番茄红素的性质及生理功能研究进展.
番茄红素生物学功能研究进展
食品研究与开发F ood Research And DevelopmentDOI ：10.12161/j.issn.1005-6521.2020.18.033番茄红素生物学功能研究进展朱原，张永英，朱海波，岳利敏，宋紫玥，吴瑞华，刘冠慧*（河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056038）摘要：番茄红素具有极强的抗氧化性，可作为食品添加剂或保健食品预防人类慢性疾病，其广泛的生物学活性对人类健康具有重要的作用。
该文对番茄红素具有的独特理化性质和抗氧化、降血脂、抗癌、提高机体免疫力的生物学功能进行综述，以期为番茄红素在保健食品的研究与开发方面提供理论依据。
关键词：番茄红素；抗氧化；降血脂；抗癌；提高机体免疫力Advances in Research on Biological Functions of LycopeneZHU Yuan ，ZHANG Yong-ying ，ZHU Hai-bo ，YUE Li-min ，SONG Zi-yue ，WU Rui-hua ，LIU Guan-hui *（College of Life Sciences and Food Engineering ，Hebei University of Engineering ，Handan 056038，Hebei ，China ）Abstract ：Lycopene has extremely strong antioxidant properties ，can be used as a food additive or health product to prevent chronic diseases in humans.Its extensive biological activity plays an important role in human health.This article reviewed the unique physicochemical properties of lycopene and the biological functions of antioxidation ，hypolipidemic ，anticancer and immunity enhancement ，in order to provide a theoretical basis forthe research and development of lycopene in health food.Key words ：lycopene ；antioxidation ；hypolipidemic ；anticancer ；immunity enhancement引文格式：朱原，张永英，朱海波，等.番茄红素生物学功能研究进展[J].食品研究与开发，2020，41（18）：202-207ZHU Yuan ，ZHANG Yongying ，ZHU Haibo ，et al.Advances in Research on Biological Functions of Lycopene [J].Food Re -search and Development ，2020，41（18）：202-207基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（31802150）；河北省自然科学基金（C2017402108）作者简介：朱原（1996—），女（满），在读硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。
番茄素
番茄红素的研究进展及应用前景摘要：番茄红素是植物中所含的一种天然色素。
广泛存在于番茄、番茄制品及西瓜、葡萄柚等水果中。
它是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一。
近年来，番茄红素是目前功能食品、医药、化妆品等行业的研究热点。
本文主要对番茄红素的结构、理化性质、生理功能、应用前景进行综述。
