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番茄红素的生理功能及提取工艺研究

时间:2016-04-20 18:02来源:网络转载 作者:网络搜集 点击:
摘 要:番茄红素是一种重要的天然类胡萝卜素,具有多种独特的生理功能,越来越受到人们的关注,具有非常广阔的生产和应用发展前景。该文探讨了番茄红素的抗氧化、抗癌、预防心血管疾

  摘 要:番茄红素是一种重要的天然类胡萝卜素,具有多种独特的生理功能,越来越受到人们的关注,具有非常广阔的生产和应用发展前景。该文探讨了番茄红素的抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、提高免疫力等方面的保健功能,并研究了目前番茄红素主要应用的几种提取工艺,溶剂直接浸提法、酶反应法、微波萃取法、二氧化碳超临界萃取法以及超声波提取法,并对几种提取方法进行了比较。 
  关键词:番茄红素 生理功能 提取工艺 
  中图分类号:TS202.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(c)-0095-02 
  番茄红素是植物中所含的一种功能性天然色素,由11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键组成的直链型碳氢化合物[1],是目前自然界中被发现的功效最强的抗氧化剂。番茄红素能够有效地预防乳腺癌、消化道癌等癌症,能保护心脏,抗衰老,增强人体免疫力等,是目前世界上公认的集合了营养与着色双重作用于一身的食品添加剂,广泛应用于医药行业、保健食品和化妆品工业。 
  1 番茄红素的生理功能 
  番茄红素主要存在于番茄、芒果、西瓜、葡萄、柑橘等水果中,是脂溶性色素,分子式为C40H56,分子量是536,熔点为174 ℃,是一种暗红色针状晶体。植物中所含的番茄红素结构是以反式构型存在为主,顺式构型只有一小部分,但是在生产加工的过程中,反式构型会转化为顺式构型,顺式构型的番茄红素比反式构型的更容易被人体吸收。而动物体内的番茄红素则是以顺式构型为主。番茄红素广泛存在于人体各种器官和组织中,主要分布在人的血液、肾上腺、肝脏、乳腺、子宫、消化道等器官中,并且具有多种生理功能。 
  1.1 抗氧化功能 
  人体内的氧在吸收电子后,会产生各种自由基,这些性质非常活泼的氧自由基,非常容易与体内的某些生物大分子发生反应,从而引起身体内部的基因突变、某些蛋白质的功能发生改变以及一些生物膜的结构发生改变等多种由于氧化发生的损伤。番茄红素是天然类胡萝卜素中最有效的活性氧自由基清除剂,其清除自由基的功效是β-胡萝卜素的2~3倍,维生素E的100倍。由于番茄红素强效的抗氧化作用,保护人体细胞不受到自由基的损伤,从而增强了人体的抗疾病能力和延缓了机体的衰老。所以番茄红素在防治与氧化相关的各种类型的疾病以及人体的疲劳等方面都有很重要的价值。 
  1.2 抗癌功能 
  癌症是人类健康的一大杀手,番茄红素具有抗癌的作用。番茄红素分子具有独特的长链分子结构和11个碳碳双键,能够感应细胞间的信息和调控细胞的生长等生化,能够促进维持细胞间隙正常结合作用的蛋白质的合成。当细胞发生癌变的时候,细胞之间的间隙结合变得很弱,而番茄红素却可以极大地增强细胞之间的间隙结合,所以可以非常有效地抑制细胞发生癌变。通过研究就发现摄食大量的番茄以及番茄制品的人患各类癌症的几率比起其他人要低50%左右。可见番茄红素可以非常有效地降低患各类癌症的危险性。 
  1.3 预防心血管疾病 
  心血管疾病在很多国家都是一类发病率和致死率较高的疾病。研究发现,心血管疾病患者体内的番茄红素的含量比起健康人都要低。由于番茄红素可以有效地抑制巨噬细胞的胆固醇合成,大力增强了低密度脂蛋白胆固醇受体的活性,降低人体血浆中低密度脂蛋白胆固醇的浓度,从而降低了人体祸患动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病的发病率。各项研究表明,在日常饮食中增加富含番茄红素的食品含量,对于减小冠心病等心血管疾病的发病率和死亡率起着非常重要的作用。所以,番茄红素对于降低心血管病的危险性有着非常积极的意义。 
