番茄红素心理功效及其应用[宝典]

番茄红素心理功效及其应用[宝典] 番茄红素生理功能及其应用 摘要:番茄红素具有很强的抗氧化活性，能有效降低癌症、心血管病的发病率，可以作为一种 功能性色素广泛应用于功能食品、药品和化妆品中。本文介绍了番茄红素的分布，概述了番茄红 素的理化性质，生理功能，研究其预防慢性疾病的功效，以达到开发其功能性食品的目的。 关键词:番茄红素;类胡萝卜素;抗氧化剂;生理功能;功能性食品 中图分类号:TS202.3 文献标识码:A 文章编号: The Physiological functions and application of Lycopene Abstract: Lycopene, a strong antioxidant, has the ability to reduce the risk of cancers and cardiovascular diseases and has been widely used in foods, drugs and cosmetics as a functional pigment. The distribution, physicochemical properties and Physiological function of the lycopene are introduced in this paper, Study on the prevention of chronic diseases, in order to achieve the purpose of the development of functional food. Keywords: lycopene; carotinoil; antioxidant; physiological function; functional food 0 概述 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Tamus communis L.中分离出深红色的番茄红素晶体。1913年Schunk发现这种物质 胡萝卜素的不同，将其首次命名为lycopene，使用至今，该名称意味着该化合物来源于番茄，和 [1]而且与胡萝卜来源的胡萝卜素吸收光谱不同。其分子式为CH，分子量为536.85，纯品为针状4056 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。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。 番茄红素(Lycopene)又称ψ—胡萝卜素，属于异戊二烯类化合物，是类胡萝卜素的一种。由于最早从番茄中分离制得，故称番茄红素。过去人们一直认为，只有那些具备β—紫罗酮环并能转化为维生素A的类胡萝卜素，如α—胡萝卜素、β—胡萝卜素等才与人类的营养和健康有关，而番茄红素因缺乏此结构，不具有维生素A的生理活性，故对此研究很少。然而，番茄红素具有优越的生理功能，它不仅具有抗癌抑癌的功效，而且对于预防心血管疾病、动脉硬化等各种成人病、增强人体免疫系统以及延缓衰老等都具有重要意义，是一种很有发展前途的新型功能性天然色素。 1 番茄红素的分布 1.1 番茄红素在自然界中的分布 番茄红素广泛分布于各种植物中，如西瓜、南瓜、李子、柿子、胡椒果桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、红色葡萄柚、红莓、云莓、橘等的果实，茶的叶片，以及萝卜、胡萝卜等的根部，尤其在成熟的红色植物果实中的含量较高。在每100g各种水果和蔬菜中，番茄红素的含量分别为:西红柿3mg~20mg，西瓜2.3mg~7.2mg，番石榴(粉红色)5.23mg~5.50mg，番木瓜0.11mg~5.3mg，葡萄柚(粉红)0.35~3.36mg，胡萝卜0.65mg~0.78mg，南瓜0.38mg~0.46mg，红薯0.02mg~0.11mg， [2]杏子0.01mg~0.05mg。其中番茄、西瓜、红色葡萄等的果实和红色棕桐中存在较多的番茄红素。 1.2 番茄红素在人体中的分布 人体自身不能合成番茄红素，需通过膳食等加以补充。番茄红素被人体吸收后，可广泛分布于血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、消化道等器官组织中，其中肝脏、肾上腺 [3]和睾丸的含量较多。