关键词：番茄红素；基本性质；生理作用；应用前景番茄红素(Lycopene)，是植物中所含的一种天然色素，番茄红素最早于1873年由Hartsen等从Tamus communis L分离得出结晶；1875年，Millardet将其命名为Solanorubin；1903年，Schunck 将其更名为lycopene且沿用至今{1}。
近年来多项研究发现，番茄红素具有超强抗氧化力、抗肿瘤效应、减少心脑血管疾病发生、增加免疫力等多种功效。
但哺乳动物自身不能合成番茄红素，必须靠食物获取。
因此，番茄红素越来越受到医学及营养学界的重视，其相关产品开发成为研究热点之一。
一、结构1910年，Willstaller和Escher在对番茄红素的研究中首次确定了其分子式为C40H56，分子量为536.85。
1930年，Karrer 等人提出，番茄红素是一种化学结构式中含有11个共扼双键及2个非共扼双键的非环状平面多不饱和脂肪烃，在1932年由Kuhn 和Grundmann证实{2}，其结构如图1。
二、理化性质番茄红素晶体为红色长针状，分子式为C40H56，相对分子质量为536．85，熔点174℃，可燃，是胡萝卜素的异构体。
番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、丙酮、己烷，易溶于苯、二硫化碳、氯仿等有机溶剂。
番茄红素对某些离子比较敏感，如Cu2+与Fe3+会引起番茄红素的损伤，而Na+、K+、Mg2+和Zn2+对番茄红素的稳定性影响不大。
番茄红素分子中存在多个双键，使其稳定性很差，存在顺反异构和氧化降解现象。
到目前为止，已发现72种番茄红素异构体。
番茄红素研究进展
・５ ９ ・ ８
番茄红 素研 究进展
陈思呈Ｉ， １ 吴建璋 ，李典 鹏
（ １中国科 学院广 西植物研 究所 ，广西桂林 ５ １０ ；２广西师 范大学生命科 学学院，广 西桂林 ４０６ ５ １０ ） ４０４
ｃ ｒｍａｏ ｒ ｐ ｙ ｔ ｉ ａ ｅ ｈ ｏ ｔｇ ａ ｈ ， ｉ ｈ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｉｕ ｄ ｃ ｒ ｍａ ｏ ｒ ｐ ｙ ａ ｄ ｄｆ ｒｎ ｉ ｌｓ ａ ｎ ｎ ｏｏ ｉ ｔ ． ｈ ｏ ｔｇ ａ ｈ ， ｈ ｎ ｌ ｙ ｒｃ ｒ ｍａｏ ｒ ｐ ｙ ｈ ｇ ｅ ｒ ｎ ｅ ｌ ｉ ｈ ｏ ｔ ｇ ａ ｈ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎ ｉ ｇ ｃ ｌｒ ｆ ｑ ｆ ａ ｍｅｒ ｙ Ｌ ｅ ｐ ｎ ｉ ｅ ａ ｐ ｉ ｄ ｉ ｄ ｒ ｅ ｄ ｉ ｕ ｔ ｅ ｔ ｄ ｅ ． ｙ ｏ ｅ ｅ ｗ ｌ ｂ ｐ ｌ ｎ ｗｉ ｅ ｌ ｓ ｗ ｔ ｆ ｒｈ ｒｓｕ ｉｓ ｌ ｅ ｉ ｆ ｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｌｃ ｐ ｎ ； ｐ ｙ ｉ ｏ ｈ ｍｉａ ｐ ｏ ｅ ｉｓ ｈ ｓｏ ｏ ｉａ ｆ ｎ ｔ ｎ ； ｅ ｔ ｃｉ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｄ ｔ ｒ ｎ ｔ ｎ ｙ ｒ ｓ ｙ ｏ ｅ ｅ ｈ ｓｃ ｃ ｅ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ；ｐ ｙ ｉｌ ｇｃ ｌ ｕ ｃｉ ｓ ｘ ｒ ｔ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ； ｅ ｅ ｍｉ ａｉ ｔ ｏ ａ ｏ ｏ ｍｅ ｈ ｄ ｔＯ
应用领域将会越来越广泛 。 关键词 ： 番茄红素 ； 理化性质 ；生理功能 ； 提取工艺 ； 测定方法
中 图分 类 号 ： Ｓ０ ． Ｔ ２ ２３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ２ ８ ６ （０ ０ ０ — ５ ９ ０ １０ — １ １ ２ １ ）６ ０ ８ — ５
番茄红素的生理学作用与机制的研究进展
营养良好的老年人，补充番茄红素虽然增加 PDO’+ 和 LK’% 的分 泌， 但不能促进淋巴细胞增殖和增加 DV 细 胞 的 数 量 ， 甚 至 LK’!
