小議番茄紅素研究進展綜述

導語：小議番茄紅素研究進展綜述一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】：本文首先綜述了番茄紅素在國內外的研究動態，并且介紹了其分布、理化性質、化學結構以及生理功能，最后對番茄紅素的用途作出了展望。

【關鍵詞】：番茄紅素,類胡蘿卜素,癌癥

前言：番茄紅素（lycopene）是膳食中的一種天然類胡蘿卜素，廣泛存在于自然界的植物中，人體內各組織器官也有較多分布。由于番茄紅素沒有維生素A的生物活性，所以其作用在相當長的時期內并未引起人們足夠的重視。但近幾年的研究發現，番茄紅素有比其他類胡蘿卜素更好的生物活性，并且是防病治病的重要功能因子，已成為目前國際上功能食品成分研究的一個熱點[1]

1、番茄紅素的國內外研究歷史

1873年，Hartsen最早從TamuscommunisL.中分離得到深紅色的番茄紅素結晶。1875年，Millardat從番茄中獲得一種含有番茄紅素的粗提物，當時命名為Solanorubin。1913年，Dugger根據它對生長條件的影響，又把它命名為lycoperison。而Schunck（1930年）的“lycopene”名稱（中文即番茄紅素）一直沿用至今[2]。

1.1國外對番茄紅素的研究現狀

1989年，Masic發現番茄紅素在所有類胡蘿卜素中對單線態氧的猝滅速度最高；1991年，Campbell發現肝癌患者的肝臟中番茄紅素含量較低；1994年，Franceschi發現消化道癌的發生與番茄紅素的攝入有關。隨后，對番茄紅素的功能的研究成為一大熱點。1995年～2003年[3]與番茄紅素有關的報道達800多篇，內容涉及番茄紅素的吸收、運輸及新陳代謝的動力學；番茄紅素與癌癥、心臟病及其他多種疾病的關系；番茄紅素的提取、測定及番茄產品的開發研究等。

1.2國內對番茄紅素的研究現狀

對番茄紅素的研究在2000年以前鮮有報道，近三年驟然升溫，出現了大量綜述類文章，內容包括：番茄紅素的性質和提取方法；番茄紅素及其研究進展；番茄紅素的保健功能的研究現狀；番茄紅素生理活性的研究進展；番茄紅素及其生產應用研究；番茄紅素的生產工藝研究進展；番茄紅素分離與分析的研究進展等。

2、番茄紅素的分布、化學結構

2.1番茄紅素的分布

2.1.1番茄紅素在果蔬中的分布

番茄紅素在自然界中分布很窄，主要存在于番茄、西瓜、紅色葡萄柚、木瓜及苦瓜籽、番石榴等食物。如表：

表1：果蔬制品中番茄紅素的含量[1]

食品名稱含量食品名稱含量食品名稱含量

番茄（鮮）0.88~4.20番茄（汁）5.00~11.60紅色葡萄柚3.36

番茄（煮制后）3.70調味番茄醬9.90~13.44番石榴（鮮）5.40

番茄（沙司）6.20李子（鮮）≤0.01番石榴汁3.34

番茄（濃湯）5.40~150.0李子（罐頭）0.06西瓜（鮮）2.30~7.20

番茄（粉轉鼓風干燥）7.99李子（干制品）0.86木瓜（鮮）2.00~5.30

由上表可以看出，番茄紅素含量最高的是番茄的果實，可達3～14mg/100g,且成熟度越好，番茄紅素的含量越高。在番茄果實中，番茄紅素主要分布在番茄果實的外表層中。

番茄成熟過程中，其顏色會發生顯著變化，在番茄成熟初期，外觀顏色逐漸由綠色轉變為橙紅色至紅色，果實內α—胡蘿卜素及β—胡蘿卜素的含量達到最大值；在完全成熟后，番茄紅素含量達到最高值，一般為類胡蘿卜素總量的64～76%[4]。

2.2番茄紅素在人體中的分布

其實，番茄紅素不僅在植物中存在，而且在還存在于人體內。番茄紅素主要分布在人體的血液、腎上腺、肝臟、睪丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宮、消化道器官中，其中腎上腺、睪丸、肝臟等含有較高的番茄紅素，人的晶狀體中不含番茄紅素和β—胡蘿卜素，人體部分器官和組織中番茄紅素的含量見下表

