发酵法生产番茄红素
发酵法生产番茄红素
摘要番茄红素是由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能。番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法和微生物发酵法。由于番茄红素含量低，提取法无法满足市场需求；化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合成成本高等缺点；发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法，文中对发酵法生产番茄红素的关键技术环节(如菌种选育、发酵工艺优化和分离纯化)的研究进展进行了阐述。
关键词番茄红素，发酵工程，菌种选育，发酵工艺优化，分离纯化
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素,呈红色, 因最早发现于番茄中得名。番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素(Carotenoid) 的一种。主要存在于植物细胞的有色体中,其中番茄中含量最高,达3-14mg/100g，是由l1个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，分子式C40H56，分子量536.85。番茄红素结晶为暗赤色针状或柱状晶，熔点175℃，易溶于氯仿、苯，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，难溶于甲醇、乙醇，不溶于水。性质十分活泼，易受氧、紫外线、温度的影响而迅速氧化。在酸性环境和有CO2存在的条件下以及温度低于50℃的酸性条件下,色素性能稳定。
在自然界中番茄红素主要存在于番茄、西瓜等蔬菜水果中。1903年Schundc发现番茄中提取的番茄红素的吸收光谱不同与胡萝卜素，将其命名为Lyco-pene。番茄红素是类胡萝卜素生物合成途径中的一个中间代谢产物。美国学者最近发现秋橄榄浆果所含的番茄红素相当于番茄的1.8倍。番茄红素与其他类胡萝卜素一样,动物自身不能合成。由于番茄红素没有类似胡萝卜素那样的芷香环而没有VA活性,在过去一直不被重视。然而,近年研究发现其具有优越的生理功能:在类胡萝卜素中,其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作用是β-胡萝卜素的2倍,维生素E的100倍。同时还具有防病抗癌,增强机体免疫力和抗衰老等生理功能,在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途,具有较高的开发和应用价值。
目前世界上番茄红素的开发生产主要有天然提取、化学合成、微生物发酵等方法。以色列、日本、瑞典、瑞士、美国、法国和澳大利亚等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面处于领先地位,但目前只在以色列实现了从鲜番茄中提取的商业化生产。由于番茄中的番茄红素含量很低,而且天然提取法产率低且价格昂贵,无法满足需求，而化学合成法成本虽有所下降但存在一定不安全性。随着生物技术的快速发展,利用微生物发酵生产番茄红素成为目前的研究热点之一。
1 番茄红素的生产方法
番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法及发酵法。
1．1 提取法
在自然界中番茄红素主要存在于番茄、番石榴及西瓜等蔬菜水果中。尤其在番茄中，番茄红素主要存在于番茄的表皮中，含量为(8．8—42．0)×10 mg／g(鲜重)。以提取法从番茄中提取番茄红素产率低，且生产受季节影响明显，加之价格昂贵，无法满足市场需求。
1．2 化学合成法
化学合成番茄红素主要是Wittig反应法，以假紫罗兰酮为原料合成三苯基氯化磷，三苯
基氯化磷与辛三烯二醛、甲醇在2-丙醇中反应。化学合成法由于双键立体选择性难以控制致使产物不可控，且使用的化学试剂在产品中会有不同程度的残留。番茄红素作为一种药或功能食品，对纯度有较高的要求，而且大量化学试剂的使用会造成环境污染，从而限制了产品质量及使用范围。
异戊烯焦磷酸(IPP)作为番茄红素合成途径中第1个较为直接的前体物质, 是由葡萄糖转化而来。番茄红素的类异戊二烯代谢途径合成过程详见图1。番茄红素经环化酶作用可形成多种类胡萝卜素。对革兰氏阴性菌欧文氏菌代谢途径的研究发现从法呢基焦磷酸(FPP)合成番茄红素是由3 个crt基因(crtE,crtB,crtI)控制
1．3 发酵法
发酵法利用特定微生物的代谢将淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉等廉价原料转化为番茄红素，
不受原材料、地理环境和气候等因素影响，工艺简单、生产周期短、生产效率高、生产成本低，且产物质量可控，并减少了对环境的污染。最重要的是发酵法生产的番茄红素属于天然型产品，其活性与天然植物提取的活性成分一致，且与合成法生产的相比易于人体吸收。下面着重对发酵法生产番茄红素的关键技术环节，如菌种选育、发酵工艺优化以及下游分离纯化技术进行综述，并对发酵法生产的趋势进行了展望。
2 发酵法生产番茄红素
2．1 菌种选育
用于发酵法生产番茄红素的微生物主要为三孢布拉氏霉菌(Blakeslea trisp0m)，经基因改造的酵母菌(Saccharomyces)，红色细菌(Rhodobacillus palus—tris)以及革兰氏阴性非光合菌。
菌种选育通常采用诱变育种的方法，Mehta等采用亚硝基胍对野生三孢布拉氏霉菌(B．z，OTa)：菌株(+)F986和菌株(一)F921进行突变改良，获得两性突变体菌株，番茄红素的含量为15 mg／g，较出发菌株提高了1.2倍。此外还可通过基因工程技术，构建高产工程菌株生产番茄红素。Alper等采用基于化学计量学模型的系统方法结合基于转座子的组合法的靶基因敲除技术构建了一个番茄红素过量表达大肠杆菌工程菌株，在摇瓶中经过48h培养番茄红素含量达18mg／g，较出发重组菌株E．coliK12增加了8.5倍。Yoon等利用质粒pBAD24建立携带欧文氏菌(crtE，crtB，crtI)和雨生红球藻(ipiHP1)控制番茄红素合成基因的载体pT—LYCm4和pSSN12Didi，将其转入大肠杆菌(Escherichia coli)后，使番茄红素的含量达22mg／g，产量达102mg／L，较出发菌株(crtE，crtB，crtI，ipi l，pT—LYCm4)(17mg／g)含量提高0．3倍。为目前文献报道基因工程菌最高的番茄红素含量。
但是诱变菌种的生产性状不稳定，导致番茄红素的产量低，而基因工程技术虽可以从实验室规模走向小规模产业化，但由于工程细胞所携带的质粒对于过程控制条件要求苛刻，那么在中试规模甚至大规模产业化过程中，其所携带的质粒容易脱落，从而导致产量大幅降低，是严重制约番茄红素工程生产菌种走向产业化的瓶颈。在产业化过程中，研究者更多的倾向于选择天然生产菌种，如具有较高生产能力的三孢布拉氏霉菌(B．trispora)，这样就可以避免发酵工程上游技术中容易遇到的问题。
2．2 发酵工艺优化
2．2．1 培养方法