  1.4 提高人体免疫力 
  人体疾病的发生与本身的免疫力下降有关,而淋巴细胞是人体最主要的免疫细胞。番茄红素可以促进淋巴细胞刺激因子的分泌,从而提高淋巴细胞的活性,并且能够保护人体内的吞噬细胞不受自身的氧化所损伤,促进淋巴细胞的增殖,因而番茄红素具有调节免疫功能,对于增强人体的免疫力具有非常重要的作用。 
  番茄红素还具有其他的一些生理功能,例如它可以降低由于紫外光的照射而引起的皮肤损伤。当紫外线照射的时候,皮肤中的番茄红素首先被破坏,从而减轻了皮肤的损伤。番茄红素还具有延缓人体的衰老,防治白内障等一系列的生理功能,越来越引起人们的重视。 
  2 番茄红素的提取工艺 
  目前,番茄红素的生产工艺主要是从植物番茄中提取,主要有溶剂直接浸提法,酶反应法,微波萃取法,二氧化碳超临界萃取以及超声波提取等方法。 
  2.1 溶剂直接浸提法 
  番茄红素不溶于水,但可以溶于乙醚、石油醚、己烷丙酮,易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。利用番茄红素的这种化学特性通常采用极性比较小的有机溶剂来提取番茄红素。溶剂直接浸提法不需要复杂的设备,对于工业化生产番茄红素粗产品例如番茄红素油树脂就是一种非常好的方法。并且它单次处理的量比较大,又简便快捷。一般为了提高提取量和产品的纯度,通常在浸提前需要对番茄皮进行预处理或者对油树脂进行纯化。 
  2.2 酶反应法 
  酶反应法主要是利用番茄皮自身发生酶反应来提取番茄红素。在碱性条件下,将番茄打浆粉碎或者是利用番茄加工副产物使番茄皮中的果胶酶和纤维素酶发生反应,分解果胶和纤维素,使番茄红素的蛋白质复合物从细胞中溶出。也可以采用外加果胶酶和纤维素酶的方法来缩短提取时间[2]。与有机溶剂提取法相比,酶反应法大大缩短了提取时间,并且番茄红素的提取率也大大提高了。 
  2.3 微波萃取法 
  微波萃取是利用超高频的电磁波具有强大的电磁穿透作用,可以实现在颗粒的内外同时进行均匀、迅速地加热。采用微波法萃取番茄红素有利于有机溶剂渗透穿过番茄的细胞壁和细胞膜,较好地将提取物从细胞中溶出,从而能获得较高的番茄红素提取率[3]。这种方法不仅能够降低生产时间,节约能源和操作费用,获取比较高的提取率,并且非常契合环境保护的要求。 
  2.4 二氧化碳超临界萃取法 
  二氧化碳超临界萃取法是食品工业一种新兴的分离技术,利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用超临界流体溶解能力受到其压力和温度的影响而进行的,和传统的化学溶剂萃取法相比有着无法比拟的优越性。这种技术使用超临界二氧化碳作为萃取剂,从物料中萃取精制番茄红素[4]。这种方法的优点是不需要使用化学溶剂,没有丝毫的污染,萃取条件非常温和,十分适合提取番茄红素等热敏性的物料,对番茄红素具有较好的提取效果。 
  2.5 超声波提取法 
  超声波提取法是利用超声波的空化和振动作用,使得番茄细胞壁完全破裂开来,而且整个破裂过程是在非常短的时间内完成,这样不仅仅加速了番茄中番茄红素的溶出,而且有利于活性成分的保留。超声波提取法所用的生产设备非常简单,操作很方便。所以采用超声波提取法提取番茄红素不仅可以提高提取效率,缩短提取时间,而且简便易行,是一种非常有效的番茄红素提取方法。 
  另外,番茄红素的生产还可以采用微生物发酵法,化学合成法,高效液相色谱法等。番茄红素的生产以及应用已经越来越成为学术界的一大热点。 
  参考文献 
  [1] 常海军,王强,周文斌.番茄红素的提取及抗氧化性研究[J].食品科技,2011,36(1):244-247. 
  [2] 袁春龙,张金.纤维素酶和果胶酶对番茄红素提取的影响[J].食品科学,2010(13):100-104. 
  [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] 涂宝军,李勇,陈尚龙,等.超临界CO2萃取番茄红素工艺及其抗氧化性能研究[J].食品工业,2014,36(6):138-143.

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