基本介紹
- 中文名：番茄紅素
- 外文名：lycopene
- 分子式：C40H56
- 分子量：536.87
- CAS號：502-65-8
- 來源：西紅柿等
- 套用：營養保健
- 適宜人群：運動員慎用
來源,特性,理化性質,順反異構,穩定性,生理功能,抗氧化,防癌抗癌,保護心腦血管,降血脂,提高精子質量,保護皮膚,其他,套用,運動補充劑,化妝品,食品飲料,
來源
番茄番茄紅素廣泛分布於番茄、西瓜、李、柿、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、紅莓、雲莓、柑橘等的果實，茶的葉片及蘿蔔、胡蘿蔔、蕪菁、甘藍等的根部。不同品種的蕃茄和蕃茄的成熟度也會影響蕃茄中番茄紅素的含量。據統計蕃茄和各類蕃茄製品占了85%的日常生活番茄紅素攝取量。
不同於其他的營養素，例如維生素C，會在烹煮的過程中流失。蕃茄的食品加工，反而會提高番茄紅素的生物利用度。如鮮番茄中的含量約為30～50 μg/g，但番茄製品中番茄紅素含量普遍高於鮮番茄，如番茄醬約為490～940 μg/g，番茄汁約為10～110 μg/g，番茄沙司約為50～230 μg/g；西瓜中番茄紅素含量也非常豐富，約為23～72 μg/g。這是因為番茄紅素不溶於水，但是溶於油，而且緊密地結合在植物纖維里，所以烹煮、打碎蕃茄和加入油脂，可以大大提高消化系統吸收番茄紅素的能力。因此加工過的蕃茄製品像是蕃茄汁、湯、醬反而有比較高的生物利用度。
特性
理化性質
番茄紅素的化學結構是由11個共軛及2個非共軛的碳碳雙鍵組成的直線性碳氫化合物。在顯微鏡下呈長針狀晶體，暗紫紅色。可溶於脂肪、油脂、乙醚、石油醚、己烷和丙酮，其溶解度隨溫度增高而明顯增大；易溶於氯仿、二硫化碳、苯等有機溶劑；不溶於水；難溶於甲醇、乙醇，熔點169 ℃，在472 nm處有一強吸收高峰。番茄紅素不具環狀結構，因而不表現維生素A的生理活性。作為一種不飽和高聚物，它對氧化反應十分敏感。凡能導致類胡蘿蔔素氧化的因素如光、溫度、氧氣、pH及活性表面等均能影響番茄紅素。
順反異構
番茄紅素大約有72種順反異構體。植物中存在的番茄紅素幾乎都是反式的。大多數食品原料中存在的番茄紅素也是反式構型，只有一小部分順式構型，以5-順、9-順和13-順型為主。動物體內則是順式異構體占的比例較大。人血清中的番茄紅素含量為0.2～1.0 μmol/L，主要以順式構型存在，反式構型只占41%。番茄紅素的順式與反式異構體在化學和物理特性上完全不同。順式結構顏色弱，熔點低，消光係數小，極性強，更易溶解，在紫外光譜中有一個新的吸收峰。此外，不同番茄製品中順反異構體所占的比例不同，且在光、熱、加工和貯藏等條件下茄紅素的順反異構體可以相互轉化。
穩定性
植物體內的茄紅素比較穩定，作為一種不飽和高聚物，經提純分離後的天然茄紅素易於發生氧化反應，穩定性較差。光、溫度、氧氣、極度、pH值、金屬離子等均會影響茄紅素的穩定性。茄紅素對光十分敏感，日光、紫外光照射下損失極快。日光下半天番茄紅素基本損失殆盡，紫外光下3天后損失40%。茄紅素耐熱穩定性較好，熱損失少。常見金屬離子對茄紅素的穩定性影響不一，K、Na、Mg、Zn對其穩定性影響不大，Fe、Cu引起的茄紅素損失較大，而Fe、Al引起的損失較少。番茄紅素對鹼穩定，酸對番茄紅素有破壞作用，且隨濃度的增加，其穩定性下降。番茄紅素對氧化劑較穩定。還原劑如BHT和Vc可延緩其氧化。此外，處於番茄原果和有機溶劑中的番茄紅素較穩定，分離出來的純番茄紅素易發生變化。因此貯存或加工番茄紅素時應儘量避免光照及與鐵、銅離子接觸。