培养基是微生物生长的基础，在三孢布拉氏霉菌(B．trispora)(+)NRRL 2895和(一)NRRL 2896的培养过程中加入醋酸维生素A 1000mg／L，在摇瓶中培养使番茄红素的产量达(775±5)mg／L。北京化工大学在摇瓶中对三孢布拉氏霉菌(B．trispora)(+)ATCC 1427l和(一)ATCC 14272的培养方法进行改进及优化，提出将混合好的正、负菌株的孢子悬液直接接种到发酵培养基的一级培养工艺，发酵120 h后番茄红素的产量达314mg／L，使番茄红素的产量比传统工艺提高了34％。而尽可能地利用成分简单且价格低廉的培养基向来是发酵工程的宗旨，尤其是利用生物质原材料，这就涉及到原材料的选择及处理问题。此外，由于三孢布拉氏霉菌(B．trispora)在发酵过程中进行接合生殖，在发酵培养过程中正负菌株的接种种龄及混合配比也显得尤为重要。这也是提高三孢布拉氏霉菌生产番茄红素能力的重要途径。
2．2．2 生物合成代谢调控
由番茄红素的合成途径(图I)可知，法尼酯焦磷酸是类胡萝卜素的前体物质。同时，它也是萜类的前体物质，为增强番茄红素的这一代谢流，就必需减弱或切断流向萜类的代谢流。在三孢布拉氏霉菌(B．trispora)(+)ATCC 14271，(一)ATCC 14272发酵过程中报道添加麦角甾醇抑制剂可以抑制麦角甾醇的合成从而使代谢流流向合成番茄红素的代谢流。结果显示，
在摇瓶中培养到第48h时添加酮康唑30mg／L，番茄红素含量达5.73 mg／g，比出发菌株提高了277％，产量达358.1 mg／L。番茄红素经番茄红素环化酶作用合成β-胡萝卜素(图1)，要使更多的代谢流流向番茄红素，则需抑制番茄红素环化酶的活性，阻断或削弱流向β-胡罗卜素的代谢流，达到积累番茄红素的目的。Hsu等考察了2(4一氯苯基硫代)三乙胺氢氯化物(CP．TA)和二苯胺(DPA)作为环化酶抑制剂对于三孢布拉氏霉菌(B．trispora)(+)NRRL 2456和(一)NR-RL 2457合成类胡萝卜素的影响，在摇瓶中培养结果显示，添加CPTA(35 mg／L)、DPA(0．1 mmol／L)后番茄红素的含量达1．89 mg／g。此外，三孢布拉氏霉菌混合发酵过程中产生三孢酸，三孢酸能刺激类胡萝卜素的大量合成。北京化工大学的研究人员在摇瓶中研究发现三孢酸结构类似物α-紫罗酮、β一紫罗酮和脱落酸作为前体对三孢布拉氏霉菌(B．trispora)为(+)ATCC 14271，(一)ATCC 14272的生长及番茄红素合成有显著影响，结果显示发酵2d后添加脱落酸9．36×10﹣3mmol／L，番茄红素含量l0．24mg∕g，产量达549mg ／L。
生物合成代谢调控成为发酵法生产番茄红素的研究热点，而目前主要集中在研究流向β-胡罗卜素的代谢流，通过阻断或削弱流向β-胡罗卜素的代谢流来积累番茄红素；对于如何更好的协同切断代谢支流，增强目的代谢流，以及如何从三孢布拉氏霉菌发酵进行独特的接合生殖方式出发，有效补充前体物质从而大量合成番茄红素将是潜在研究方向。
2．3 番茄红素的分离纯化
发酵法生产番茄红素的过程中，番茄红素在胞内大量积累，因此必须从细胞中抽提出番茄红素。目前从细胞中提取番茄红素的方法主要有化学法，包括溶剂提取法和超临界萃取法，以溶剂提取法应用最多。番茄红素是一种脂溶性不饱和烃类化合物，可溶于乙醚、石油醚，易溶于氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂。一般工艺为：番茄皮经过干燥后用有机溶剂提取；滤渣用有机溶剂进行二次浸提；滤液部分浓缩后成为粗产品，精制可得番茄红素。研究将微波法与有机溶剂提取结合使用，如Zhang等使用微波辅助提取番茄红素，番茄红素的得率最高97.4％。超临界萃取工艺简单，能耗低，萃取剂便宜，无毒易回收，可低温处理，适于番茄红素等热敏性成分的优点。Topal等从番茄皮中提取番茄红素，通过改变压力、温度
及CO2的流速来获得的得率最大为118 mg／100 g。
此外由于番茄红素分子结构的高度不饱和性，使其特别容易被氧化。在分离纯化的过程中如何保证它的稳定性也是生产过程中亟待解决的难点。
3 市场前景
番茄红素具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症等多种生理功能，其独特的功能使它的医药市场广大，国际市场上已有番茄红素的制剂品种(片剂、口服液、粉剂)。1990年代以来，国际市场销售额以年均6％左右的速度递增。2003年，番茄红素欧洲市场值为3400万美元，增长率10％；数量为6.2t，增长率12．2％。预计到2010年，番茄红素的欧洲市场将达到6 040万美元，复合年增长率为8.4％；数量为12.2 t，复合年增长率为l0.3％，市场前景广阔。
2003年，我国番茄红素年生产能力不足5t，市场需求量约40—80t／a，市场售价200万元／t。目前，我国每年大约有150万癌症患者，治疗癌症的番茄红素药物具有广大市场，此外亚健康人员更是番茄红素产品的消费群体。随着临床消耗量的增加及不断发掘新的用途，番茄红素的市场价格还将会呈上升趋势。然而我国番茄红素的研究和生产均处于起步阶段，目前国内没有关于大规模发酵法生产番茄红素的文献报道，仅有几家公司和科研院所正在研究发酵法生产番茄红素的小试工艺，因而需大力开展发酵法大规模生产番茄红素的研究。
4 总结与展望
目前以三孢布拉氏霉菌生产番茄红素的能力最为突出，(1)采用常规诱变技术对野生三孢布拉氏霉菌(B．trispora)：菌株(+)F986和菌株(一)F921进行突变改良，使番茄红素的含量
达15 mg／g。这是目前文献报道中以三孢布拉氏霉菌生产番茄红素的最高含量。(2)在三孢布拉氏霉菌(B．￡rispora)(+)NRRL 2895和(一)NRRL 2896的摇瓶发酵过程中，在起始加入维生素A醋酸盐1000 mg／L，番茄红素的产量达(775±5)mg／L。这是目前文献报道的最高产量。
(3)在下游的分离纯化过程中，使用微波辅助溶剂提取番茄红素，得率最高为97．4％。由于番茄红素具有多种重要的生理功能，番茄红素在医药工业中的应用日益广泛，市场需求日渐增大。而目前发酵法生产番茄红素的研究多集中在实验室规模，且对整个番茄红素的发酵过程控制和代谢调控的研究还相对较少，对影响番茄红素产量、生产效率和工业化放大的探讨还没有跟进，因此应对以下几个方面的问题进行深人研究：(1)番茄红素生产菌株的选育；(2)生物合成代谢途径的调控；(3)发酵过程耦合强化及集成；(4)发酵过程中多层次、多水平的系统生物学研究。
参考文献
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本科生课程论文（2011 至2012 学年度第2 学期）课程名称：发酵工程
学生姓名：陈红瑛
学号：A09090091
学院：生命科学学院
班级：生学0901
指导教师：双宝
提交日期：2012年05月19日成绩：________________教师签字：________________ 评阅日期：年月日
番茄红素的提取及其微胶囊化
