番茄紅素生產工藝研究進展

陳 瑤（常州市生物技術發展中心，江蘇常州 213131）

番茄紅素生產工藝研究進展

陳 瑤
（常州市生物技術發展中心，江蘇常州 213131）

隨著科學技術的進步，人們對于番茄紅素的研究更加深入，通過改進生產工藝提高產量，成為相關企業的重要研究課題。首先概述了番茄紅素的特點，然后介紹了保健功能，最后闡述了目前常見的生產工藝，以供參考。

番茄紅素；保健功能；生產工藝

1 番茄紅素概述

番茄紅素最早出現在1875年，分子式為C40H56，屬于脂溶性的類胡蘿卜素，由于人體內不能合成，因此只能通過飲食的方式獲取。番茄紅素主要存在于番茄（以及番茄制品）中，其次是西瓜、石榴、木瓜、葡萄柚中，除此之外其他的水果或蔬菜中含量很低。以番茄為例，一般每100g番茄中，含有的番茄紅素為3～14mg，而且越成熟其含量越高，最高達到400mg以上[1]。

番茄紅素作為天然色素的一種類型，顏色為黃色—紅色之間。目前在歐洲、英國，番茄紅素屬于可以食用的色素；在日本，已經研制出番茄紅素商品，是一種紅褐色液體，其中番茄紅素含量占比5%左右。在我國，針對番茄紅素的研究較少，以下針對它的功能和生產工藝進行詳細介紹。

2 番茄紅素的保健功能

國內外針對番茄紅素的研究均表明，具有多種保健功能，常見如下：1）能夠清除自由基、猝滅單線態氧，從而起到抗氧化的效果。在一定范圍內，質量濃度越高，清除效果越好，即使在水溶液環境中，依然具備活性氧的抑制和清除作用。2）延緩衰老。作為脂溶性物質，可以用于美容產品中，發揮出抗衰老的效果，原理就得益于對自由基的清除。3）保護心血管。番茄紅素可以減少血清中TC、LDL的水平，從而改善脂質代謝，降低動脈粥樣硬化的發生率。4）防癌抗癌。針對肺癌、乳腺癌、子宮癌等細胞，番茄紅素均有明顯的抑制作用，并能夠降低癌癥復發概率。

3 番茄紅素的生產工藝

3.1 微生物發酵法

微生物發酵法的應用需要依靠基因工程，優勢在于工藝簡單、生產成本低，而且不受地理位置、季節時間的影響；缺陷則是中間產物影響番茄紅素的分離純度，而且目前難以實現工業化生產。常用微生物如下：

（1）紅酵母，研究實驗表明[2]，紅酵母用于番茄紅素的發酵，主要利用葡萄糖、硫酸鎂、酵母提取物，將發酵時間控制在108h，其中發酵60h加入阻斷劑，發酵48h加入過氧化氫，最終得到的番茄紅素產量達到6.8mg/L。

（2）三孢布拉氏霉菌，目前生產能力最高，能夠實現工業化生產，主要是向發酵液中加入維A醋酸鹽、三孢布拉氏霉菌、NRRL2895和2896，發酵后得到的番茄紅素產量約為775mg/L。但在發酵期間會存在菌種衰退、番茄紅素產量減少的問題，針對于此，選用培養菌落孢子懸液進行接種，不僅培養工序減少，而且菌種的能力提升。

（3）產蛋白假絲酵母是轉入番茄紅素合成的控制基因，產蛋白假絲酵母的基因重組后，能夠生產出番茄紅素。目前1g產蛋白假絲酵母中，可以獲得0.758mg番茄紅素。

3.2 化學合成法

化學合成法的優勢是生產速度快、成本低，是目前生產番茄紅素的主要途徑。缺陷則是生產期間會使用多種化學試劑，而且會出現雜質和異構體，容易造成環境污染，因此在保健品中禁止使用。常見生產工藝如下：

（1）Ramberg成烯法。使用原料包括二溴烯丙基硫醚、C-15二砜，經反應后脫砜、成烯，最后得到的番茄紅素合成收率為65%。生產期間二溴烯丙基硫醚原料難以獲得，而且反應過程緩慢。針對于此，原料選用檸檬醛、2-腈基-3-甲基-2-丁烯酸甲酯，反應后得到的番茄紅素收率達到75%。

（2）Wittig反應法。選用原料為三苯基膦、乙炔基假紫羅蘭醇、2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛，反應后得到的番茄紅素收率為68%[3]。目前已經有公司通過該方法，實現了工業化生產，優勢體現在：原料普通低廉，反應過程安全環保，反應快、收率高，番茄紅素容易分離等。另外，在該方法的基礎上，又出現了改良版，即Wittig Horner反應法，相比之下副反應明顯減少。

3.3 提取萃取法

考慮到番茄紅素在自然界中的存在較廣，因此可以直接進行提取萃取，優勢在于產品質量高，缺陷則是成本高、收率低，而且會受到季節時間因素的影響，難以實現規模化生產。常見工藝如下：

