【分　 类】 基础科学
【关 键 词】 番茄红素；提取；检测
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正文：
摘要：本文综述了番茄红素的提取和检测方法的研究，以期为进一步开发利用番茄红素提供理论、实践依据和文献线索。
关键词：番茄红素；提取；检测
 
Progress on Extraction and Analytic Method of Lycopene
 
Abstract:In order to provide the theory,practice and reference to further develop lycopene,in this paper,the ways of lycopene extraction and analytic testing methods for lycopene were reviewed.
Keyword:lycopene;extraction;analysis
 
番茄红素（Lycopene）又名茄红素，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，因最早于番茄中发现而得名。番茄红素具有优越的生理功能，广泛用于保健食品、医药和化妆品，是很有开发价值的功能性天然食用色素。1910年Willstatter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。其结构中含有11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键，分子量为536.85，结构如下所示，熔点为174℃，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、乙烷，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂，不溶于水。独特的结构和性质使其具有抗坏血酸活性、猝灭单线态氧和清除过氧化氢等作用^[1,2]。
 
l  番茄红素在自然界的分布
番茄红素在自然界分布很广，成熟的红色植物果实中含量较高。番茄、西瓜、红色葡萄柚、木瓜及苦瓜子、番石榴等食物中都有发现，含量最高的是番茄果实，可达3～14mg/100g，且成熟度越高，番茄红素的含量越多。值得一提的是，最近美国农业部的科学家发现，在秋橄榄这种浆果中番茄红素的含量相当于西红柿 的18倍。番茄红素也广泛分布于人体的各种器官和组织中，主要有血液、肾上腺、肝脏、睾丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道等，其中血液、肾上腺、睾丸、肝脏等中含量较多。
在每100g各种水果和蔬菜中，番茄红素的含量分别为^[3]：西红柿3～20mg，西瓜2.3～7.2mg，番石榴（粉红色)5.23～5.50mg，番木瓜0.11～5.3g，葡萄柚（粉红）0.35～3.36mg，胡萝卜0.65～0.78mg，南瓜0.38～0.46mg，红薯0.02～0.11mg，杏子0.01～0.05mg。其中番茄、西瓜、红色葡萄等的果实和红色棕桐油中存在较多的番茄红素。
 
