(湖北荆州长江大学生命科学学院 食品科学与工程，湖北 荆州 434023)
摘 要：番茄红素(lycopene)是类胡萝卜素的一种，它是由11个共扼及2个非共扼碳—碳双键组成的直链碳氢化合物，具有很强的抗氧化性，是一种很好的食品添加剂。本文介绍了几种常见的番茄红素提取方法，及其稳定性研究的方法。
关键词：番茄红素；性质；提取；方法
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2007)08—0090—02
1 研究目的和意义
番茄红素(lycopene)是一种重要的类胡萝卜素， 分子式C40H56，具有多种生理功能，是一种很有应用前景的功能性天然色素。它具有很强的抗氧化、防癌、抗癌、清除香烟和汽车废气中的有毒物质及活化免疫细胞等功用，是一种很好的食品添加剂。
番茄红素含量较高的是番茄的果实，可达3～14mg/100g，我国新疆番茄中红素高达40mg/100g以上。番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、乙烷、丙硐，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。
同时番茄红素具有重要的生物学活性：番茄红素对热具有很好的稳定性。盐酸对番茄红素具有较强的破坏作用，而碱的影响则不大，番茄红素对碱比较稳定。番茄红素对氧化剂、还原剂较稳定，对光十分不稳定，日光直射一天即可损失完毕，对紫外光也较敏感，在暗处保存效果较好。因此，保持其稳定性，减少其在加工和储存中的损失十分必要。
目前，保健食品越来越受到人们重视，保健食品市场的崛起使得传统的医药行业面临挑战，生病服药的概念正遭受到以预防疾病为主概念的冲击。特别是当今人们更加注重天然植物的活性成分对疾病的预防作用，更注重饮食对健康的重要性。番茄红素作为一种非常有前途的抗氧化剂正在不断受到人们的普遍关注，如果科学研究继续进一步支持番茄红素在抗癌、防癌方面的作用，番茄红素将会成为21世纪营养保健品市场令人瞩目的一员。
2 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
2.1 国内外现状和发展趋势
番茄红素(lycopene)是开链式的不饱和类胡萝卜素，在类胡萝卜素中的抗氧化性最强，并且具有消除自由基、促进细胞间的连接与传导、防癌抗癌等多种生理功能，其特有的功能与性质颇令人瞩目，以致引发了世界性的对番茄红素生产技术及应用开发的研究热潮。
欧共体很早以前就允许使用番茄红素，但由于其在各种植物体内含量均较低因而一直未能商业化生产。90年代后番茄红素已成为国内外营养学、医学、食品学研究的焦点。
在2002年美国食品工艺学IFT年会上，番茄红素成为学术交流中世界食品界关注的热点之一。医学研究发现番茄红素具有优越的生理功能后世界范围内掀起了研究开发番茄红素的热潮，以色列率先开发研制番茄红素制品他们利用基因工程得到的高番茄红素含量的番茄，并用来提取番茄红素。此后日本、俄罗斯、 匈牙利等国家也纷纷开始了研究工作，并先后申请了专利技术。日本、匈牙利申请了从番茄中提取水溶性番茄红素的专利。俄罗斯研究了以微生物螺旋藻等为原料生产番茄红素的专利技术。美国已出售1%浓度的番茄红素油树脂虽然有关番茄红素生产的专利很多，但目前只有从鲜番茄中提取番茄红素的工艺在以色列实现了
商业化规模的生产。
为满足正常生理需要，一个成年人一天需要摄入1～2kg番茄和胡萝卜，这会带来一系列的副作用，如摄入的碳水化合物过量，可口性差等并会造成膳食不平衡。故研究来源于天然植物的天然存在的番茄红素并适量添加到食品中去，或者作为药品来使用仍显得十分必要。由于天然植物资源中番茄红素含量甚低，即使成熟番茄中也含量不多，并且生产工艺较复杂，产品得率偏低，因而价格昂贵， 故其目前主要用于制药行业或者生产保健食品。截止到现在，已有美国公司及几家日本公司生产出了以番茄红素为主要活性成分的药品。其主要作用包括降血压治疗高胆固醇、高血脂、降低癌细胞活性等，具有较显著的疗效。
我国对番茄红素的研究开发起步较晚，和国外差距还很大，仅有几家研究机构正在研发，但对番茄红素及其制品的研究已经取得了初步成果，现已陆续出现了关于番茄红素的生理功能、提取、分离、稳定性等方面的报道和介绍。