第!卷第"期#$$#年%月 冷饮与速冻食品工业 !"#"$%&"’(%)*($+,"-(++./-.0)*$1 &’()!*’)" +,-， ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! #$$#文章编号："$$./$!"!（#$$#）$"/$$%$/$% 番茄红素的提取及其微胶囊化 滕洁!，卞疆，刘元军 （江苏省轻工业研究设计院，江苏南京#"$$".） 摘要：对番茄红素的提取工艺和以明胶与蔗糖作为壁材喷雾干燥制备番茄红素微胶囊的工艺进行了探讨。研究表明，经微胶囊化后大大提高了番茄红素的稳定性，此外添加抗氧化剂可提高微胶囊化过程中番茄红素的保留率。 关键词：番茄红素；提取；微胶囊化 23)*$%4*：012345671’8(92’:1411;<-,2<5’4,4=>52-’142,:?7(,<5’454,@,((?9?<1>2’4?5?<54A’8A1(,<54,4=?72-’?1B9 ?:-,9=-54A，,4=>,??=1<12<5’4>1<3’=’8(92’:141>52-’142,:?7(,<5’4@1-1’7<(541=)031?<7=51??3’@1=<3,<<31?<,B5(5C <9’8(92’:141@,?542-1,?1=B9>52-’142,:?7(,<5’4)031,==5<5’4’8,4<5’;5=,4:’-<,4<8’-<31?<,B5(5<9’8(9C 2’:141) 5"16+$.)：D92’:141；1;<-,2<5’4；>52-’142,:?7(,<5’4 7前言 番茄红素（D92’:141）是类胡萝卜素的一种，分子式为E F$ G H I，相对分子质量为H%I)!H，又名：!，! /胡萝卜素，呈红色。番茄红素是无环类胡萝卜素，具有独特的共轭双键长链，是胡萝卜素合成过程中的中间产物［"］。番茄红素是安全无毒的天然色素，欧洲经济共同体（J J E）和英国许可使用的食用色素中包括番茄红素。番茄红素在西方饮食中非常盛行。已被多数国家批准使用于食品、化妆品和药品。 番茄红素广泛存在于大自然的许多红色食品中，如番茄、西瓜、葡萄柚等，其中番茄红素在番茄中的含量最高，且含量随品种和成熟度的不同而不同。番茄红素和其他一些类胡萝卜素一样，在人体内不能自身合成，只能从食物中摄取。 最近的研究表明番茄红素具有优越的生理功能：其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强；具有抗癌、防癌作用；能消除香烟和汽车废气中的有毒物质；具有活化免疫细胞的功能。因此番茄红素是一种很有开发前途的功能性天然色素。它对于预防和治疗脑心血管疾病、动脉硬化和肿瘤等各种成人病、增强机体免疫功能和抗衰老等具有重要作用。因此从提高我国人民的饮食质量水平，保障人们健康方面着眼，研究来源于天然植物中的番茄红素并适量添加至食品中或者作为药品来使用显得非常必要［#"%］。 国外已有企业从番茄中提取出番茄红素作为功能性添加物或药物中的功能性成分来使用。以色列的D92’-1=*,<7-,(K-’=72E31>52,(N’1M?D5>5<1=等公司及几家日本公司生产出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、高血脂及降低癌细胞活性等，结果显示有较显著的疗效。番茄红素是目前国际上功能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，国内尚未有应用番茄红素作为食品或者药品原料的报道［F］。 由于番茄红素属于脂溶性，并且对光和氧十分敏感，大大限制了它的使用价值，采用微胶囊技术进行包囊化处理，可以提高它在功能性产品中的可用性，促进其生理功能的发挥。有关微胶囊技术在功能保健品中应用的研究，国内外都在进行，但尚属初步。作者主要研究了番茄红素的提取和微胶囊化，将番茄红素封闭在囊膜内与外界环境隔离，改善其 !收阅日期：#$$"/"$/%$；修订日期：#$$"/""/%") 作者简介：滕洁（"O."/），女，浙江温州人，工程师，主要从事食品添加剂的研究与开发)
年产15吨番茄红素的生产工艺项目设计方案
年产15吨番茄红素的生产工艺项目设计方案
绪论 1.1番茄红素的简介 番茄红素是植物中所含的一种天然色素。主要存在于茄科植物西红柿的成熟果实 中。它是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，类胡萝卜素是由细菌、藻类及植物生物合成的类菇烯，动物无法生物合成，只能靠食物摄取⑴。目前，在自然界的植物中被发现 的最强抗氧化剂就数番茄红素。科学证明，人体内的单线态氧和氧自由基是侵害人体自身免疫系统的罪魁祸首。番茄红素清除自由基的功效强于其他类胡萝卜素和维生素E, 其淬灭单线态氧速率常数是维生素E的100倍。因为它可以有效的防治因衰老，免疫力下降引起的各种疾病，所以，番茄红素受到世界各国专家的关注。 1.2番茄红素的来源 番茄红素广泛存在自然界中，主要分布于西瓜、柿、胡椒果、南瓜、桃、木瓜、芒果、葡萄、番茄、葡萄抽、番石榴、红荀、柑桔、云葛等的果实及胡萝卜、萝卜、芜答甘蓝等的根部。番茄红素是西方膳食中类胡萝卜素最主要的来源，也是人体血清中含量较高的类胡萝卜素之一。 番茄红素在番茄中的含量随品种和成熟度的不同而不同。一般说来，加工用番茄中番茄红素的含量是鲜食用番茄的3.0— 3.5倍，成熟度越高，番茄红素的含量越高。我国新疆产加工用番茄的番茄红素含量很高，番茄含量为400 mg/100 g以上，番茄皮中含量 为20 mg/100g[2]。有报道称秋橄榄果实的番茄红素含量也很高，可以达15— 54mg/100g。 1.3番茄红素的分子结构 1910年，Willstaller[3]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536.85c天然存在的番茄红素全都是全反式，但是通过高温的油炸、蒸煮等加工方式可由反式构型向顺式构型转变。研究还表明，番茄红素的顺式异构体与反式异构体的物理和化学性质有所不同，与反式异构体相比，番茄红素的顺式异构体的极性强，熔点低，不易结晶，摩尔消光系数小，更易溶解，而且在放置过程中可能会回复到全反式状态。
浸提法提取番茄红素的工艺
食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第9期 生物工程· 234 ·番茄红素是一种不饱和类胡萝卜素，分子式为C 4OH 56[1]，末端无芳香环，为开环结构。番茄红素在自然界中主要存在于番茄、西瓜、柿子、南瓜、灯笼大红魏椒、葡萄柚、番石榴等[2]食物中，其中在番茄中含量最高，且随成熟度的升高而升高，在成熟番茄果实中，含量可达3.14 mg/100 收稿日期：2012-02-10 作者简介：刘雪凌(1976—)，女，河北三河人，硕士，讲师，研究方向为天然产物有效成分提取。 g，我国新疆产加工用番茄的番茄红素含量可达40 mg/100 g [3]以上。它的一系列生理功能[4]如抗氧化作用、抗癌作用、保护心血管作用、延缓衰老、增强免疫力作用等已经在保健品市场崭露头角。目前的常规提取方法包括直接粉碎法、浸提法和超临界流体萃取法、酶反应法以及微生物发刘雪凌1，姜 玲1,2，陈旭华3 (1.北京化工大学北方学院，三河 065201；2.南京博润医疗集团有限公司 ，南京 210003；3.中国农业科学院农产品加工研究所， 北京 100193)摘要：以正己烷、石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷以及丙酮这些有机溶剂为提取溶剂，采用有机溶剂提取法，通过分光光度计测定吸光度进而比较各个影响提取效果的因素，探讨有机溶剂提取番茄红素时的最佳工艺条件。经过平行试验，结果表明：番茄红素的最大吸收波长为470 nm 、最佳提取溶剂为石油醚。