茄紅素

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茄紅素是植物果實和蔬菜中天然存在的一種類胡蘿蔔素類胡蘿蔔素物質都是重要的氧化劑,但蕃茄紅素在許多方面不同於β-胡蘿蔔素和葉黃素。茄紅素( 分子式 C40H56 ) 是一種明亮紅色的類胡蘿蔔素顏料, 在番茄和其它紅色果子如西瓜西柚中也有。番茄紅素人體最常見和是最有力的類胡蘿蔔素抗氧劑之一。它的英文名Lycopene是從番茄的種類分類, (茄屬)Solanum lycopersicum中而來得。

色素

  茄紅素的顏色是由於碳的共軛雙鍵(即單鍵及雙鍵交互出現的結構)。其中的雙鍵降低了電子躍升到 高能階所需的能量,使分子吸收更長波長的可見光。茄紅素吸收大多數的可見光,因此是紅色。   番茄紅素不溶於水,可做為食物色素。多孔材料(包括多數塑膠)很容易被番茄紅素染色。   若紡織品剛剛沾到番茄汁液,可以輕易的清除。但若塑膠被茄紅素染色,茄紅素會擴散到塑膠內,無論用熱水、肥皂、清潔劑都無法清除(不過用漂白水可以破壞茄紅素的結構)。

穩定

  植物體內的茄紅素比較穩定,作為一種不飽和高聚物,經提純分離后的天然茄紅素易於發生氧化反應,穩定性較差。光、溫度、氧氣、極度、pH值、金屬離子等均會影響茄紅素的穩定性。茄紅素對光十分敏感,日光、紫外光照XX下損失極快。茄紅素耐熱穩定性較好,熱損失少。常見金屬離子對茄紅素的穩定性影響不一,K 、Na 、Mg2+、Zn 對其穩定性影響不大,Fe 、Cu 引起的茄紅素損失較大,而Fe 、Al 引起的損失較少。添加V V 等抗氧化劑可以減少茄紅素的損失。

特性

物理特性

  茄紅素的分子式為c40 ,分子量為536.85 Da,熔點為172 175℃。茄紅素晶體為紅色長針狀,可溶於丙酮甲醇、正己烷氯仿、苯、石油醚等有機溶劑,不溶於水,對光、熱、氧敏感,cu2 、Fd 可催化其氧化。

化學特性

  茄紅素屬於烴類類胡蘿b素,含有11個共軛雙鍵及2個非共軛雙鍵,伸展的共軛雙鍵使其具有顏色和抗壞血酸活性,以及猝滅單線態氧( o2)和清除過氧化氫等作用,茄紅素沒有VA活性。

生化特性

  茄紅素的順反異構體番茄紅素有一系列的順反異構體,反式結構是最穩定的結構形式。在鮮食番茄中90%1,2 I-_的茄紅素為反式結構。不同番茄製品中順反異構體所占的比例不同,在光、熱、加工和貯藏等條件下茄紅素的順反異構體可以相互轉化。   茄紅素的抗氧化活性抗氧化活性通常用猝滅單線態氧能力和捕捉過氧化輻XX能力來衡量。類胡蘿b素的猝滅單線態氧能力主要和不飽和雙鍵數有關,同時受末端基團的影響。茄紅素是類胡蘿b素中猝滅單線態氧效率最高的種類之一,其清除過氧化輻XX的能力也比葉黃素、新黃素和p一胡蘿b素等類胡蘿b素高。茄紅素可以通過猝滅單線態氧預防脂類過氧化,保護生物膜免受自由基(氧自由基在組織內產生,能和體內DNA、蛋白質碳水化合物和脂類等重要的大分子反應,損壞它們的功能,引起衰老和一系列的疾病,如癌症心血管疾病等)的損傷L4J。 I。正常飲食情況下,茄紅素在人血漿中的濃度為0。2~1。0 mol/L,平均為0。5 I.tmol/L ,在人體組織中以XX、腎上腺肝臟含量較高,肺、腎則很少,人的晶狀體不含茄紅素和B一胡蘿蔔素。

營養

  從紫外光產生的單線態氧是皮膚老化的主要起因。茄紅素是單線態氧最強有力的熄滅器。   有證據證明常吃含茄紅素產品可減少心血管疾病、癌症(特別是攝護腺癌)、糖尿病骨質疏鬆症和男性不育 的風險。   茄紅素也許可減少食道癌直腸癌、和囗腔癌症等的風險。

