[2]刘远鹏.健康食品配料——番茄红素的性质及应用[J].中国食品添加剂. 2005，（2）：104-106.123.
[3] 许庆陵，陆海霞，吴丽容等.番茄红素提取工艺及其性质比较[J].现代食品科技.2009，25，（1）：86-90.
[4] SIES H， STAHL W. Vitamins E and C，β -carotene and other carotenoids as antioxidants[J]. Am J Clin Nutr，1995，62：1315 -1321.
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[9]朱敏恒，吴越，杨旭辉.植物源性天然抗氧化成分研究进展[J]. 农垦医学.2004， 26，（4）：892.
[10]魏来，赵春景.番茄红素抗氧化和调节血脂作用的研究进展[J].中国药业.2003，13，（10）： 21-23.
[11] BRIVIBAK，KULLING SE， MOSENEDER J， et al. Effects of supplementing a low- carotenoid diet with tomato extract for 2 weeks on endogenous levels of DNA single strand breaks and immune functions in healthy non-smokers and smokers[J]. Carcinogenesis，2004，25，（12）：2373 -2378.
[12]张美枝.西瓜中番茄红素的研究进展及应用前景[J].内蒙古农业科技.2010，2：95-96
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