!"〕 的分泌水平还有所下降。 U+12H+ 〔 在小鼠的实验中发现， 番茄红
收稿日期： 344<-84-4=> 修回日期： 344<-88-89 作者简介： 董殿军（ ， 男， 内蒙古通辽人， 从事营养与疾病研究。 8?@9A ） 指导教师： 林晓明
# 番茄红素的生理功能 #$! 番茄红素的抗氧化作用
活性氧和自由基性质活泼，极易 攻击机体组织， 造成细胞内脂类、 蛋白质、 1,C 等 生 物 大 分 子 的 损伤。在正常情况下， 人体内的抗氧化防御系统能有效地清除活 性氧和自由基， 使其处于低浓度状态， 以保护人体不受损伤。低 浓度的活性氧和自由基能刺激细胞的生长、 繁殖与分化。但是， 无论是外源性还是内源性的活性氧， 如果在人体内聚集过多， 均 导致细胞发生脂质氧化、 蛋白质变性等损伤， 诱发许多疾病。单 线态氧是很强的自由基， 能与多种分子直接结合， 对人体组织细 胞造成损伤。 番茄红素是高效的抗氧化剂和自由基清除剂。番茄红素含
中国慢性病预防与控制 !""# 年 # 月第 $% 卷第 & 期
・!!$・ 认为， 番茄红素能抑制管癌细胞系 S(2+ ;<"#T 的 生 长 是 由 于 下 调
$!〕 了 (UO* 蛋白的表达 〔 。另外， 番茄红素也可能通过促进肿瘤细
有多个共轭二烯结构，是类胡萝卜素中最有效的单线态氧灭活 剂， 一个番茄红素分子可以清除数千个单线态氧。它对单线态氧 是维生素 ( 的 $"" 倍。 自由基的捕捉能力是 !’ 胡萝卜素的 ! 倍， 有研究表明， 番茄红素淬灭单线态氧的速率常数， 大小依次 是番茄红素 )"’ 胡萝卜素 )!’ 胡萝卜素 ) 叶黄素 ) 维生素 (。 同时， 番茄红素与其他的类胡萝卜素存在协同增效作用，番茄红素与
番茄红素研究进展(2)
第１２卷第２期华南热带农业大学学报２００６年６月Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．２ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＣＨＩＮＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＲＯＰＩＣＡＬＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＥＪｕｎ．２００６番茄红素（ｌｙｃｏｐｅｎｅ）是一种呈黄色到红色的类胡萝卜素（ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ），广泛存在于动、植物体中。
１８７５年Ｍｉｌｌａｒｄｅｔ［１］从番茄中最早获得番茄红素的粗提物，称之为Ｓｏｌａｎｏｒｂｉｎ，１９０３年Ｓｃｈｕｎｃｋ［２］发现从番茄中提取的这种色素与从胡萝卜中提取的胡萝卜素具有不同的吸收光谱，并将其命名为Ｌｙｃｏｐｅｎｅ。
随后，人们开始对番茄红素的基本化学结构进行研究，１９１０年Ｗｉｌｌｓｔａｔｔｅｒ和Ｅｓｃｈｅｒ首先提出番茄红素是胡萝卜素的异构体，并确定其分子式为Ｃ４０Ｈ５６［３］。
１９３０年Ｋａｒｒｅｒ等提出，番茄红素的化学结构式为１１个共轭及２个非共轭的碳－碳双键组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃，并在１９３２年由Ｋｕｈｎ和Ｇｒｕｎｄｍａｎｎ证实［４］，其结构如图１。
过去由于番茄红素不象胡萝卜素那样具有维生素Ａ原的活性，而未被重视。
近２０年来，国内外越来越多的研究和调查表明，番茄红素具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤［５～８］等优越的生理功能。
番茄红素是类胡萝卜素中最有效的单线态氧淬灭剂，它的淬灭能力是β－胡萝卜素（β－ｃａｒｏｔｅｎｅ）的２倍，是维生素Ｅ的１００倍［６，９］，因此其抗氧化性是类胡萝卜素中最强的。
另外，番茄红素的防癌抗癌的效果也明显优于α－胡萝卜素和β－胡萝卜素。
据北卡州立大学研究，番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的心脏保护剂［１０］。
目前，番茄红素的研究已成为国际上功能性食品成分分析和抗癌防癌研究中的一个热点。
１番茄红素在自然界中的分布番茄红素在自然界中分布很广泛。