人体部分器官和组织中番茄红素的含量见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 表1 人体部分器官和组织中番茄红素的含量(nmol/g) Tab.1 the content of lycopene in the organs and tissues of humanbody (nmol/g) 组织名称 含量 组织名称 含量 肾上腺 脂肪 21.60 1.30 乳房 结肠 0.78 0.31 肾 肝脏 0.62 5.72 肺 卵巢 0.57 0.28 皮肤 睾丸 0.42 21.36 2 番茄红素的理化性质 2.1 化学结构 番茄红素分子式为CH ，是由11 个共轭及两个非共轭碳–碳双键组成的高度不饱和直链4056 型碳氢化合物，由于没有β–芷香酮环结构，所以番茄红素没有维生素A源活性。由于分子中位阻原因，作为多烯类物质的番茄红素其顺反异构体约有72种左右。天然存在于植物中的番茄红素 [4]主要以全反式形式存在，只有小部分为顺式构型，以5-顺、9-顺、15-顺构型为主(见图1)。番茄红素的全反式构型可经光、热和化学反应等异构化作用转化为顺式构型， 在人体血液及组织中，番茄红素是以异构体混合物的形式存在，顺式异构体占多数。 图1 番茄红素常见构型 Fig.1 the common configurations of lycopene 2.2 物理性质 番茄红素晶体为深红色针状, 可溶于乙醚、正己烷、氯仿等有机溶剂，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，抗氧化还原性较强。 植物体内的番茄红素比较稳定，作为一种不饱和高聚物，经提纯分离后的天然番茄红素易于发生氧化反应，稳定性较。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。番茄红素对光十分敏感，日光、紫外光照射下损失极。番茄红素耐热稳定性较好，热损失少。 ++2+2+3+常见金属离子对番茄红素的稳定性影响不一，K、Na、Mg、Zn对其稳定性影响不大，Fe、2+2+3+Cu引起的番茄红素损失较大，而Fe、Al引起的损失较少。添加V、V等抗氧化剂可以减少CE 番茄红素的损失。 2.3 化学性质 番茄红素结构非环状呈直链状不饱和碳氢化合物，其分子中有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，其中部分共轭双键使其具有颜色效应和抗坏血酸活性。番茄红素的顺式与反式异构体在熔点、摩尔消光系数、显色能力、极性、溶解性、和生物活性等方面都有着明显差异。 番茄红素是有效的抗氧化剂，通过物理或化学方式捕捉高效猝灭单线态氧、抑制自由基的产生或直接清除自由基等发挥抗氧化作用。番茄红素的抗氧化能力在天然类胡萝卜素中是最强的，这与其独特的长链不饱和分子结构有关。番茄红素猝灭单线态氧的速率是β-胡萝卜素的2倍，是α-生育酚的100倍。 3 番茄红素的生理功能 人们对类胡萝卜素生物化学的认识不断深入，这为进一步对它们进行广广泛的研究打开了全新的局面和方向。早期人们对类胡萝卜素的关注是一些可作为维生素A前体物质的类胡萝卜素。近期大量研究使我们对类胡萝卜素的诸多功能产生了新的认识，似乎诸多类胡萝卜素所表现出的显著消除单旋氧以及活性氧的效果更令人关注。有些类胡萝卜素不具有维生素A原活性，但是它们仍然具有极强的抗氧化活性，对于番茄红素尤其如此。正由于此，类胡萝卜素作为抗氧化剂的研究已成为类胡萝卜素研究的主流。此外，番茄红素还是人体血液或组织中最丰富的类胡萝卜素。可见，，番茄红素近期引起人们的关注具有一定的必然性。 番茄红素不仅具有优越的抗氧化活性，而且还具有与其他一些类胡萝卜素相同的生理功能，包括调节免疫功能、促进细胞间隙连信息传递(cell gap junctional communications)等。番茄红素预防慢性疾病(包括癌症、心血管疾病等)的效果，就是通过这些生理功能机制体现出来的。 3.1 抗氧化性 番茄红素通过物理和化学方式猝灭单线态氧或捕捉过氧化自由基。单线态氧是具有很强活性的氧自由基，具细胞毒性作用，以细胞膜、线粒体等部位对其最为敏感，能与细胞中多种生物大分子发生作用，通过与分子结合造成细胞膜系统的损伤;番茄红素能够接受不同电子激发态的能量，吸收光能并通过单线态—单线态能量转移过程使单线态氧的能量转移到番茄红素，生成基态氧分子和三重态番茄红素分子，三重态番茄红素通过与溶剂的一系列旋光和振动反应得到再生， 并在此过程中将能量散发;类胡萝卜素的猝灭能力与其分子中所含有的共轭双键的数目有着密切的关系，番茄红素分子中有11个共轭双键，一个番茄红素分子可以清除数千个单线态氧，其猝灭单线态氧的速率常数较β-胡萝卜素高2倍。1990年Paolo等报道了类胡萝卜素和生育酚等30余种生物抗氧化剂猝灭单线态氧的作用，番茄红素是猝灭单线态氧最强的。