表2：人體部分器官和組織中番茄紅素的含量[1]

組織名稱含量組織名稱含量

腎上腺21.60脂肪1.30

乳房0.78結腸0.31

腎0.62肝臟5.72

肺0.57卵巢0.28

皮膚0.42睪丸21.36

2.2番茄紅素的化學結構

番茄紅素的化學結構已完全明確，至于它的研究歷史可追溯到20世紀初。1910年Willstaller和Escher在番茄紅素的研究中指出，番茄紅素是胡蘿卜素的化學結構的異構體，分子式為C40H56，相對分子質量為536.85。1930年Karrer等提出，番茄紅素的化學結構式為含有11個碳碳雙鍵的非環狀平面共軛多不飽和脂肪烴。1941年Zechmeister等提出，作為主鏈含11個碳碳雙鍵的多不飽和脂肪烴，理論上應有211或2048種立體（順—反）異構體，但由于空間障礙，番茄紅素分子中只有少數基因能參與異構，存在可能性較大的番茄紅素異構體約有72種。研究發現，天然植物中的番茄紅素絕大部分為全反結構（71%—79%），而人體中順式結構的番茄紅素比例卻高得多。在人的血液中全反式結構僅占27%～42%，而順式結構占到58%～73%；在人的前列腺組織中，全反式僅占12%～21%，而順式結構占到79%～88%。從人體血清中檢出的順式異構體，有：9—順式—番茄紅素、13—順式—番茄紅素、15—順式—番茄紅素三種。以下是幾種番茄紅素的主要異構體的結構：（見下頁）

3、番茄紅素的理化性質

3.1物理性質

番茄紅素為暗紅色粉末或油狀液體，不溶于水，難溶于甲醇等極性有機溶劑，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，番茄紅素油溶液呈黃橙色，熔點174℃。

3.2化學性質

作為平面共軛多不飽和烯烴，番茄紅素的性質十分活潑，易受氧化、紫外線及溫度的影響而迅速氧化分解，并能從反式結構向順式結構轉變。當番茄紅素分子從反式結構變為順式結構時，其顏色變淺，熔點降低。在酸性環境和有CO2存在的條件下以及溫度低于50℃的酸性條件下，番茄紅素穩定性好；在堿性條件下不穩定，其吸收度值顯著下降。K+、Na+、Mg2+和Zn2+對番茄紅素影響不大，Fe2+、Cu2+引起番茄紅素的損失較大，Fe2+、Al3+引起的損失較少。一般說來，番茄紅素在植物體中較穩定，脫水和粉末化后的番茄紅素穩定性差，除非仔細加工且立刻密封或充入惰性氣體儲存。在番茄紅素—β環化酶（beta—LCY）作用下，番茄紅素可轉變為β—胡蘿卜素。

4、番茄紅素的生理功能

人們對類胡蘿卜素生物化學的認識不斷深入，這為進一步對它們進行廣泛的研究打開全新的局面和方向。早期人們對類胡蘿卜素的關注是一些可作為維生素A前體物質的類胡蘿卜素。近期大量研究使我們對類胡蘿卜素的諸多功能產生了新的認識，似乎諸多類胡蘿卜素所表現出來的顯著消除單旋氧以及活性氧的效果更令人關注。有些類胡蘿卜素不具有維生素A原活性，但是它們仍然具有極強的抗氧化活性。對于番茄紅素尤其如此。正由于此，類胡蘿卜素作為抗氧化劑的研究已成為類胡蘿卜素研究的主流。此外，番茄紅素還是人體血液或組織中最豐富的類胡蘿卜素。可見，番茄紅素近期引起人們的關注具有一定的必然性。

4.1抗氧化、抗衰老作用

類胡蘿卜素的抗氧化作用包括猝滅單線態氧、消除自由基以及與其它氧化劑協同抗氧化作用等。番茄紅素也具有此生理功能，并且其猝滅單線態氧的能力最強，是目前抗氧化劑β—胡蘿卜素的2～3倍，維生素E的100倍[5]，番茄紅素可以通過猝滅單線態氧預防脂類過氧化反應，保護細胞免受自由基的損傷。清除單線態氧的能力主要與類胡蘿卜素分子中共軛雙鍵的數量有關，番茄紅素與其它類胡蘿卜素相比，它的共軛雙鍵數是最多的，因而它的抗氧化功能最強。