2 番茄红素提取工艺的研究
番茄红素是脂溶性色素，可采用直接粉碎法，有机溶剂提取法，酶法，超临界CO₂萃取法，微波辐射萃取法等提取工艺。
2.1 直接粉碎法
该法将番茄皮粉碎，作为着色剂直接添加于食品中。孔令明等人^[4]以番茄干渣为原料，研究干渣的粒度及提取方法对番茄红素提取效果的影响。结果表明：以3号（目数40～60）、4号（目数60～100）粒度干渣为原料，液料比为4：1（ml:g），50℃温度条件下浸提40min，能达到较好的提取效果，得率约为1.5mg/g。
2.2 有机溶剂提取法
番茄红素是一种脂溶性色素，易溶于多种有机溶剂，其主要步骤包括:新鲜番茄或番茄皮干燥、粉碎，选用一种有机溶剂或混合溶剂作为萃取液进行固液萃取，最后将萃取液真空浓缩，得到番茄红素的粗制品，此法简单易行，能耗低，溶剂易于回收^[5]。但由于番茄中还含有其它成分，而且有机溶剂会有痕量残留，只单单采用溶剂萃取，得到的产品一般纯度不高，番茄红素含量约在5%～15%左右，而且通常不会产生番茄红素晶体，而是一种呈油状的物质即番茄红素油树脂。
马卡迪在浸提法提取番茄红素的研究中表明^[6]，1，2-二氯乙烷作为提取剂，溶解色素能力强，其自身性质与其它溶剂相比也较稳定，同时其含氯量也较其它溶剂低。Yen^[7]等以苦瓜为原料，采用混合溶剂（石油醚/丙酮 1：1）可提取高纯度的番茄红素，且不需要复杂的纯化工艺。欧洲一专利采用95%的乙醇作溶剂，逆流法78℃浸提5h，获得色素液，真空浓缩除去溶剂后得粉状色素产品。另有很多专利也报道了工业化生产番茄红素的工艺流程^[8,9]。
2.3 超临界流体法
    超临界流体萃取技术是食品工业新兴的一项萃取、分离和纯化技术，具有无化学溶剂消耗和残留、无污染、避免萃取物在高温下的热裂解、保护生理活性物质的活性。工艺简单、能耗低，萃取剂无毒、易回收等特点。虽然目前提取脂溶性色素大多采用有机溶剂萃取法，但通过此法获得的产品质量差，纯度低，有异味和溶剂残留，严重影响了天然色素的推广和应用。因此，超临界流体萃取技术将会成为工业生产番茄红素的趋势性技术。目前已有超临界CO₂萃取番茄红素的研究报道，1998年，孙庆杰^[10]等采用番茄皮为原料，在20Mpa，45℃条件下，提取率达90%以上。陈德经^[11]等研究了超临界萃取西瓜番茄红素工艺，实验结果表明：在30Mpa，55℃，2h，CO₂流量25L/h，加入乙醇，西瓜沉淀干燥物的总提取率为17.7%，番茄红素含量为29.5%。王宪青^[12]等以新鲜番茄为原料，打浆后采用冷冻干燥的方法干燥获得番茄粉。用超临界二氧化碳提取番茄粉中的番茄红素，实验表明在30MPa，60℃,2h条件下，以无水乙醇作夹带剂，100g干物料中可以获取47.986g纯度为0.803%的番茄红素的提取物，番茄红素的量可以达到38.551mg左右。Gomez-Prieto MS^[13]等在40℃条件下利用二氧化碳从番茄中萃取番茄红素，同时采用C₃₀柱分离所得番茄红素，得到88%全反式结构和12%的顺式异构体。该实验表明，超临界流体萃取法可以减小番茄红素被氧化和异构化所造成的损失，保护了生理活性物质的活性，而且该工艺简单，能耗低。
2.4 酶反应法
酶反应法主要是利用番茄皮自身所含有的酶发生反应来提取番茄红素。日本公报专利介绍了利用番茄皮自身酶反应来提取番茄红素的生产方法。在微碱性条件下（pH7.5～9.0），使番茄皮中的果胶酶和纤维酶反应，分解果胶和纤维素，使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。周丹丹^[14]等用明胶固定化果胶酶，对其提取番茄红素的工艺进行了研究，结果表明：使用固定化果胶酶能够提高番茄红素的提取率，其优化的工艺条件为：酶量10mg/10g番茄浆，处理时间1h，处理温度45℃，pH值最适范围5-6，固定化酶的性质稳定，处理7次后提取率低为21.5%，相对酶活力为70%。李淑酶，杨帆等^[15]在提取番茄中番茄红素时, 添加果胶酶和纤维素酶, 筛选出最佳工艺为: 果胶酶和纤维素酶的比例为4∶1、添加酶量为0.5%、酶的作用温度为40℃，pH4，浸提时间为4h, 按此条件可大大提高番茄红素的提取率。
2.5 微生物发酵法
除了从含有番茄红素的物质中提取或用化学合成番茄红素外，还可以采用藻类和真菌及酵母发酵生产番茄红素。目前能生产番茄红素的微生物有包括能自身合成番茄红素的革兰氏阴性菌（Erwinialifedevora和 Erwinia herbicola）三孢布拉氏霉菌（Blakeslea trispora）及基因工程菌。发酵法生产番茄红素具有全年均可进行,不受季节地理影响、工艺简单、生产周期短、生产成本低等优点，因此具有一定的发展前途，受到各国研究人员的重视。张邦建等

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