之后又采用L 9(34)正交试验得出最佳组合条件：当浸提温度为45 ℃，时间为90 min ，提取剂用量为15 mL 时，可取得最佳提取效果。 关键词：番茄红素；浸提法；平行试验；正交试验 中图分类号：R 284.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)09-0234-03 Extraction of lycopene with organic solvent LIU Xue-ling 1, JIANG Ling 1,2, CHEN Xu-hua 3 (1.North College of Beijing University of Chemical Technology, Sanhe 065201; 2.Nanjing Bo-Run Medical Group, Nanjing 210003; 3.Agricultural Product Processing Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Scienes, Beijing 100193) Abstract: Using hexane, petroleum ether, ethyl acetate, dichlorome thane and acetone as extraction solvent, extraction with organic solvent, the absorbance to be tested by spectrophotometer, then compare the various factors that affect the extraction, the best process of organic solvent extraction of lycopene conditions to be discussed. Through parallel experiments, The results show that: the maximum absorption of lycopene wavelength was 470 nm, the best extraction solvent was the petroleum ether. Using L 9(34) orthogonal get the best combination of conditions which are: 45 ℃, 90 min, 15 mL. Key words: lycopene; extraction; parallel experiments; orthogonal 浸提法提取番茄红素的工艺研究
番茄红素 知识整理 (全)
中文名称： 番茄红素 英文名称： lycopene;licopin 定义： 番茄一种使西红柿变红的天然色素，是胡萝卜素的母体化合物。 番茄红素是植物中所含的一种天然色素。主要存在于茄科植物西红柿的成熟果实中。它是目前自然界中被发现的最强抗氧化剂。科学证明，人体内的单线态氧和氧自由基是侵害人体自身免疫系统的罪魁祸首。番茄红素清除自由基的功效远胜于其他类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧速率常数是维生素E的100倍。它可以有效的防治因衰老，免疫力下降引起的各种疾病。因此，它受到世界各国专家的关注。 番茄红素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一种不含氧的类胡萝卜素。1873年Hartsen首次从浆果薯蓣TamuscommunisL.中分离出这种红色晶体。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。在类胡萝卜素中，它具有最强的抗氧化活性。不具有维生素A 的生理活性。番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。长期以来,番茄红素一直作为一种普通的植物色素,并未引起太多的关注。 https://www.360docs.net/doc/8d14795764.html,/item.htm?id=133******** 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，经过环化可形成β一胡萝卜素。天然存在的番茄红素都是全反式，但通过高温下的蒸煮、油炸等加工方式可使番茄红素由反式构型向顺式构型转变，而干燥番茄或干燥番茄渣中的顺式构型也会有部分的转变。研究还表明，番茄红素的顺式异构体与反式异构体的物理和化学性质有所不同，与反式异构体相比，番茄红素的顺式异构体的熔点低，摩尔消光系数小，极性强，不易结晶，更易溶解，而且在放置过程中可能会回复到全反式状态。一个番茄红素分子可猝灭上万个自由基， 2 稳定性： 番茄红素对氧化反应比较敏感，其溶液经日光照射12小时后，其中的番茄红素基本上损失殆尽。溶液中的Fe3+和Cu2+会对番茄红素的光氧化反应起催化作用，而其它金属离子如K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等则对其影响不大，所以天然番茄红素在提取和应用过程中应尽量避免使用铁制和铜制容器。番茄红素对酸不稳定，对碱则比较稳定，故番茄红素作为色素使用时并不适合于酸性饮料。 3番茄红素的溶解性番茄红素是脂溶性色素，纯的番茄红素虽然不溶于水，但当它与某些物质如蛋白质结合形成复合物时，则具有较高的溶解度。 https://www.360docs.net/doc/8d14795764.html,/item.htm?id=133******** 番茄红素是类胡萝卜素的一种，人体自身不能合成类胡萝卜素，必须通过外界摄入；吃一个生番茄，只能吸收0.05毫克的番茄红素；吃一粒番茄红素相当于吃15个生番茄。
从番茄中提取番茄红素实验报告
有机化学创新实验 从番茄中提取番茄红素 姓名：龚礼瑾 班级：制药0802 合作组员姓名：茅海亚，李慧指导老师：孙培冬 实验地点：化工学院
从番茄中提取番茄红素 一实验目的 1、了解番茄红素中的基本成分和结构，以及其各种已被发现的功效 2、熟悉从天然植物中提取分离色素的直接方法和操作技能 3、掌握天然色素的简单定性和定量测量方法 4、通过实验分析比较不同萃取剂对色素提取的影响 5、能观察区别番茄红素和β胡萝卜素，了解两种色素的异同点 二实验原理 1、番茄红素属于类胡萝卜素，是由异戊二烯残基为单元组成的长链共轭双键结构的多烯色素。大多类胡萝卜素可以看作番茄红素的衍生物其分子为C40H56,结构如下： 2、根据番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于石油醚、己烷、丙酮，易溶于氯仿、苯等有机溶剂的性质，可利用亲油性有机溶剂来提取番茄红素； 3、实验采取直接打浆，直接打浆的方法提取量最大，提取速度快，提取次数少，提取效高； 4、柱层析时，当液体流经吸附柱时，各组分同时被吸附在柱的上端，然后从柱顶加入洗脱剂洗脱，当洗脱剂流下时，由于固定相对各组分吸附能力不同，各组分以不同速度沿柱下移，若是有色物质，则在柱上可以直接看到色带。 5、薄层色谱时，当展开剂在吸附剂上展开时，由于吸附剂对各组分吸附能力不同，展开剂对各组分的解吸能力也不同，各组分向前移动的速度会不同。 三试剂 批号 三氯甲烷T20070319 石油醚F20090421 环己烷T20090227 二氯甲烷20080521 乙醇20080714 厂家均为国药集团化学试剂有限公司，规格都为AR 石英砂，氧化铝 四实验仪器 色谱仪分光光度计搅拌机抽滤机电子称圆底烧瓶三口瓶锥形瓶烧杯 铁架台玻璃棒滴管