來源

  茄紅素含量高的水果和蔬菜有蕃茄、西瓜、葡萄柚、芭

番茄

樂、木瓜紅椒。不同品種的蕃茄和蕃茄的成熟度也會影響蕃茄中番茄紅素的含量。據統計蕃茄和各類蕃茄製品佔了85%的日常生活番茄紅素攝取量。   不同於其他的營養素,例如維生素C,會在烹煮的過程中流失。蕃茄的食品加工,反而會提高番茄紅素的生物利用度。蕃茄醬中的番茄紅素的生物利用度比生鮮蕃茄高了四倍。這是因為番茄紅素不溶於水,但是溶於油,而且緊密地結合在植物纖維里,所以烹煮、打碎蕃茄和加入油脂,可以大大提高消化系統吸收番茄紅素的能力。因此加工過的蕃茄製品像是蕃茄汁、湯、醬反而有比較高的生物利用度。

作用

抗氧化

  茄紅素是有效的抗氧化劑,通過物理或化學方式捕捉高效猝滅單線態氧、抑制自由基的產生或直接清除自由基等發揮抗氧化作用。茄紅素的抗氧化能力在天然類胡蘿蔔素中是最強的,這與其獨特的長鏈不飽和分子結構有關。茄紅素猝滅單線態氧的速率是B一胡蘿蔔素的2倍,是 α-生育酚的100倍。茄紅素是目前自然界中被發現最強的一種抗氧化劑,其碎滅單線態氧和中和自由基能力也是最強的。茄紅素能接受不同電子的激發,生成基態氧或三重態氧番茄紅素。一個三重態氧茄紅素,可消除數千個單線態氧自由基。因此,茄紅素通過抗氧化能力能有效保護生物膜免受氧自由基的損傷作用,延緩細胞和人體的衰老。 在抗氧化方面,國外測定,如每天食用5-10mg蕃茄紅素,則明顯提高血清中蕃茄紅素的量,也明顯   降低脂肪和蛋白質的氧化作用。脂肪和蛋白質的氧化產物對人體是有害的。

防癌抗癌

  早在二十世紀50年代,美國醫學專家首次報道了茄紅素具有抗癌效應。後來,經流行病學調查和多次動物實驗證明,茄紅素具有預防和抑制惡性腫瘤和癌症的作用。血液中茄紅素濃度與攝護腺癌、食道癌、胰腺癌胃腸癌乳腺癌皮膚癌等的發生率呈負相關。尤其在預防攝護腺癌方面作用明顯。攝護腺癌是危害男性健康的主要疾病之一。美國癌症協會估計在美國每年有大約4萬人死於攝護腺癌。研究證明,增加茄紅素的攝入量可以降低得攝護腺癌的風險,而a一胡蘿b素、B一胡蘿b素、葉黃素和隱黃素等其它類胡蘿b素和攝護腺癌的發生無顯著相關。Edward等通過6 a(年)的研究發現每周消費番茄或番茄製品兩次以上,得攝護腺癌的風險會下降2l% 30%。茄紅素不僅可以預防還可以用於治療攝護腺癌,研究發現攝護腺癌患者每天服用30 nag天然茄紅素製品(L .0-ma.),連續服用3周后腫瘤變小,病情減輕。   . 在抗癌和防癌上,1996-98年用茄紅素對200位健康的人,38位患者和941位住院癌症病人進行實   驗,發現茄紅素明顯對口腔癌喉癌和食道癌有抑製作用;也有研究表明對攝護腺癌、結腸癌增殖有抑製作用;也可預防肺癌的形成。

降低膽固醇

  可降低血漿中膽固醇含量,每天食用60mg蕃茄紅素3個月后可使膽固醇濃度下降14%。   在用小鼠過量服用后(每天3000mg/kg),4-13周后未見異常,表明蕃茄紅素沒有任何副作用。   目前看來,茄紅素是抗癌(抑制)和防癌的一種好的膳食補充劑。蕃茄紅素是油溶的,也可水溶。在國際上,茄紅素是人們關注的一種良好補充劑,國際需求量日益增加。在國內也在逐漸引起人們的關注。

