番茄紅素生物活性及提取研究進展

阮麗 曾慶肖 周潤芝 張文

摘 要：番茄紅素又稱茄紅素，是一種類胡蘿卜素，具有抗氧化、抗癌防癌、提高機體免疫力、保護肝臟和心腦血管等多種重要功效，多用于保健食品、醫用藥品及化妝品等領域。本文主要介紹了番茄紅素的結構、物化性質、生物活性及提取技術，并對其應用作出了展望。

關鍵詞：番茄紅素;生物活性;提取

番茄紅素（Lycopene）是膳食中一種天然的脂溶性的類胡蘿卜素（Carotenoid），在成熟的番茄、胡蘿卜、西瓜、番木瓜、石榴、玫瑰果和葡萄柚等的果實中含量較多，此外，海洋嗜鹽古菌也可產生番茄紅素，但人體自身不能合成[1]，需要通過食物攝取。番茄紅素具有極強的自由基清除能力，被譽為“植物黃金”[2]，因而廣泛應用于保健食品及醫用藥品中。

1 番茄紅素的結構和物化性質

番茄紅素（C40H56）是一種脂溶性具有不飽和結構的碳氫化合物，由11個共軛雙鍵及2個非共軛雙鍵組成，熔點為172～175 ℃。番茄紅素粉末狀呈深紅色，在甲醇、乙醇中幾乎不溶，但溶于乙醚等有機溶劑，對光照、氧氣、高溫、酸、催化劑及金屬離子敏感，在加熱和光照影響下易被氧化降解和發生異構化反應[1]。

2 番茄紅素的生物活性

2.1 抗氧化

氧化應激可導致多種疾病，番茄紅素的抗氧化作用能夠緩解氧化應激造成的損傷，改善機體健康狀況。番茄紅素具有極強的抗氧化性和自由基清除能力，因具有多不飽和雙鍵結構，其抗氧化能力即淬滅單線態氧（1O2）的能力約是β-胡蘿卜素的2倍、維生素E的100倍[3]。李倩等[4]的研究表明，一定量的番茄紅素可以提高機體的抗氧化能力。

2.2 抗癌防癌

細胞間隙連接的通信受到抑制或破壞可能導致癌變，番茄紅素能夠保護這種通信功能而抑制癌變[5]。番茄紅素對前列腺癌[6]、乳腺癌、皮膚癌等13種癌癥都有一定的預防和減緩作用，其攝入量與癌癥的發病率具有負相關性。

2.3 提高機體免疫力

番茄紅素可以活化機體免疫細胞，保護吞噬細胞免受自身的氧化損傷，并促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖，刺激效應T細胞的功能，促進某些白介素的產生[7]及抑制炎癥介質的生成。在陳垚等[8]的研究中，番茄紅素可以明顯增強機體的體液免疫和非特異性免疫。

2.4 保護肝臟

肝組織細胞內脂肪過度堆積會引起脂肪肝，而脂質發生過氧化連鎖反應會造成脂質過氧化損傷，導致細胞抗氧化能力下降。番茄紅素可以清除在氧化降解脂類過程中產生的自由基，緩解脂質過氧化損傷程度，保護肝臟[9]。

2.5 保護心腦血管

番茄紅素可以降低心血管疾病的發生概率。人體血清中番茄紅素的濃度與腦梗、腦出血等患者的發病率呈負相關，番茄紅素能減少膽固醇的合成，使細胞中低密度脂蛋白的降解增加，修復被氧化的細胞組織，增強血管的柔韌度，從而降低心肌梗死和腦梗死的危險性。

2.6 抗紫外線輻射

紫外線照射會使機體生成自由基，番茄紅素具有清除自由基的能力。孫敬文等[10]的研究表明，番茄紅素對紫外線誘導的細胞活性的下降具有明顯的抑制功能，并發揮較強的抗氧化作用。番茄紅素對老年斑也具有明顯的褪色作用，并減少紅斑生成，有很好的美白功能。

3 番茄紅素的提取

3.1 有機溶劑提取

番茄紅素是脂溶性的天然色素，利用其與親脂性有機溶劑相似相溶的性質，可以將其提取出來。此法主要集中于溶劑的選擇、萃取溫度、萃取時間等方面的優化[11]。由于提取物中存在化學殘留物，僅采用有機溶劑提取，提取效率低，得到的產品純度不高、有異味，且大部分溶劑對人體有害。

3.2 超臨界流體萃取

超臨界流體具有良好的流動、傳遞和溶解性能，被廣泛應用于食品、醫藥、化工等領域。陳俊杰等[12]通過響應面法優化超臨界CO2萃取番茄紅素的工藝條件，取得較好的萃取效果。以超臨界CO2作萃取劑，可避免番茄紅素在高溫下質變，且萃取劑無毒、易分離。但該法對設備要求高，操作難度較大。

3.3 超聲波輔助提取

結合溶劑萃取法，通過超聲波產生的空化效應、強烈震動及機械攪拌，可加快番茄紅素在有機溶劑中的萃取。方瑞娜等[13]利用超聲波輔助提取南瓜中的番茄紅素，確定了番茄紅素提取的最佳工藝條件。該法操作簡單、提取效率高，但易受超聲波的影響，限制其大規模應用。

3.4 微波輔助提取

微波是一種頻率在300 MHz～300 GHz的高頻電磁波，通過結合溶劑萃取、超聲波輔助等方法，可以快速提取天然植物、動物組織中的目標成分。閆唯等[14]使用微波輔助溶劑萃取的方法，成功地提取了西瓜番茄紅素并優化其提取工藝條件。微波輔助提取具有快速高效、節省溶劑等優點，但對萃取劑有一定選擇性。

3.5 酶輔助提取

利用酶促反應聯合超臨界流體萃取、超聲波輔助提取等方法，具有提取率高、節約材料等優點。破壁酶的酶解作用使纖維素、果膠分解，釋放出番茄紅素。劉義慶等[15]采用酶法結合超聲波輔助提取的方法，優化了西瓜番茄紅素的提取工藝并得到驗證。酶的作用條件溫和，但價格昂貴且不易回收。

4 結語

番茄紅素具有很好的抗氧化、抗癌防癌、提高機體免疫力、保護肝臟和心腦血管等多種重要功效，因此被廣泛應用于保健、醫藥、食品和化妝品等行業，具有很高的實用價值。隨著相關研究的不斷深入，番茄紅素在許多領域都得到了創新應用。但在未來的研究中，番茄紅素將更多地應用于保健品的研發、生產。

參考文獻

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