番茄红素制备
番茄红素脂质体的制备 田艳燕段相林常彦忠 （河北师范大学河北省动物生理生化与分子生物学重点实验室，河北石家庄050016） 摘要：目的：制备番茄红素脂质体。方法：采用薄膜-超声法制备番茄红素脂质体，通过剧命运设计法优化出了番茄红素脂质体的组分及制备工艺，应用高效液相色谱法测定番茄红素的含量，用差示扫描量热法检测番茄红素脂质体各组成物质的相变过程。结果：番茄红素脂质体的最佳配方比为：番茄红素：胆固醇：磷脂=3：10：100；最佳水合介质是0.01 mol/L PBS（含0.5%五聚甘油硬脂酸酯）；最适洗膜温度为31 ℃。结论：番茄红素脂质体呈均一大单室型，有效粒径0.7 μm，最大包封率68%。 关键词：番茄红素；脂质体；均匀设计；差示扫描量热法 番茄红素（Lycopene，L YC）是一种脂溶性天然色素，是类胡萝卜素的一种。其分子式为C40H56，分子量是536.88，含有11个共轭双键和2个非共轭双键碳碳双键。它是非V A 前体的类胡萝卜素[1]。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、己烷、丙酮，易溶于氯仿、苯、油脂等，色泽为红色[2]。作为平面共轭多不饱和烯烃，番茄红素具有抗氧化、清除过氧化自由基、防癌抗癌、延缓衰老、上肢心血管疾病的保健功能，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剂VE的100倍、β-胡萝卜素的2倍多[3-4]。目前已被联合国联农组织（FAO/WHO）联合国食品添加剂委员会（JECFA）认定为A类营养素，被广泛应用于保健食品、医药和化妆品[3]。我们最新的研究证实番茄红素还具有预防脑缺血损伤的作用[5]。番茄红素在加工和贮藏过程中易被氧化降解[3]，进而会影响到产品的保存价值和生物利用率。本实验针对番茄红素在光、热和氧的作用下容易被氧化降解，生物利用率不高等特点，为增加番茄红素的水溶性和提高番茄红素的稳定性，采用旋转薄膜-超声法[5]制备番茄红素脂质体，并对其组分和制备工艺进行了优化。 1 材料与方法 1.1 材料 番茄红素粉末（纯度99%）华北制药提供；番茄红素标样Sigma公司；大豆卵磷脂北京华清美恒公司；胆固醇北京鼎国生物技术发展中心。 1.2 主要试剂 乙腈（色谱纯）美国Dikmapure；甲醇、二氯甲烷（色谱纯）天津科康德；抗氧剂BHT 南京太伟明科公司；吐温-80 天津大茂试剂；五聚甘油硬脂酸酯山东圣源化学科技有限公司；其他试剂均为分析纯。 1.3 仪器 Ra-52型旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂；CPS2超声波粉碎机宁波新芝超声有限公司；OlympusCK2倒置显微镜日本Olympus光学公司；JEM100SX透射电子显微镜日本电子公司；JI-1155型激光散射粒度测定仪成都精新粉题测试设备公司；液相色谱仪Amasham 公司；TU-1800/1800S型紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司；热分析系统美国PE公司，DSC7。
番茄红素的提取工艺研究
课题：番茄红素的提取工艺 Study on the extraction of lycopene 姓名：赵玲 学号：0743085096 专业：制药工程 一、研究目的和意义： 番茄红素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一种不含氧的类胡萝卜素。在类胡萝卜素中，它具有最强的抗氧化活性。番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。具有极强的清除自由基的能力，对防治前列腺癌、肺癌、乳腺癌、子宫癌等有显著效果，还有预防心脑血管疾病、提高免疫力、延缓衰老等功效，有植物黄金之称，被誉为“21世纪保健品的新宠”。它是自然界中最强的抗氧化剂，其抗氧化作用是?-胡萝卜素的2倍，VE的100倍。在清除人体“万病之源”――自由基方面，番茄红素的作用比β-胡萝卜素更强大。2003年，美国《时代》杂志把番茄红素列在“对人类健康贡献最大的食品”之首，番茄红素也因此被称为“植物中的黄金”。目前，番茄红素已在欧美、日本和我国港台地区被广泛接受。对防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌、乳癌有奇效，有效抑制癌细胞的扩散和复制，被西方国家称为“植物黄金”，保护细胞DNA免受自由基损害，防止细胞病变、突变、癌变；含强力抗氧化生物活物质，能促使细胞的生长和再生，美容袪皱，延缓衰老，维技皮肤健康。 二、相关的学科知识： 目前研究番茄红素的提取工艺主要是要解决以下几个问题； （1）预处理对番茄红素提取的影响 （2）温度，时间以及皂化对番茄红素的影响 总之要提取高质量的番茄红素，除了要把握好反应条件及材料的而选择外，还应积极的寻扎更新的提取方法。 三、检索数据库和检索范围： 四、检索词：
番茄红素工艺介绍
陕西森弗生物技术有限公司番茄红素生产项目介绍 一、项目简介 番茄红素是类胡萝卜素的一种，是功能优越的胡萝卜素，作为一种天然色素存在于自然界中，呈红色，因最早于番茄中发现而得名。在自然界中番茄红素主要存在于番茄、番石榴及西瓜等水果蔬菜中，尤其在番茄中，番茄红素占类胡萝卜素总量的80%左右。长期以来番茄红素主要应用于食品添加剂行业。近十年来的研究表明，番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的单线态氧淬灭剂，它的抗氧化功能也优于其他类胡萝卜素，如α、β胡萝卜素。随着研究的进一步深入，其潜在的应用前景正在受到人们的关注。由于它卓越的生理功能，从而成为当前医药保健研究领域的热点之一。 番茄红素是胡萝卜素的异构体，它具有抗氧化、防紫外线辐射等功能。随着对其生理功能的研究发现，番茄红素不仅对前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌等癌细胞具有抑制作用，而且对血管硬化和冠心病均有防治作用，因而番茄红素在食品、化妆品及医药领域具有重要用途。国外已将这一产品广泛用于食品添加剂、功能性食品、医药原料。 二、番茄红素的防癌机理 1、对单线态氧的淬灭作用 在淬灭单线态氧的过程中，激发态的能量从单线态氧转移至番茄红素，产生基态的氧和激发的三联态番茄红素，能量则通过激发态的番茄红素与周围溶剂之间的转动和振动而散发，并产生基态的番茄红素和一定的热量。番茄红素对单线态氧的淬灭过程，而其本身保持完整状态，并可不断参与下一个淬灭单线态氧的循环。 2、抗氧化作用 活性氧在癌变过程的开始阶段、促进阶段、发展阶段都有加速作用。已发现番茄红素有消除活性氧的作用，而且是一种抗氧化作用最强的类胡萝卜素。 3、对细胞间信息传递的诱导作用