在植物中，主要是那些成熟的红色水果和蔬菜，如番茄、西瓜、番石榴、番微果、木瓜、葡萄、草莓、苦瓜籽、萝卜、胡萝卜、红肉脐橙［１０］、红色葡萄柚等，且成熟度越高，番茄红素的含量也越高。
番茄红素的研究进展
番茄红素的研究进展食品工程2010级研究生余学龙21013088摘要：本文介绍了番茄红素的理化性质、生物学活性、生物合成途径、制备方法，并着重论述了相关的人体药物试验及药理作用，表明番茄红素特别是在抗癌和抑制心血管疾病方面具有重要作用，最后展望了今后的研究方向。
关键词：番茄红素理化性质生物学活性合成途径制备人体试验Lycopene: the gold in vegetationAbstract: There were considerable human drug trials conducted and proved to suggest that lycopene especially has anti-carcinogenic and antiatherogenic potential, while the physical and chemical properties, biological activities, biosynthesis pathway and preparation methods of lycopene were introduced in this paper, as well as the prospects in lycopene research.Key words: lycopene, properties, biological activities, biosynthesis pathway, preparation, human drug trials.1序言1873年Hartsen首次从浆果薯蓣（Tamuscommunis L.）中分离出一种红色晶体。
1913年Schunk发现这种物质和胡萝卜素的不同,将其首次命名为lycopene,使用至今。
其分子式为C40H56，分子量为536.85，纯品为针状深红色晶体，在分子结构上有11个共轭双键和2个非共轭双键组成的直链型碳氢化合物(见图1)。
番茄红素的药理研究和应用
番茄红素的药理研究和应用番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素的一种。
作为一种天然色素存在于自然界中，呈红色，因最早发现于番茄中而得名。
番茄红素是胡萝卜素的异构体，由于它没有β-胡萝卜素那样的β-芷香环结构，所以不具有维生素A原活性，因此以前人们认为它不具有生理活性，而未对其引起重视。
然而近年来的研究证明，番茄红素逐渐成为国际上的功能食品成分和抗癌防癌研究中心的一个热点。
番茄红素广泛分布于人体的各种器官和组织中，研究发现，在植物中存在的番茄红素几乎都是反式的，而在动物体内存在的番茄红素则是以顺式异构体的存在占的比例较大。
一、番茄红素提取工艺的研究番茄红素是脂溶性色素，可采用有机溶剂提取法、超临界CO2萃取法、HPLC法、酶法、微生物发酵法及直接粉碎法等提取工艺。
采用有机溶剂提取法，产品质量较差，纯度低，有异味和溶剂残留。
而在诸多的有机溶剂中，选用氯仿作溶剂提取番茄红素效果最好，提取过程要注意温度的影响。
欧洲一专利采用95%的乙醇作溶剂，逆流法78℃浸提5小时，获得色素液，真空浓缩去溶剂后得粉状色素产品。
采用超临界CO2提取番茄皮中的番茄红素，研究人员考察了四个因素：萃取压力(7.5～30.0Mpa)，温度(40～50℃)，CO2流速(5～50kg/h)，萃取时间(0.5～4.0h)，得到最佳工艺(得率≥90%)为温度40～50℃，压力为15～20Mpa，流速为20kg/h，萃取1～2小时。
除了由番茄皮中超临界萃取番茄红素以外，还可采用藻类和真菌及酵母发酵制备番茄红素。
目前含番茄红素较高的有红色细菌，但还未能工业化生产，利用霉菌Blakesleacrispora的发酵可生产番茄红素，但需避免环化反应，加入一些杂环氮化物如嘧啶或烟碱可以抑制番茄红素的环化。
酶反应法主要是利用番茄皮自身酶反应来提取番茄红素，在碱性条件下使番茄皮中的果胶酶和纤维素酶反应，分解果胶和纤维素使得番茄红素的蛋白质复合物从细胞中溶出，所得色素为水分散性色素；HPLC法是一种较为方便的番茄红素提取法，一般是将所有的类胡萝卜素经过高压液相色谱柱而将番茄红素分离出来。
番茄红素研究进展及应用