（1）有機溶劑提取。以番茄為原料，經搗碎、烘干、浸提、過濾、精制，最終獲得番茄紅素，雖然操作簡單，但是整個流程長、收率低，而且有機溶劑的應用會污染環境。

（2）超臨界CO2提取。和有機溶劑提取工藝相類似，但增加了動/靜態萃取、分離塔分離等流程，能夠有效提高收率。研究顯示[4]，將萃取壓力控制在26MPa，時間控制在3h，溫度控制在40℃，CO2流量控制在30kg/h，此時屬于最佳條件，得到的番茄紅素產量為26mg/100g左右。

（3）超聲波輔助提取法，顧名思義，在生產中加入了超聲波提取工藝，優勢在于縮短了提取時間，避免番茄紅素流失，從而節約成本、提高收率，適合規模化生產。研究顯示[5]，該工藝的最佳條件，是將超聲波功率控制在120W，提取溫度和時間分別為40℃、20min，料液比為1∶3，最終得到的番茄紅素產量為7.8mg/100g左右。

4 結束語

綜上所述，番茄紅素屬于類胡蘿卜素，是可以食用的色素之一。通過分析可知，它的保健功能，體現在抗氧化、延緩衰老、保護心血管、防癌抗癌等。在生產工藝上，目前主要包括3種方法，分別是微生物發酵法、化學合成法、提取萃取法，文中介紹了一些常見的生產工藝，希望為研究生產工作提供一些參考。

[1] 賈亞偉，丁玉，孟仕平等.番茄紅素的生理功能和生產工藝研究進展[J].安徽農業科學，2010，（28）.

[2] 韓文杰，張俊強，袁新英等.從番茄皮渣中提取番茄紅素工業生產工藝的優化[J].中國食品添加劑，2014，（2）.

[3] 吳軍林，吳清平，張菊梅等.番茄紅素的微生物合成及發酵生產研究進展[J].食品科學，2013，（19）.

[4] 張玉丹，楊陽，劉沐霖等.番茄紅素生產工藝研究進展[J].中國食物與營養，2016，（4）.

[5] 沈光浩，王云鵬，周亞杰等.番茄紅素的生產工藝與檢測方法[J].東方食療與保健，2015，（3）.

國務院將組織開展對煤炭鋼鐵等落后產能專項督查和清理整頓

中共中央政治局常委會12月22日聽取國務院關于江蘇華達鋼鐵有限公司和河北安豐鋼鐵有限公司違法違規行為調查處理工作的匯報，強調指出，以鋼鐵煤炭行業為重點推進去產能是深化供給側結構性改革，落實“三去一降一補”任務的重要內容，針對調查發現的江蘇華達鋼鐵有限公司生產銷售“地條鋼”、河北安豐鋼鐵有限公司未批先建邊批邊建鋼鐵項目，予以嚴肅查處，對相關責任人嚴厲追責問責，并公開通報調查處理結果。

11月23日，針對發現的華達公司生產銷售“地條鋼”、安豐公司未批先建邊批邊建鋼鐵項目等頂風違法違規、嚴重干擾正常生產經營秩序問題，國務院常務會議決定派出調查組分赴江蘇、河北，通過實地查看、座談交流、走訪暗訪、調閱資料等形式深入了解情況、發現問題。調查發現，華達公司生產銷售“地條鋼”事件，屬于典型的頂風違法違規行為，且目前江蘇省“地條鋼”企業數量眾多、分布范圍廣、存在時間長，性質惡劣，影響極壞。安豐公司新建設的鋼冶煉項目，屬于頂風違法違規、未批先建，性質惡劣，影響極壞，干擾了鋼鐵行業化解產能過剩工作。這兩起事件也暴露出在去產能工作中，一些地方政府存在嚴重失察、貫徹執行國家政策不力、未按規定上報、行政效率低下等問題，必須舉一反三、引以為戒。

為嚴肅黨紀國法，確保中央政令暢通、令行禁止，黨中央、國務院決定對兩起事件進行嚴肅處理和嚴厲問責。一是責成江蘇、河北兩省政府向國務院作出深刻檢查。二是給予江蘇省副省長馬秋林行政記過、河北省副省長張杰輝行政警告處分。江蘇、河北兩省分別對111名責任人和27名責任人進行問責。三是責令江蘇省對全省生產銷售“地條鋼”、新增鋼鐵產能等違法違規行為進行徹底整治；責令河北省限期拆除安豐公司原有全部老舊1 000m3以下高爐、100t以下轉爐。四是在全國范圍內公開通報華達公司、安豐公司違法違規行為查處情況。五是國務院將組織開展對煤炭、鋼鐵、水泥、玻璃等行業落后產能的專項督查和清理整頓。要通過對兩起事件的查處，發揮負面典型警示教育作用，確保去產能和淘汰落后產能工作順利推進。

（摘自：中國化工信息網）

Research Progress of Lycopene Production

Chen Yao

With the advancement of science and technology，the research on lycopene is more and more，and it is an important research topic for the related enterprises to improve the yield by improving the production technology.This article first outlined the characteristics of lycopene，and then introduced the health function，and finally elaborated on the current common production process，for reference.

lycopene；health function；production technology

TS202.3

A

：1003-6490（2016）12-0058-02

2016-12-02

陳瑤（1979—），女，江蘇常州人，工程師，主要研究方向化學工藝、醫藥。