当细胞发生癌变时，细胞间的结合会变弱，而番茄红素能促进具有维持红胞间正常结合的蛋白质的合成，并抑制癌细胞转移增殖因子α—TGF的遗传表达。随着人们的生活水平的提高，人类心血管疾病的发病率逐年增加。最近的研究表明，在发达国家，男女两性死亡总数中有半数死于心血管疾病，心血管疾病已成为威胁公众健康的头号杀手。 番茄红素在防止动脉硬化疾病过程中起重要作用，番茄红素通过阻止低密度脂蛋白氧化的作用从而防止血管硬化，同时番茄红素也阻止DNA和脂蛋白的氧化物的形成，并且血清中番茄红素浓度越高患动脉硬化的几率越小。调查研究表明通过日常饮食所摄取的类胡萝卜对减小冠心病的发病率和死亡率起着重要作用，在最近的流行病研究中得知血清和脂肪组织中番茄红素的浓度和患冠心病成负相关系。 由于番茄红素抗紫外线辐射的功能要强于β—胡萝卜素，因而在口红、胭脂等化妆品中添加番茄红素则会色泽丰满自然，又可以保护皮肤。随着化学合成色素限制使用和我国食品饮料、化妆品工业的迅速发展，番茄红素作为食品、化妆品的添加剂有着广阔的市场。 在人体组织和血液中主要存在的类胡萝卜包括β—胡萝卜素和番茄红素。血清中番茄红素的浓度与人们的生活习惯和心理因素（比如性别、吸烟、喝酒）无直接关系，而与年龄有一定关系。一般随着年龄增长，血清中番茄红素的浓度会降低。有报道表明用1%的玉米油热处理1小时的番茄汁要比未经处理的番茄汁易于吸收，这主要是由于番茄红素是脂溶性类胡萝卜素，热处理会破坏细胞壁的结构，增强番茄红素的生理活性，而且研究还发现服务热处理的番茄汁24至48小时后，人体血清中番茄红素的浓度达到峰值，但食用未经处理的番茄汁不会出现上述现象。番茄红素在血清中半衰期为2至3天。 三、市场预测分析 1、国内外供需现状及生产能力 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、化学合成、生物工程等方法。以色列、日本、俄罗斯等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面居领先地位。以色列某公司多年前就从事番茄红素的开发研究，并已取得了世界领先地位。据有关资料报导，目前
β—胡萝卜素和番茄红素提取分离与测定
β—胡萝卜素和番茄红素提取分离与测定 一、实验目的 1、学习从天然产物中提取有机化合物的方法。 2、学习用薄层层析法检验有机化合物的基本原理，点样，展开和计算Rf值的方法。 二．仪器和试剂 仪器三角瓶（50ml）、分液漏斗（150ml）、蒸馏瓶（50ml）、普通蒸馏装置（或减压蒸馏装置）、漏斗、色谱柱、硅胶薄层板、量筒、烧杯、层析缸。试剂胡萝卜、丙酮、石油醚（bp30~60℃）、硅胶（层析用，200~300 目）、无水硫酸钠、石油醚（bp60~90℃）、丙酮：石油醚（1：9）（V/V）。 三．实验方案 1、含类胡萝卜素石油醚溶液的制备 将新鲜胡萝卜洗净、擦干,切去尾部，切碎。称取碎鲜胡萝卜【1】10g 于小研钵中,研碎。碎胡萝卜移至50mL 三角烧瓶中，每次用丙酮10mL 萃取2 次，再用石油醚（bp30~60℃）萃取固体两次，每次10mL。把石油醚溶液加到丙酮液中。在分液漏斗中将混合液与50mL饱和氯化钠溶液【2】振荡，分去下层，用蒸馏水洗涤上层液两次，每次50mL，分去水，用无水硫酸钠干燥石油醚液（约1h）,把混合液倒入50mL 圆底烧瓶中，热水浴加热蒸馏，除去溶剂，得固体。在制得的固体物加入3mL 石油醚（bp60~90℃）拌硅胶1g，在通风橱内抽干，得黄色硅胶颗粒，待上柱。 2、装柱和分离 取20cm*1cm 色谱柱一根，垂直装置，以50ml 三角烧瓶作洗脱液的接受器。用镊子取少许脱脂棉【3】放于干净的色谱柱底部，轻轻塞紧，再在脱脂绵上盖一层厚0.5cm 的海石砂（或用一张比柱内径略小的滤纸代替），关闭活塞，向柱内倒入石油醚（bp60－90℃）至约为柱高的3／4 处，打开活塞，控制流出速度为1 滴/s。通过一干燥的玻璃漏斗慢慢加入层析硅胶。用洗耳球轻轻敲打柱身，使填装紧密。当装填到3/4 时，再在上面加一层0.5cm 厚的海石砂，操作时一直保持上述流速，注意不能使液面低于砂子的上层。当液面流至离海石砂面1cm 时，立即从玻璃漏斗加入已制备好的含胡萝卜素的黄色硅胶，随后用0.5ml 石油醚洗下管壁的硅胶，如此连续2—3 次，直至洗净为止，然后在色谱柱上装上滴液漏斗，用石油醚（bp60－90℃）作洗脱剂进行洗脱，洗1 滴/s。当有一黄色的谱带分出，待黄色组分绝大部分洗出时，把洗脱剂换成1：9 丙酮一石油醚（bp60－90℃）混液作洗脱剂进行洗脱，控制流出速度如前（这混液洗脱剂有助于混合物中极性较大的组分移动），又可分出两个黄色组分。在45—90min 内，柱中物料将全部洗脱出来。观察这些物料通过柱子的移动情况。在三角烧瓶中收集3 份洗出液。用纸色谱、薄层色谱对各段洗出液进行色谱分析。 3.薄层色谱法
番茄红素生产
1、项目简介 番茄红素是类胡萝卜素代谢合成过程中的重要中间体，具有很强的清除自由基的能力，并在调控、抑制癌细胞增殖方面有很好的疗效，近年来已广泛应用到保健品、医药等领域。番茄红素的生产方法主要有化学合成法、天然产物提取法和生物合成法。相较而言,微生物发酵生产番茄红素成本低、污染小、产量高，具备工业化潜力。目前在全球范围内，三孢布拉氏霉菌是唯一能够实现β-胡萝卜素工业化的高产菌株。根据三孢布拉氏霉菌的代谢途径，若在发酵过程中添加合适的阻断剂，阻断番茄红素到β-胡萝卜素的环化途 径，就可以大量积累番茄红素。 2、发酵原理与方法（如菌体生长所需条件） 一种利用三孢布拉氏霉菌发酵制备番茄红素的方法，采用三孢布拉氏霉菌（＋）和三孢布拉氏霉菌（－）为微生物菌种，经种子培养、发酵培养、提纯得到番茄红素，其特征是发酵培养基中添加正己烷或正十二烷作为氧载体；具体步骤和方法如下： （１）种子培养 ：将三孢布拉霉（＋）（－）菌种分别接种到ｐＨ６．５的种子培养基，在２４－３０℃，避光，１５０－２００ｒｐｍ摇床中培养３６－４０ｈ；（种子培养基：淀粉4%、玉米浆5%、42PO KH 0.1%、
MgS 4O 0.01%、1VB 0.001%、pH6.5、115℃灭菌30min ）（２）发酵培养：将步骤（１）得到的三孢布拉霉（＋）（－）菌种培养液以１∶２－１∶４的体积比混 合得到种子液，将种子液接种到添加有正已烷或正十二烷且ｐＨ６．５的发酵培养基，在２４－３０℃，２００－２８０ｒｐｍ摇床培养４－７天后收获菌体，在发酵培养４６－５０小时后，加入浓度为１５ｇ／Ｌ吡啶或叔胺类化合物阻断剂； （发酵培养基：淀粉4%、大豆粉饼2%、玉米浆2.5%、42PO KH 0.1%、MgS 4O 0.01%、1VB 0.001%、pH6.5、120℃灭菌30min ） （３）提取：将步骤（２）得到的湿菌体在５０℃真空干燥，得到的干菌粉用石油醚萃取，萃取液减压浓缩后，再加入无水乙醇进行冷冻结晶，得到番茄红素。 （４）番茄红素含量测定：高效液相色谱法（HPLC ）。 HPLC 分离柱为Diamonsil 18C ，5μm ，250mm ×4.6mm ；流动相为乙腈与二氯甲烷体积比为75:25；检测波长为450nm ；柱温28℃；流速1.5L/min 。 3、项目成熟度 利用三包布拉氏霉菌发酵生产番茄红素的技术已比较成熟，且相比于从番茄中提取产量相对较高，成本较低，市场需求较大，国内大规模的生产厂家较少，
番茄红素的微生物发酵法生产
扬州大学 研究生课程论文 论文题目：三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展姓名：周玲 学号：M13824 专业：食品科学 课程老师：于海 2014年3月3日