因此，番茄红素通过抗氧化能力能有效保护生物膜免受氧自由基的损伤作用，延缓细胞和人体的衰老。 表2 番茄红素与其他抗氧化剂淬灭单线态氧的速率比较 Tab.2 The comparison of quenching rate constant with singlet oxygen between lycopene and other antioxidants 99化合物 淬灭速率常数/×10L/molos 化合物 淬灭速率常数/×10L/molos 番茄红素 31 γ-胡萝卜素 25 虾青素 24 斑螯黄质 21 α-胡萝卜素 19 β-胡萝卜素 14 胭脂树色 14 玉米黄质 10 叶黄素 8 隐黄素 6 胆红素 3.2 胆绿素 2.3 藏花素 1.1 维生素E 0.33 [5]Vibeke 等研究给予雌性大鼠0.001,0.1g/(kg?d) (以体质量计)的番茄红素2周后，结果表明，血液中3/4 的具有抗氧化活性酶都受到了番茄红素的影响，0.005g/ (kg?d)和0.05g/(kg?d) 的番茄红素能显著增强超氧化物歧化酶的活性， 而且0.005g/(kg?d) 的番茄红素还能增强谷胱甘肽还 [6]原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，从而提高了小鼠抗氧化的能力。Rao 等的研究表明，含有不同来源番茄红素的饮食能有效提高血清中番茄红素的含量，并有效降低氧化应激水平。 [7]Subramanian 等的研究表明，番茄红素具有清除次氯酸的作用，次氯酸可通过修饰蛋白、脱氧核糖核酸、核糖核酸导致心血管疾病中的组织氧化，因此，番茄红素可减轻次氯酸引起的机体损伤。 3.2 抗癌作用 早在20 世纪50 年代，美国医学专家报道了番茄红素具有抗癌效应，后来通过人体细胞系组织培养、动物实验和流行病学调查研究发现，番茄红素具有预防和抑制恶性肿瘤和癌症的作用， [8][9]对于前列腺癌作用明显。哈佛公众医学院Giovannucci等发表了摄取番茄产品可以降低前列腺癌症发病率的流行病学研究，证明常吃番茄的人比不常吃番茄的人患前列腺癌的机会减少了 [10]45%.Vaishampayan等对71名前列腺癌患者临床试验，注射含15mg番茄红素的番茄提取物，每天两次，持续6个月，结果发现前列腺特异性抗原(PSA)水平在癌症治疗的过程中和治疗后保持稳 [11]定，从而减少了癌症复发的危险性。张涛等研究发现番茄红素对人前列腺PC-3细胞的抑制增殖作用与G0/G1期阻滞有关，其分子机制可能与调节P21WAF1表达有关。但是也有研究发现，番茄 [12][13]红素与前列腺癌之间并不像以前报道的那样有保护性联系。Peters等的流行病学调查表明，番茄红素对于预防前列腺癌并无奇效。 3.3 预防心血管疾病 心血管疾病发病率和死亡率在许多发达国家都占据首位，在大多数发展中国家也迅速上升并 [14]成为主要疾病之一。研究证明，番茄或番茄制品可降低患心血管病风险，在研究急性心肌梗死和抗氧化剂水平时，通过心肌梗死后组织切片检查发现，在类胡萝卜素中只有番茄红素具有保护作用; 同时血浆中低番茄红素量与患冠状动脉疾病风险及死亡率呈相关性。番茄红素能显著降低血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)含量，改善的脂质代谢，减少低密度脂蛋白胆固醇 LDLC) [15]也可通过减少甘油三酯(TG)在动脉组织内沉积而延缓动脉粥样硬化。对内膜的直接损伤作用， 4 番茄红素的应用 人体不能自行合成番茄红素，须通过饮食等补充获得。番茄及其加工制品番茄酱、番茄沙司、番茄汁等是欧美国家摄入番茄红素主要来源。另外, 番茄红素可作为色素、营养强化剂等成分添加到果酱、果汁、乳制品、肉制品、烘焙食品、糖果、代餐食品等食品及饮料中。对番茄加工产品番茄红素吸收及生物利用率要比来源于生鲜番茄高，经热处理等加工使更多番茄红素从细胞组织中释放出来，番茄红素反一顺式结构转化及食品中脂类物质可提高番茄红素生物利用率。此外, 番茄红素剂量及其它类胡萝卜素, 如p一胡萝卜素存在也会影响番茄红素生物利用率。试验表明, [4]化学合成等同番茄红素与从番茄中提取天然番茄红素生物利用率没有显著差别。 番茄红素有益于健康功能作用, 已引起人们越来越多关注, 尽管有些作用机理, 如番茄红素代谢、顺反式异构体在生理功能上差异及番茄红素单独还是与其它物质协同效果作用等尚需进一步明确; 但作为一种健康食品配料, 番茄红素在食品加工业中应用前景将十分广阔。 