番茄红素是天然存在于番茄、西瓜、番木瓜、粉红色葡萄柚等果蔬中的一种类胡萝卜素，尽管缺乏胡萝卜素那样具有维生素A 源活性的物质，但番茄红素是目前已知的最有效的抗氧化活性物质，其抗氧化能力是β-胡萝卜素的2.0～3.2倍，是维生素E 的100倍，素有“藏在西红柿里的黄金”之美称[1]，已被联合国粮农组织(FAO)、食品添加剂委员会(JECFA)和世界卫生组织(WHO)认定为A 类营养素，并被50多个国家和地区作为具有营养与着色双重作用的食品添加剂。
食品加工有利于提高番茄红素的生物利用率，作为有益于健康的膳食及食品配料，番茄红素具有重要的应用价值[2]。
1 理化性质1.1 分子结构 1910年Willstaller 和Escher 在对番茄红素的研究中指出，番茄红素是胡萝卜素的异构体，并首次确定了其分子式为C 40H 56[3]，分子量536.85。
1930年Karrer 等提出，番茄红素的化学结构式为含有11个碳碳双键的多不饱和脂肪烃，理论上应有2048种立体异构体，但由于空间阻碍，番茄红素分子中只有少数基团能参与异构，存在可能性较大的番茄红素顺反异构体约72种[4]。
几乎所有来源于天然植物中的番茄红素都是反式构型，此构型最耐热。
大多数食品原料中存在的番茄红素都是反式构型，人体血清中番茄红素含量为0.2～1.0 µmol/L，主要以顺式构型存在[5]，长时间加热或紫外线照射可使其异构化，产生部分顺式构型。
番茄红素的顺式与反式异构体的物理和化学性质有很大差异，主要表现在熔点、摩尔消光系数、呈色能力、极性、溶解性、最大吸收波长和生物活性的不同。
1.2 溶解性 番茄红素是一种呈红色的脂溶性色素，不溶于水，可溶于脂肪、油脂、乙醚、石油醚和丙酮，难溶于甲醇、乙醇[6]。
1.3 稳定性 作为一种不饱和高聚物，番茄红素在植物体内比较稳定，经提纯分离后易于发生氧化反应，稳定性较差。
光、温度、氧气、极度pH 值、金属离子等均会影响番茄红素的稳定性。
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第26卷第2期成坚等:番茄红素的性质及生理功能研究进展75*番茄红素的性质及生理功能研究进展成坚曾庆孝(仲恺农业技术学院食品科学系,广州,510225) (华南理工大学食品与生物工程学院,广州,510641)摘要大量的流行病学证据表明,番茄红素在预防人类某些癌症和慢性病的发生方面起着重要的作用,是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。
本文介绍了目前国际上对番茄红素的结构、性质和生理功能等方面的研究进展情况。
关键词番茄红素性质生理功能番茄红素是类胡萝卜素的一种,过去人们一直认为,只有那些能转化为维生素A的类胡萝卜素,如胡萝卜素、胡萝卜素等才与人类的营养和健康有关。
由于番茄红素没有维生素A的生理活性,所以其作用一直未引起人们的重视。
但最近几年的研究发现,番茄红素具有比其它类胡萝卜素更为优越的性能,如其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强,清除单线态氧的能力是目前常用的抗氧化剂维生素E的100倍、胡萝卜素的2倍多[1]。
流行病学方面的资料也显示,人体内番茄红素含量过低与某些慢性病和癌症如前列腺癌、子宫癌、动脉硬化等的发生有关,还与人的寿命有关[2]。
番茄红素是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点,我国在这方面的研究还处于起步阶段,积累的资料也很少。
本文介绍了目前国际上对番茄红素的结构、性质和生理功能等方面的研究进展情况。
多不饱和脂肪烃。
1941年Zechmeister等提出,作为主链含11个碳碳双键的多不饱和脂肪烃,理论上应有211或2048种立体(顺反)异构体,但由于空间障碍,番茄红素分子中只有少数基团能参与异构,存在可能性较大的番茄红素异构体约有72种[2]。
图1所示为番茄红素的主要异构体的结构。
天然植物1 番茄红素的性质1.1 番茄红素的分子结构1910年Willstaller和Escher在对番茄红素的研究中指出,番茄红素是胡萝卜素的异构体,并首次确定了其分子式为C40H56[2]。
1930年Karrer等提出,番茄红素的化学结构式为含有11个碳碳双键的非环状平面共轭*第一作者:学士,讲师。