三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展 摘要：番茄红素是一种重要的脂溶性类胡萝卜素，具有很强的抗氧化功能及抗癌、增强免疫力、保护皮肤等生理功能，在食品、医药等领域具有广泛的应用价值。番茄红素的来源有植物提取法、化学合成法、微生物发酵法。相较前两种方法，微生物发酵法是生产番茄红素最适合的方法。目前目前研究应用较多的是三孢布拉氏霉菌。综述了通过构建番茄红素高产菌株、优化番茄红素发酵生产工艺提高番茄红素产量，最后提出目前存在的问题。 关键词：番茄红素，发酵生产，高产菌株，发酵工艺 Study on Lycopene Fermented from Blakeslea Trispora Abstract: Lycopene is a kind of important fat-soluble carotenoid, which has many physiological functions including antioxidant function, anti-cancer, enhance immunity, protect the skin. Lycopene has a wide range of application value in food, medicine and other fields. The source of lycopene includes plant extraction, chemical synthesis and microbial fermentation. Compared with the former two methods, the microorganism fermentation method is the most suitable one for the production of lycopene. At present, Blakeslea trispora is applied widely. Building lycopene high yield strains, optimizing the lycopene fermentation production process to increase production of lycopene are reviewed, and the existing problems ar putted forward finally Key words: Lycopene, Fermentable production, High yield strains, Fermentable process 番茄红素(Lycopene)是一种天然植物色素，为类胡萝卜素中的一种，是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，经过环化可形成其他类胡萝卜素。番茄红素广泛分布在各种植物中，在番茄、西瓜、胡萝卜、红葡萄柚、番石榴蔷薇果中含量较多。番茄红素有很强的抗氧化作用，对单线氧的消除能力是β-胡萝卜素的2倍，在类胡萝卜素中最强。随着对其生理功能的研究发现，番茄红素还具有抗癌、增强免疫力、消除单线氧自由基抗衰老、预防心血管疾病、预防白内障、抑制清除自由基保护皮肤等生理功能[1]。而广泛应用于保健食品、医药、化妆品等行业，相关产品的开发已成为国际功能食品研究领域的热点。番茄红素作为一种具有保健功能的食用色素逐渐受到人们的重视，在食品工业中具有广泛的应用前景。 1 番茄红素的来源 1.1 植物提取法 番茄红素在自然界中分布十分广泛。主要存在于细胞的有色体中，多与蛋白质等形成复合物，以某些植物成熟的果实中含量较高。番茄、西瓜、红色葡萄柚、红肉脐橙、木瓜及苦瓜籽、番石榴等植物中都有发现，含量最高的是番茄果实，可达3 mg/100 g（FW）~14 mg/100 g（FW），一般成熟度越高，番茄红素的含量也越多，且含量随品种和成熟度的不同而不同。植物提取法提取番茄红素主要有直接粉碎法、微波法、有机溶剂提取法、酶反应法、超临界CO2萃取法等[2]，具有充分利用自然资源的优点，目前已经达到成熟阶段，因此得到大量应用。植物提取法制取番茄红素，虽然原料来源广泛易得，但是含量较低、副产物较多，原料供应受到气候与季节的影响较大，使得生产成本较高。 1.2 化学合成法 目前，化学合成法生产番茄红素较成功的主要是德国的罗氏公司和巴斯夫公司。1997 年10月，罗氏公司完成了工艺开发并在欧洲提出专利申请。该工艺由三苯基氯化磷和辛三烯二醛用甲醇在2-丙醇中进行烯化反应，制得番茄红素的收率为65%。罗氏公司将在瑞士的一个生产基地用合成工艺批量生产番茄红素，并用罗氏开发的微囊技术，微囊化工艺生产不同的番茄红素制品。该公司宣称他们的新产品番茄红素MT 将进入食品添加剂行业，用于多种维生素、抗氧化剂、咀嚼剂的配方中。德国巴斯夫公司也看到了番茄红素不可估量的市场潜力，投入力量进行研究开发，1997 年8 月完成了合成工艺开发，并在欧洲提出专利申
番茄红素的提取技术
番茄红素的提取技术 摘要：番茄红素(Lycopene)是一种天然类胡萝卜素，广泛存在于自然界的植物中，因最先发现于番茄而得名，番茄红素具有抗氧化、消除人体自由基、防癌、抗癌等优越的生理功能,是一种很有发展前途的功能性天然色素，本文主要介绍使用有机溶剂萃取方法和超临界CO2萃取方法从番茄果皮中提取番茄红素。关键词：番茄红素；生理功能；有机溶剂萃取；超临界CO2萃取 The technology of extracting Lycopene YAO Cui-fang (College of Life Science, Hebei University , 09 Bioengineering, Baoding 071002) Abstract:Lycopene is a kind of natural carotenoids,it exists widely in nature，it is named lycopene because it is first found in tomatoes, lycopene has the physical function of antioxidation, eliminating human free radicals, and the activity of prevention cancer and anti-cancer. It is a promising functional natural pigment.This paper mainly introduces the application of organic solvent extraction method and supercritical CO2 extraction method in extracting Lycopene from tomatoe skins. Key words：Lycopene ; physical function ; organic solvent extraction ; supercritical CO2 extraction 番茄红素(Lycopene)是一种在动植物体中广泛分布的类胡萝卜素,呈红色,因最先发现于番茄而得名，过去一直未受到重视，但是近些年来，由于国内外对番茄红素研究的深入，发现番茄红素，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、抗癌、保护心血管、抗老化等一系列生理功能，说明番茄红素是一种很有发展前景的色素，人不能合成番茄红素，因此要应用它，它的理化性质的研究和提取方法就成为人们研究的一个热点。 1番茄红素的理化性质 番茄红素(lycopene)是一种类胡萝卜素,为暗红色粉末或油状液体，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［1］。番茄红素油溶液呈黄橙色，晶体为红色长针状，熔点 174℃。 番茄红素分子式为C40H56,结构为含有11个碳碳双键的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃，经过环化可