参考文献 [1] Nguyen M and Schwartz SJ. 1999. Lycopene:chermical and biological properties. Food Technologh, 53(2):38~43 [2] 李春生. 番茄红素的研究概况[J]. 农产品加工?学刊,2009, (1) [3] 毛跟年, 许牡丹. 功能食品生理特性及检测技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004 [4] 刘远鹏. 健康食品配料—番茄红素的性质及应用[J]. 中国食品添加剂, 2005, (2): 257~263 [5] Vibeke B, Soren T L, Bahram D, et al. Dose-response effects of lycopene on selected drug-metabolizing and antioxidant enzymes in therat[J]. Cancer Letters, 2000, 154: 201~210. [6] Rao A V. Processed tomato products as a source of dietary lycopene: bioavailability and antioxidant properties [J]. Canadian Journal of Dietetic Practice and Research, 2007, 12: 161~165. [7] Subramanian P. Potentantioxi dative activity of lycopene: a potential role in scavenging hypochlorous a cid [J]. Free Radical Biology & Medicine, 2010, 49:205~213. [8] Brber N J. Lycopene and prostate cancer [J]. Prostate Cancer and Prostatic Diseases, 2002, 5(1): 6~12. [9] Giovannucci E, Ascherio A, Rimm E B, et al. Intake of carotenoids and retinolin relation to risk of prostate cancer[J].Journal of the National Cancer Institute, 1995, 87: 1767~1776. [10] Vaishampayan U, Hussain M, Banerjee M, et al. Lycopene and soy isoflavones in the treatment of prostate cancer[J]. Nutritional Cancer, 2007, 59(1): 1~71. [11] 张涛, 邱青朝, 胡波. 番茄红素对人前列腺癌PC-3细胞周期的阻滞作用[J]. 南华大学学报: 医学版, 2008, 36(6): 748~751. [12] Huang H Y, Alberg A J. Prospective study of antioxidant micronutrients in the blood and the risk of developing prostate cancer [J]. American Journal of Epidemiology, 2003, 157(4): 335~344. [13] Peters U, Leitzmann M F, Chatterjee N, et al. Serum lycopene, other carotenoids, and prostate cancer risk: a nested case control study in the prostate, lung, colorectal, and ovarian cancer screening trial[J].Cancer Epidemiology, Biomarkers& Prevention, 2007, 16 (5): 962~968. [14] 马天贵. 番茄红素生理功能及其应用[J]. 粮食与油脂, 2008(1): 46~48( [15] 贾亚伟. 番茄红素的生理功能和生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 研究进展[J]. 安徽农业科学, 2010, 38( 28): 16032~16034(