收稿时间:1999-08-11,改回时间:1999-09-20图1 番茄红素的一些主要立体异构体[2] 76食品与发酵工业 FoodandFermentationIndustries Vol 26 No 2中的番茄红素绝大部分为热力学较稳定的反构番茄红素,而人体中顺构番茄红素的比例却高得多[2]。
1.2 番茄红素的性质1.2.1 物理性质作为脂肪烃,番茄红素不溶于水,难溶于甲醇等极性有机溶剂,可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮,易溶于氯仿、二硫化碳、苯、油脂等[3],色泽为红色。
在472nm处有一强吸收峰[4],如图2所示。
当分子从反构变为顺构时,颜色变浅,熔点降低,消光系数减小,吸收峰发生偏移[2]。
的过程。
但另外一些学者却有不同的看法,认为胡萝卜素、胡萝卜素、番茄红素等类胡萝卜素有较强的热稳定性。
Nguyen和Schwartz认为,人体中较高的顺构番茄红素含量与是否食用热处理过的食物无关;Nguyen和Schwartz等人也认为,加工过程中的热处理对番茄制品中的番茄红素含量没有很大的影响[10]。
由于番茄红素从反式结构转变为顺式结构时光密度会降低,异构对番茄红素的总量并没有影响,而目前的一般测定方法还很难区分化学分解和立体异构所引起的差异,加上番茄红素含量的变化受很多因素影[2]响,所以,上述研究结果上的差异尚难进行统一。
Simpson等发现,存在于番茄和番茄制品中的番茄红素比较稳定,而离体番茄红素的稳定性较差,可能是由于分离出来的番茄红素失去了细胞成分如水的保护作用的缘故;抽真空和充氮包装可以降低氧化的程度;在分离提取过程中添加抗氧化剂如BHT也可以减少氧化和异构化[2]。
[9,10]2 番茄红素在自然界中的分布图2 番茄红素的吸收光谱图[5]1.2.2 化学性质作为平面共轭多不饱和烯烃,番茄红素易被氧化分解和从反构向顺构的转变。
在提取分离、加工处理和保藏过程中,光、热、酸、碱及表面活性剂等可促进这些变化。
Sharma和Maguer认为,番茄红素的分解反应是假一级反应[6][5],说明番茄红素的分解受多种因素的影响。
Schierle和Stahl等的研究报告指出,热处理可使番茄汁中的顺构番茄红素显著增加[7]。
Stahl和Sies等还发现[8],加热处理可以提高番茄汁中番茄红素被人体的吸收率。
由于存在于人体中的顺构番茄红素的比例要比番茄及其制品中的高得多,因此,有学者认为,食品加工过程中的热处理可提2.1 在植物中的分布番茄红素广泛分布于各种植物中,成熟的红色植物果实中含量较高。
其中番茄、胡萝卜、西瓜、红色葡萄柚等的果实和红色棕榈油中存在较多的番茄红素,含量最高的是番茄的果实,可达3~14mg/100g,且成熟度愈高,番茄红素的含量愈多。
在植物中,番茄红素主要存在于植物细胞的有色体中。
在番茄果实中,番茄红素主要分布在番茄果皮的外表层中。
在天然植物中存在的绝大部分是反构式(如图1中构型A)番茄红素[2]。
如番茄及其制品中95%的番茄红素为全反式构型。
2.2 在人体中的分布番茄红素也广泛存在于人体的各种器官和组织中。
主要分布在人的血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道等器官中,其中血液、肾上腺、睾丸、肝脏等含有[2]第26卷第2期成坚等:番茄红素的性质及生理功能研究进展77nmol/g含量 1.300.315.720.2821.36官和组织中番茄红素的含量。
番茄红素在人体中以顺构形式存在的比例较高,如图1中B、C、E、G构型的番茄红素差不多占人血浆中番茄红素的一半。
图3为番茄、番茄汁、人血浆和前列腺样品中各种构型的番茄红素的色谱图。
表1 人体的一些组织中番茄红素的含量[2]组织肾上腺乳房肾肺皮肤含量 21.600.780.620.570.42组织脂肪结肠肝脏卵巢睾丸图3 不同样品中番茄红素的典型色谱图[2]3 番茄红素的生理功能3.1 番茄红素的生理功能研究进展1974年Bjelke等开始注意到,吃番茄可以减少宫颈癌、结肠癌、食道癌、直肠癌和胃癌等的发生;1985年Colditz等人认为,吃番茄与美国的老年癌症患者的各种癌症死亡率降低有关;1989年Mascio等[1]发现,包括胡萝卜素在内的所有类胡萝卜素中,番茄红素猝灭单线态氧的效率最高。