2.2 研究主攻方向
2.2.1 天然番茄红素的提取。目前，世界上番茄红素的开发生产主要是从植物番茄中提取，主要有直接粉碎法，萃取法，酶反应法，超临界萃取法，还有化学合成、生物工程等方法。
番茄红素的提取主要是从植物番茄中提取，随着人们对环保食品的逐渐认同，天然色素逐步取代合成色素已是大势所趋，所以化学合成法生产番茄红素远景并不光明;直接粉碎法只是将番茄皮粉碎，作为着色粉直接添加于食品中，只能算是番茄的粗加工:酶反应法是利用特定的酶反应得到水分散性色素，微生物发酵法利用霉菌发酵生产番茄红素，但两者共同的缺点在于既没有特别有效的酶或霉菌，而影响因素多，操作步骤复杂，形不成大的规模;超临界流体萃取是一种处于工业开发阶段的新型食品、化工分离过程，要求工艺条件高，投资大，由于尚处于工业开发阶段，作为实验室小试尚可，但若中试、放大进行工业大规模生产，
条件尚不成熟;萃取法作为色素提取的基本方法，操作简单，投资小。
因此，采用此法用于番茄红素的提取，符合我国国情，而且提取阶段的初级产品——番茄红素油树脂即可作为产品销售，如果能在番茄红素油树脂纯化方面做更深入的研究，不失为番茄红素提取开发的首选方法。
2.2.2 番茄红素稳定性研究。目前国内外已有很多学者对番茄红素的稳定性进行了研究。由于研究方法和检测方法的差异，在有些方面存在较大争议，结论尚不能统一。
3 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
3.1 主要研究的内容
本课题分为两部分：①优选提取番茄红素的溶剂，并采用萃取方法提取番茄红素；②分析温度、光、氧化剂、还原剂、酸、碱、金属离子对番茄红素稳定性的影响。
3.2 研究的关键问题
提取时间、提取温度、pH值、提取次数、搅拌、溶剂量、金属离子、氧化剂、还原剂、光在番茄红素提取过程中有很重要的影响。因此第二部分的分析结论，将影响第一部分的顺利进行。
3.3 解决的思路
先做预备试验，再进行正交试验。选用提取时间、提取温度、pH值、溶剂量作为正交因素，用丙酮作为试验溶剂，确定提取的最佳工艺条件。
3.4 操作方法
3.4.1 搅拌对番茄红素提取的影响。准确称取1g已烘干的番茄粉末，溶于20ml丙酮中，在不同转速下恒温提取后，过滤，各取滤液1ml定容到一定体积，用752分光光度计测其吸光度值。
3.4.2 提取时间对番茄红素提取的影响。准确称取lg已烘干的番茄粉末，溶于20m1丙酮中，在不同时间下恒温提取后，过滤，各取滤液1ml定容到一定体积，用752分光光度计测其吸光度值。
3.4.3 提取温度对番茄红素提取的影响。准确称取1g已烘干的番茄粉末，溶于20m1丙酮中，在不同温度下恒温2h后，过滤，各取滤液1ml定容到一定体积，用752分光光度计测其吸光度值。
3.4.4 pH值对番茄红素提取的影响。准确称取1g已烘干的番茄粉末，溶于20m1丙酮中，分别在不同pH值下恒温2h后，过滤，各取滤液lml定容到一定体积，用752分光光度计测其吸光度值。
3.4.5 提取次数对番茄红素提取的影响。用提取剂提取目标产物时，提取次数越多，目标产物总提取量也越多，这是提取所希望的，但同时提取剂消耗量也越多，不利于后面蒸发溶剂进行浓缩的操作。因此有必要进行试验，确定合适的提取次数，以求用最少的溶剂量提取出最多的目标产物。
首先用20m1丙酮在室温下(27℃)对1g番茄粉末提取1h，过滤，取液、定容后测其吸光度。再用20m1丙酮对过滤后的滤渣提取1h，经上述同样的操作后测吸光度。接着再用20m1丙酮对滤
渣做第三次提取，1h后过滤，取液，定容，测吸光度。
3.4.6 溶剂量对番茄红素提取的影响。有机溶剂提取目标产物时，溶剂量越大，总提取量也越大，但达到平衡的时间就要增加，在同样的提取时间内提取量会有所不同。采用多大的溶剂量有利于提取，须由试验确定。
准确称取1g已烘干的番茄粉末，分别溶于5、10、15、20m1丙酮中，在室温下恒温2h后，过滤，各取滤液1ml定容到相对应体积，用752分光光度计测其吸光度值。
［参考文献］
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