提高男子XX的質量

  最近印度新德里的醫生又發現,蕃茄紅素能夠提高男子XX的質量。 該項實驗中,二十三歲到四十五歲的不育男性被要求每天口服茄紅素兩次,每次兩毫克。三個月后,再次檢查他們XX的濃度、活動力和形狀。 四分之三男性的XX活動能力和形態獲致改善,而有二十名男性的XX濃度獲得提高。在實驗結束時,有六人的太太懷孕,因此此項實驗結果具有實質上的統計意義。   在健康男子的XX中,茄紅素含量很高,但在不育男子XX中較低。而口服茄紅素,在治療原因不明的男性不育症方面,具有正面的效益,但有關具體的治療方案,仍需經過大規模的隨機臨床實驗方能確定。

美容

  富含Vc、Va、Vb、Ve等多種維他命原素。具有抗氧化的能力,增強免疫力和抗老化,消除造成人體疾病和老化的元兇自由基。靚典高效茄紅素有機溫泉美白系列就是運用茄紅素豐富的維他命原素來消除造成人體疾病和老化的元兇自由基。

膽固醇代謝調節

  實驗發現,在培養巨噬細胞的介質中加入茄紅素后,其膽固醇合成降低,同時茄紅素還XX巨噬細胞密度脂蛋白(LDL)受體活性,抑制低密度脂蛋白膽固醇(LDL)的合成。茄紅素還有升高高密度脂蛋白膽固醇,使凝血系統活性降低,纖溶系統活性增加,提高血清和肝組織超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 活性的作用。

啟動修復胰島細胞

  茄紅素卓越的修復功能可啟動、修復受損衰老的胰島細胞,促使胰島素正常分泌;快速分解超出生理標準血糖成分,促進高濃度血糖生物氧化,形成水和二氧化碳,排出體外;消除「三多一少」症,安全降糖。

保護心血管

  心血管疾病的發病率和死亡率在許多發達國家都佔據首位,在大多數發展中國家這種疾病的發生率也迅速上升並成為主要疾病之一。現在減緩動脈硬化保護心血管的措施主要有減少吸煙和合理飲食(指多食用富含類胡蘿b素和抗氧化維生素類的營養品)。研究證明,增加食用富含類胡蘿b素和抗氧化性維生素的食品可以預防   動脈硬化。番茄紅素是抗氧化活性最高的類胡蘿b素,它通過抑制膽固醇的合成和增加巨噬細胞低密度脂蛋白(1J)L)受體保護心血管。

保護皮膚

  紫外線輻XX可以導致皮膚燒傷、老化和引發皮膚癌,其原因是紫外線與單線態氧和自由基的產生有關。類胡蘿b素在植物體內的作用之一就是猝滅紫外線產生的氧化產物,現在認為其作用機理和類胡蘿b素在人類皮膚中的作用相似。最近的研究發現,受陽光照XX的皮膚比相鄰不受陽光照XX的皮膚內番茄紅素含量下降3l% 46% ,而增加皮膚內番茄紅素的含量可以防止或減輕紫外線對皮膚的損傷,從而起到保護皮膚的作用。

提取分離方法

  茄紅素的提取分離方法主要有有機溶劑提取法、酶反應法、微生物發酵法、人工合成法、超臨界CO 萃取法、微波法等。其中最傳統的方法是溶劑提取法(即浸提法),但傳統的浸提方法存在著浸提時間長、勞動強度大、原料與處理能耗大、熱敏性組份易破壞等缺點。化學合成的茄紅素中含多種異構體和雜質,因而禁止在保健品使用,市場份額銳減;而天然提取法受限於原料,成本難於進一步降低且生產明顯受季節影響。因而,開發微生物發酵生產法近年來呈現明顯的優勢。茄紅素在自然界中分佈十分廣泛。現階段,人們逐漸意識到合成色素對人體的危害,因此從天然植物中提取茄紅素成為較普遍的方法。

有機溶劑萃取

  原理:茄紅素是一種具有1 1個碳碳不飽和雙鍵的脂肪烴,它不溶於水,難溶於甲醇、乙醇,可溶於乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶於氯仿、二硫化碳、苯等有機溶劑。根據這一性質,可利用親脂性有機溶劑從番茄中提取茄紅素 。   工藝流程:番茄_+搗碎成泥_+烘乾 粉碎一有機溶劑浸提一提取液一 過濾一濾液一濃縮 粗品   提取pH、提取溫度、提取時間是影響提取效果的最主要因素。有機溶劑提取法設備少,工藝簡單,操作方便,但由於番茄中還含有其它成分,而且有機溶劑會有痕量殘留。只單單採用溶劑萃取,得到的產品一般純度不高,茄紅素含量約在5%一15% 左右,而且通常不會產生茄紅素晶體,而是一種呈油狀的物質,即茄紅素油樹脂