最新研究表明，番茄紅素也具有抗衰老作用。Brady等對400例受試者進行調查指出，盡管人體血液中番茄紅素的含量與性別、體質、是否吸煙、飲酒等生理因素和生活方式沒有必然聯系，但血漿中番茄紅素的減少與衰老有關。Snowden等也發現血液中番茄紅素含量可以預防老年功能性障礙疾病的發生，提高老年人生活自理能力。

4.2番茄紅素的調節免疫功能

疾病的發生與一個人自身的免疫力下降有關。1999年，Watzl等研究發現經常攝食番茄汁可以促進白介素—2（IL—2）、白介素—4（IL—4）的分泌能力，而胡蘿卜和菠菜無此作用。Porrini等也在研究發現，每日攝入25g番茄汁的人與不攝入番茄汁的人相比，使得淋巴細胞DNA損傷降低約50%[10]。因為番茄紅素能保護吞噬細胞免受自身的氧化損傷，促進T、B淋巴細胞增殖，刺激效應T細胞的功能，增強巨噬細胞、細胞毒性T細胞和天然殺傷腫瘤細胞的能力，減少淋巴細胞DNA的氧化損傷以及促進某些白介素的產生，因而番茄紅素具有調節免疫功能。

4.3番茄紅素與慢性病的關系

4.3.1番茄紅素的抗癌作用

在1985年，一項有關美國老年人的流行病學研究顯示，高劑量攝食番茄與癌癥死亡率的顯著下降有關[6]。1991Vaneeqyck等在研究中發現，番茄紅素與子宮頸癌、膀胱癌的風險率呈負相關[7]。1995年，Giovannucci等在美國健康職業跟蹤研究中確證番茄制品的高攝取量與風險率呈負相關，進一步研究表明，總胡蘿卜素、β—胡蘿卜素、α—胡蘿卜素、葉黃素以及β—隱黃質的攝食量與風險因子沒有關系[8]。2000年，Stefani等報道了在烏拉圭進行的研究顯示，番茄制品或番茄紅素與上消化道癌（包括口腔癌、咽喉癌以及食道癌）的風險率呈負相關[9]。

番茄紅素的抗氧化作用是它的抗癌效果的一種主要作用機制。目前，大致明確番茄紅素的抗癌機制主要有以下幾個方面：（1）抗氧化作用，幾乎所有癌癥的發病都涉及大量活性氧，而番茄紅素具有優越的消除單線態氧和過氧自由基活性，而且它還可提高機體的抗氧化水平，可見，該機制是它抗癌的一種最為主要的機制。（2）免疫調節機制，癌癥的發病也涉及機體對癌癥體系的失調，而番茄紅素可促進T或B淋巴細胞的增加，從而相對地提高了機體對癌癥的抵抗能力。（3）細胞凋亡機制，目前通過細胞凋亡的抗氧機制普遍為人們接受，而已有研究顯示番茄紅素即可通過細胞凋亡的機制，抑制了腫瘤或癌細胞的生長。因而番茄紅素有很強的預防癌癥的作用，目前國內外正積極地進行這方面的研究，期待不久能有進一步的實踐。

4.3.2番茄紅素與心血管疾病

1997年，Kohlnuier等在一項同時在10個歐洲國家開展的多中心案例控制研究當中，結果表明番茄紅素而不是β—胡蘿卜素對攝食蔬菜的保護效果起主要作用；2000年，Rotterdam研究顯示，血清番茄紅素水平與動脈硬化呈負相關，而其他類胡蘿卜素則無此相關性，可見，番茄紅素在動脈硬化的發展過程中可起到一定的保護作用。

4.3.3番茄紅素與其他疾病

大量研究顯示，一般類胡蘿卜素還在預防人類免疫缺陷病毒（HIV）感染、預防與年齡相關的視網膜黃斑變性、老年癡呆癥以及類癥等方面顯示較為突出的效果。番茄紅素作為一種較突出的類胡蘿卜素化合物，有關番茄紅素不同疾病相關性的研究方興未艾，期待今后能取得更大的進展。

