文档介绍：第一章文献综述
番茄红素( lycopene)是一种天然的食用色素,在众多胡萝卜素类物质中,番茄红素以其卓越的抗氧化性引起研究人员的重视。一方面,它对肺癌、膀胱癌、皮肤癌以及前列腺癌均有抑制作用,可以作为抗癌、防癌的药品或相关的保健品。另一方面,它可以抗紫外线辐射,而且色泽鲜艳、丰满,非常适合化妆品以及食品添加剂。作为一种用途广泛又具有较高经济效益的产品,其在食品添加剂行业占据着重要的地位。而且在诸多方面都显示出其多方面的生物学功能,素有“藏在西红柿里的黄金”之美称,已被联合国粮农组(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。
一、番茄红素的结构性质
(一)番茄红素的性能介绍
番茄红素(Lycopene)属黄/红色植物碳氢化合物类胡萝卜素,是一种脂溶性天然色素,广泛存在于水果及蔬菜中,因最早于番茄中发现而得名。通常每吨西红柿含3-16g番茄红素,成熟度愈高含量愈多。番茄红素是目前自然界中被发现的最强的抗氧化剂之一。
(二)在植物体内的产生与功能
番茄红素在自然界中分布很广泛。在植物中主要是存在于成熟的红色水果和蔬菜中,在秋橄榄浆果中的含量较高。如番茄、西瓜、番石榴、木瓜、葡萄、草莓、胡萝卜、红肉脐橙、甜杏、红色葡萄、柚子等。平时人们通过饮食获取番茄红素。在植物细胞中,番茄红素的合成在质体和叶绿体中进行。合成中的关键步骤有二步,一步是在八氢番茄红素合成酶(PSY)的作用下把两分子双耗牛儿基二磷酸醋合成为无色的八氢番茄红素,另一步是由八氢番茄红素脱氢酶催化将八氢番茄红素转变为乙一胡萝卜素、乙一胡萝卜素再经转化成为番茄红素。番茄红素可接着转化为桔黄色的刀一胡萝卜素、黄色的新黄素等类胡萝卜素。合成出的番茄红素与其它类胡萝卜素在质体中与琉水蛋白相结合,在叶绿体中则与脱辅基蛋白质在类囊体膜上形成光合系统复合体。在植物体中,番茄红素与其它类胡萝卜素可作为不覆盖叶绿素吸收光谱的吸收光能的色素而协助叶绿素捕获光能,此外它和其它类胡萝卜素也参与植物的光保护作用,否则当光合系统被饱和时,光合天线系统中的叶绿素分子将与氧反应生成单线态氧,引起一系列有害的氧化反应。类胡萝卜素可通过碎灭活化的叶绿素分子而避免单线态氧的生成。
(三)结构及理化性质
图1 番茄红素分子结构
作为脂肪烃,番茄红素不溶于水,难溶于甲醇等有机溶剂,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,色泽为红色。在472nm处有一强吸收峰。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。由于具有非环式结构,因此不表现维生素A的生理活性。凡能导致类胡萝卜素氧化的因素如光、温度、氧气、pH值及表面活性剂均能影响番茄红素。作为平面共扼多不饱和烯烃,番茄红素易被氧化分解和从反构向顺构转变。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。
番茄红素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,但动物体内无法合成,只能从食物中摄取。番茄红素分子中有11个共轭双键和2个非共轭双键,因此其稳定性很差,容易发生顺反异构和氧化降解。到目前为止已发现72种异构体。天然存在的番茄红素全部为全反式构型,在人体组织中则大部分为顺式构型。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。图2 番茄红素的一些主要立体异构体
(四)体内分布和代谢
番茄红素是脂溶性物质,经消化后通过被动扩散方式被小肠黏膜吸收。随后结合入乳糜微粒进入淋巴系统,转运入肝脏。在载脂蛋白的帮助下,从肝脏转运到血浆再分布到不同的器官。吸收过程受食物组成、颗粒大小和是否热处理、消化酶、胃酸等影响。正常饮食情况下,~,。人体血浆中番茄红索的水平没有明显的性别差异。但女性血浆中的番茄红素水平受月经周期的影响,黄体中期血浆中番茄红素含量有一个高峰。人体内,番茄红素含量较高的器官组织是肾上腺、睾丸、肝脏和前列腺,在肾和肺中也占一定优势。研究发现,,6h后血液有一个弱增长,12h有一个大增长,104h后才消失。番茄红素是脂溶性物质,在热加工后和脂类存在情况下,可提高其生物利用率,血清浓度在24-48h达高峰,半衰期2-3d,随摄入量增加,血清番茄红素浓度升高,但不呈线性关系,且顺式比反式结构的番茄红素更易吸收。
表1 人血浆中几种类胡萝卜素的含量(μmol/L)
种类
青年男子
青年女子
年