表2所示为番茄红素和其它一些抗氧化剂猝灭单线态氧的速率常数。
Wang和Countryman等通过研究发现,在体外,番茄红素与胡萝卜素能在细(HL-60)的增殖[3];Mories等也发现,胰腺癌、膀胱癌患者中相应器官中的番茄红素含量较低[3];1991年Campbell等又发现,肝癌患者的肝脏中番茄红素含量也较低;1994年Franceschi等对3000多名消化道癌症患者进行了为期7a的研究后发现,消化道癌症的发生也与番茄红素的摄入有关[11];Levin等经过研究以后也发现,由胰岛素生长因子引起的癌细胞增殖可被番茄红素抑制[3];1995年Giovannucci等对47894名男性进行了题为各种类胡萝卜素、视黄醇和果蔬的摄取与前列腺癌发生的关系研究后指出,食用含番茄红素高的食品如新鲜番茄、番茄酱等与[12][3]78食品与发酵工业 FoodandFermentationIndustries Vol 26 No 2Ribayo Mercado等发现,人的皮肤受到紫外线照射时,番茄红素首先受到破坏,比胡萝卜素还快[13]。
这些报道发表以后,人们对番茄红素的生理活性有了新的认识,番茄红素的生理功能也逐渐引起了包括医学、营养学等方面的科学工作者极大关注和兴趣。
表2 一些抗氧化剂猝灭单线态氧的速率常数[3]抗氧化剂番茄红素胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素玉米黄质叶黄素虾青素红木素番红花苷维生素E猝灭单线态氧的速率常数109/mol s 3119142510824141.10.3断出患子宫肌瘤(CIN)和宫颈癌的妇女,血浆中番茄红素及胡萝卜素、视黄醇、生育酚等的含量明显偏低,认为CIN和宫颈癌的形成可能与血浆中抗氧化剂的减少有关。
表3所示为不同性别和年龄的人血浆中几种类胡萝卜素的含量[2];Ha等观察到,慢性肾衰竭患者血浆中的番茄红素含量与对照组相比要低[18];Brady等对400人进行调查后指出,尽管人体血浆中的番茄红素含量与性别、体质、是否吸烟、饮酒等生理因素和生活方式没有必然的联系,但血浆中番茄红素的减少似乎与衰老和非HDL胆固醇减少有关[19];Snowdon等也发现,血液中番茄红素含量高可以预防老年功能性障碍的发生,提高老年人的生活自理能力[20];1997年Kohlmeier 等对1379名欧洲男性的研究中首次发现,心脏病发生率较低与体内脂肪中番茄红素含量较高有关;Pool Zobel等发现,在给一组不吸烟男性的饮食中增加番茄汁(含番茄红素40mg)时,可以显著减少他们体内淋巴球DNA的断裂;1998年Rao和Agarwal报道,吸烟者吸3支烟就可使血液中番茄红素含量减少30%,认为吸入的烟可以使番茄红素发生强烈的氧化[23]。
mol/L年长女子0.20 0.040.78 0.100.04 0.010.28 0.020.06 0.000.09 0.010.01 0.00[22][21][17]1995年Nagasawa等对未育雌鼠自发乳房肿瘤的形成研究中发现,用富含番茄红素的饲料喂养的雌鼠与对照组相比,乳房肿瘤的发生大大减少[14],Mi tamura等认为,番茄红素可以通过减少 TGF在遗传过程中的表达来阻止雌鼠乳房肿瘤的形成;1996年Narisawa等报道,少量的番茄红素和黄体素可以预防老鼠结肠癌的发生[16][15];Palan等对纽约市的妇女进行调查和研究后发现,被诊表3 人血浆中几种类胡萝卜素的含量[2]种类胡萝卜素反构胡萝卜素13 顺胡萝卜素反构番茄红素9 顺番茄红素13 顺番茄红素15 顺番茄红素青年男子0.09 0.010.44 0.070.03 0.010.38 0.050.07 0.010.12 0.020.01 0.001青年女子0.18 0.040.80 0.170.05 0.010.37 0.060.07 0.010.10 0.020.01 0.001年长男子0.27 0.071.51 0.410.09 0.020.41 0.060.08 0.010.14 0.020.01 0.0033.2 番茄红素的作用机理近几年的研究表明,番茄红素和胡萝卜素一样,是防病治病的重要功能因子。
目前普遍认为,番茄红素的作用机理主要有以下几方面:(1)作为强抗氧化剂,猝灭单线态氧和清除自由基,防止脂蛋白和DNA受到氧化破坏,从而预防癌症的发生;抑制LDL胆固醇氧化产物的形成,预防冠心病的发生。