发酵法生产番茄红素
发酵法生产番茄红素 摘要番茄红素是由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能。番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法和微生物发酵法。由于番茄红素含量低，提取法无法满足市场需求；化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合成成本高等缺点；发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法，文中对发酵法生产番茄红素的关键技术环节(如菌种选育、发酵工艺优化和分离纯化)的研究进展进行了阐述。 关键词番茄红素，发酵工程，菌种选育，发酵工艺优化，分离纯化 番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素,呈红色, 因最早发现于番茄中得名。番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素(Carotenoid) 的一种。主要存在于植物细胞的有色体中,其中番茄中含量最高,达3-14mg/100g，是由l1个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，分子式C40H56，分子量536.85。番茄红素结晶为暗赤色针状或柱状晶，熔点175℃，易溶于氯仿、苯，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，难溶于甲醇、乙醇，不溶于水。性质十分活泼，易受氧、紫外线、温度的影响而迅速氧化。在酸性环境和有CO2存在的条件下以及温度低于50℃的酸性条件下,色素性能稳定。 在自然界中番茄红素主要存在于番茄、西瓜等蔬菜水果中。1903年Schundc发现番茄中提取的番茄红素的吸收光谱不同与胡萝卜素，将其命名为Lyco-pene。番茄红素是类胡萝卜素生物合成途径中的一个中间代谢产物。美国学者最近发现秋橄榄浆果所含的番茄红素相当于番茄的1.8倍。番茄红素与其他类胡萝卜素一样,动物自身不能合成。由于番茄红素没有类似胡萝卜素那样的芷香环而没有VA活性,在过去一直不被重视。然而,近年研究发现其具有优越的生理功能:在类胡萝卜素中,其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作用是β-胡萝卜素的2倍,维生素E的100倍。同时还具有防病抗癌,增强机体免疫力和抗衰老等生理功能,在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途,具有较高的开发和应用价值。 目前世界上番茄红素的开发生产主要有天然提取、化学合成、微生物发酵等方法。以色列、日本、瑞典、瑞士、美国、法国和澳大利亚等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面处于领先地位,但目前只在以色列实现了从鲜番茄中提取的商业化生产。由于番茄中的番茄红素含量很低,而且天然提取法产率低且价格昂贵,无法满足需求，而化学合成法成本虽有所下降但存在一定不安全性。随着生物技术的快速发展,利用微生物发酵生产番茄红素成为目前的研究热点之一。 1 番茄红素的生产方法 番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法及发酵法。 1．1 提取法 在自然界中番茄红素主要存在于番茄、番石榴及西瓜等蔬菜水果中。尤其在番茄中，番茄红素主要存在于番茄的表皮中，含量为(8．8—42．0)×10 mg／g(鲜重)。以提取法从番茄中提取番茄红素产率低，且生产受季节影响明显，加之价格昂贵，无法满足市场需求。 1．2 化学合成法 化学合成番茄红素主要是Wittig反应法，以假紫罗兰酮为原料合成三苯基氯化磷，三苯
番茄红素提取工艺的优化
番茄红素提取工艺的优化 谢放李建宏张楠张泽 （兰州交通大学化学与生物工程学院甘肃兰州730070） 摘要：本文对从番茄果实中提取番茄红素的传统工艺进行了改进，设计出了一整套提取检测工艺，并通过实验对新工艺和传统工艺进行了检测对比，结果显示：新工艺不仅能缩短工作时间，提高工作效率，而且能有效地除去样品中脂肪酸等杂质的干扰，使实验结果更准确。 目的、方法、结果 关键词：番茄，茄红素，提取工艺 中图分类号： 番茄红素衡量加工番茄品质的一个很重要的指标，如何快速简便而又准确提取与测定番茄果实中的茄红素含量，一直是人们探索的一个热点[3]。前人研究出的提取茄红素的常用溶剂主要有氯仿，二甲苯，石油醚，乙酸乙酯等有机溶剂[4]，但都有存在提取效率低，费时费力的缺点，目前国标法（GB/T14215—93）以甲苯为提取剂，方法简便，工作效率高，但无法有效除去样品中脂肪酸等杂质的干扰，因而结果不太准确。 针对目前方法的缺点，本实验以氯仿为提取剂，设计出了一套新的提取与测定流程，简化了工艺，大幅提高了工作效率，通过在研磨时提前添加碳酸钠粉末、水洗除杂等方法，有效去除了脂肪酸等杂质的干扰，使检测结果的准确性有了很大的提高。为番茄的品质评价和番茄红素分析测定制定了新的方法。 1 材料与方法 1.1 实验材料 新鲜加工番茄果实，采自甘肃靖远县，果实大小均匀，成熟充分，无病害及腐烂。 1.2 仪器与试剂 实验仪器：UV759型紫外可见分光光度计（上海精科），TGL-20M高速离心机（长沙平凡仪器厂），榨汁机，恒温水浴锅，电子天平，分析天平，研钵，25ml 棕色容量瓶，分液漏斗，铁架台，10ml离心管，移液器 实验试剂：氯仿，甲醇，无水碳酸钠，石英砂，蒸馏水 1.3 工艺流程 1.3.1取样挑选待测番茄果实样品洗净，去皮去籽，放入榨汁机中将果肉充分打碎成酱，在天平上称量各2g。 1.3.2 研磨将称好的果酱放入研钵中，加入1.0克石英砂充分研磨，再加入1.5克无水碳酸钠粉末继续研磨约一分钟。将粉末小心移入10ml离心管中。 1.3.3 甲醇洗涤在研钵中分两次加入甲醇2ml将其中剩余残渣洗涤后倒入离心管。将甲醇加到距管口1cm，盖紧盖子后将甲醇和粉末充分混合，以8000转∕分钟的转速离心2分钟，将上清液倒入回收瓶，再重复洗涤一次。 1.3.4 氯仿浸提在离心管中加入约6ml氯仿，玻璃棒搅起沉淀，盖紧盖子，用力摇动离心管，使粉末和氯仿充分混合。在45℃的水浴锅中加热3min。在8000