超臨界co2萃取

  原理:物質在較高的壓力下,液相和氣相差別縮小,達到某一溫度與壓力時,差別消失合併成一相,此狀態成為臨界點,此時的溫度和壓力分別稱為臨界溫度和臨界壓力,當溫度和壓力超過臨界點時,其流體的性質介於液體和氣體之間,稱為超臨界流體。超臨界流體具有氣液兩重性的特點,既有與氣體相當的高滲透能和低的粘度,又有與液體相近的密度和對物質優良的溶解能力。它可從原料中提取出有用成分,從而實現所需要的分離目的,特別適於茄紅素等熱敏性成分。   工藝流程:新鮮大紅番茄原料 打漿 壓榨過濾一真空乾燥一粉碎一過篩一稱重一裝萃取槽、密封 控制適宜的工作參數一+靜態、動態萃取一降壓分離一由分離柱獲得番茄紅素一產品質量檢測   參數選擇:   提攜劑的使用:提攜劑為無水乙醇乙酸乙酯、乙酸甲酯、大豆色拉油等,用量30mL/100g乾料,提攜劑最好為大豆色拉油。   萃取壓力選擇:在相同溫度和其他條件下,增加壓力可以增加CO:密度,對番茄紅素的溶解能力增強,減少了物質問的傳質距離,增加了傳質速率和濃度差,有利於物質的萃取,但隨著萃取壓力的增加,提取率並不呈線性增長關係。同時根據設備壓力使用範圍和操作費用,萃取壓力選擇30MPa較為適宜。萃取溫度選擇:萃取溫度對萃取效果有雙重影響,溫度升高有利於溶質揮發性的增加和提高物料的擴散係數,有利於番茄紅素的萃取,但另一方面,達到一定的溫度后,繼續升高溫度又降低了COz的密度和濃度,從而導致CO 溶解能力的降低,對萃取不利。   萃取時間選擇:具體時間根據萃取設備的型號選擇確定。

酶反應法

  原理:酶反應法主要是利用番茄皮自身所含有的酶發生反應來提取番茄紅素。方法是在鹼性條件下,使番茄皮中的果膠酶和纖維素酶反應,分解果膠和纖維素,使得番茄紅素的蛋白質複合物從細胞中溶出。   工藝流程 :清洗新鮮番茄(粗稱)一100℃ 熱燙去皮(5~7s完成)一打漿一加熱鈍化酶活(85℃ .20n1in) 冷卻到55℃ ,調pH 值4.5左右(用磷酸氫氧化鈉)一加果膠酶纖維素酶混合酶(加量0.5g/100g番茄兩種酶比列為1:2)處理2h一粗濾去核.+加入含2%二氯甲烷的石油醚萃取,物料比1:3左右一分離塔分離 成品

兩步皂化法

  原理:先用KOH溶液對預處理的番茄進行第一次鹼洗皂化,除去番茄中大部分脂肪酸甘油酯及各種遊離脂肪酸,然後用有機溶劑提取得到番茄紅素粗提物,再對粗提物進行二次皂化,使番茄細胞碎片中的蛋白質、脂肪酸、脂肪酸甘油酯分開,形成水溶性皂化物,釋放出其中包含的水不溶性番茄紅素,最後用重結晶法得到純度較高的番茄紅素晶體。   工藝流程:新鮮番茄一清洗 冷凍脫水一有機溶劑進行預處理 水浴中加鹼皂化_+水洗至中性混合溶劑提取一獲得富含茄紅素的萃取液_+減壓蒸餾濃縮一番茄紅素油樹脂 番茄紅素油樹脂與丙三醇混合均勻 加入KoH 的乙醇溶液, 充分反應后加蒸餾水混勻一靜置分層,將油相水洗至中性一再用乙醇洗2~3次 處理后的油樹脂在50℃ 丙酮中溶解,除去不溶物,常溫放置8h,得到番茄紅素晶體。

微波法

  原理:萃取時,微波穿透萃取介質並滲透深入到物質細胞內部,使物料內部的極性分子隨外電磁場的變化而發生激烈的碰撞和摩擦,使物料內部的溫度迅速升高,從而引起細胞XX,使細胞內的有效性成分自由流出而被溶劑溶解。   工藝流程:新鮮番茄洗凈 打漿一加入有機溶劑微波加熱提取 過濾一真空蒸發有機溶劑 成品

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