4.4誘導細胞間隙連接通訊

Bertra等在C3H10T1/2細胞培養系統中研究表明，番茄紅素可使轉化細胞與未轉化細胞之間的細胞間隙連接通訊功能得到恢復。因此，轉化細胞可以接收到正常細胞傳輸的生長調控信號（如生長抑制因子），從而減低轉化細胞的惡性腫瘤，阻止各個轉化表型的表達。不過，目前尚不清楚番茄紅素提高細胞間隙連接通訊功能機制，仍需進一步研究。

4.5其他生理功能

番茄紅素可防止皮膚受紫外線傷害，由于皮膚中含有番茄紅素，當皮膚受到紫外線照射時，皮膚中的番茄紅素首先被破壞，從而有保護皮膚免遭紫外線傷害的作用；還有番茄紅素可以作為一種適度的膽固醇劑等等。

5、番茄紅素的展望

中國目前已成為世界番茄醬生產大國，年產番茄醬達到3060萬噸，且逐年遞增。但產品單一，幾乎全部作為原料出口，而沒有形成最終產品。只有形成了多樣化的終極產品，并在國內外市場據了相當的份額，番茄醬企業才能獲得持續而穩定的發展。中國番茄醬(新疆產)具有番茄紅素高的特點，達到80mg／100g，有些甚至超過100mg／100g。而市售番茄紅素膠囊的紅素含量一般為10mg／粒。因此，食用10g左右的新疆番茄醬所攝人的番茄紅素幾乎與服用一粒番茄紅素膠囊相當。所以，建議消費者經常食用國產番茄醬，同樣可以起到各種番茄紅素產品的保健作用。同時，建議番茄醬生產企業充分利用資源優勢，大力開發多種風味的番茄醬產品，尤其是適合中國人口味的風味番茄醬。

番茄醬生產中產生的廢料(番茄皮籽)目前多被用作飼料或被廢棄，如果用來提取番茄紅素，將為企業帶來更大的利潤。這項技術在國外已經得到應用，國內企業應加快開發或直接引進。

因技術培育高番茄紅素的番茄，以及開發產番茄紅素的微生物，是目前番茄紅素研究的熱點，中國在這一領域的研究還未見報道。

作為藥品在國外正倍受關注，每年均有大量的研究報告，是番茄紅素應用研究中最為活躍的領域。而中國尚未開展這方面的研究工作。

作為新型保健食品、食品添加劑、化妝品和藥品具有廣闊的市場前景。目前國內市場上此類產品的品種和數量都十分稀少，遠遠不能滿足市場需要。因此，應大力開發。

主要參考文獻

1、毛跟年，許牡丹主編.功能食品生理特性與檢測技術.化學工業出版社,2005

2、唐傳核編著.植物功能性食品.化學工業出版社,2004

3、番茄紅素研究現狀與展望.檢驗檢疫科學,2004,14(2)

4、張連富，丁霄霖.番茄紅素及其生產應用研究.食品與機械,1998（6）:14～16

5、Bohm.F,etal.1995.Carotenoidspritecagainstcellmembranedamagebynitrogendioxideradical.Nat.Med.11:89～90

6、ColditzGA,etal.1985.Increasedgreenandyellowvegetablesintakeandloweredcancerdeathinanelderlypopulation.Am.J.Clin.Nutr.,41:32～36

7、GiovannucciE,etal.1995.Intakeofcarotenoidsandrationolinrelationtoriskofprostatecancer.J.Natl.CancerInst.,87:1767～1776

8、HelzlsouerKJ,etal.1989.Seleium,lycopene,--tocopherol,--carotene,retinal,andsubsequentbladdercancer.Cancerres.,49:6144～6148

9、StefaniED,etal.2000.tomatoes,tomato—richfoods,lycopeneandcanceroftheupperaerodigestivetractacasecontrolinUrnguay.OralOncology,36:47～53

10、閆春蘭，劉子貽.番茄紅素保健功能的研究現狀.浙江大學學報（醫學版）,2002，31（2）：139～142