生理功能
抗氧化
茄紅素是有效的抗氧化劑，通過物理或化學方式捕捉高效猝滅單線態氧、抑制自由基的產生或直接清除自由基等發揮抗氧化作用。茄紅素的抗氧化能力在天然類胡蘿蔔素中是最強的，這與其獨特的長鏈不飽和分子結構有關。茄紅素猝滅單線態氧的速率是β-胡蘿蔔素的2倍，是α-生育酚的100倍。茄紅素能接受不同電子的激發，生成基態氧或三重態氧番茄紅素。一個三重態氧茄紅素，可消除數千個單線態氧自由基。因此，茄紅素通過抗氧化能力能有效保護生物膜免受氧自由基的損傷作用，延緩細胞和人體的衰老。Rao等的研究表明，含有不同來源番茄紅素的飲食能有效提高血清中番茄紅素的含量，並有效降低氧化應激水平。Subramanian等的研究表明，番茄紅素具有清除次氯酸的作用，次氯酸可通過修飾蛋白、脫氧核糖核酸、核糖核酸導致心血管疾病中的組織氧化，因此，番茄紅素可減輕次氯酸引起的機體損傷。
防癌抗癌
早在20世紀50年代，美國醫學專家首次報導了茄紅素具有抗癌效應。後來，經流行病學調查和多次動物實驗證明，茄紅素具有預防和抑制惡性腫瘤和癌症的作用。血液中茄紅素濃度與前列腺癌、食道癌、胰腺癌、胃腸癌、乳腺癌、皮膚癌等的發生率呈負相關。尤其在預防前列腺癌方面作用明顯。哈佛公眾醫學院Giovannucci等發表了攝取番茄產品可以降低前列腺癌症發病率的流行病學研究，證明常吃番茄的人比不常吃番茄的人患前列腺癌的機會減少了45%。王愛紅在研究番茄紅素對乳腺癌細胞周期及生長的影響時發現的研究表明， 番茄紅素通過阻滯乳腺癌細胞(MCF-7)於G0/G1期而抑制乳腺癌細胞的增殖。柴靜波的研究表明，番茄紅素具有提高荷卵巢癌大鼠免疫功能的作用，其機制可能與番茄紅素能夠有效降低炎症細胞因子(IL-2、TNF-α)含量以及提高CD4/CD8比值有關。
保護心腦血管
番茄紅素可深入清除血管垃圾，調節血漿膽固醇濃度，保護低密度脂蛋白（LDL）不受氧化，還可修復完善被氧化的細胞，促進細胞間膠質形成，增強血管柔韌度。一項調查研究顯示，血清番茄紅素濃度與腦梗死和腦出血的發病機率呈負相關。番茄紅素抗家兔動脈粥樣硬化的研究表明，番茄紅素能有效地降低家兔血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平，其效果與氟伐他汀鈉相當。Hsiao等研究顯示，番茄紅素對局部腦缺血有保護作用，其主要通過抗氧化、清除自由基作用抑制神經膠質細胞活性，縮小腦灌注損傷的面積。
降血脂
Ahuja等給予18～40歲成人補充番茄紅素19.5 mg/d 14d後發現，低脂膳食人群中銅誘導的LDL氧化損傷延遲，HDL升高，甘油三酯水平降低，在膳食脂肪為單不飽和脂肪酸的實驗組中效果更明顯。Ried等的研究表明，每日攝取≥ 25mg的番茄紅素能有效降低10%的LDL的含量，其效果可以與低劑量的治療高血脂症的汀類藥物相當，但超過25～44 mg/d的劑量是否對於降低高血壓病患者血壓還有待進一步研究。
提高精子質量
最近印度新德里的醫生髮現，蕃茄紅素能夠提高男子精子的質量。該項實驗中，23～45歲的不育男性被要求每天口服茄紅素2次，每次2毫克。3個月後，再次檢查他們精子的濃度、活動力和形狀。3/4男性的精子活動能力和形態獲致改善，而有20名男性的精子濃度獲得提高。在實驗結束時，有6人的太太懷孕，因此此項實驗結果具有實質上的統計意義。主要是因為，在健康男子的睪丸中，茄紅素含量很高，但在不育男子睪丸中較低。而口服茄紅素，在治療原因不明的男性不育症方面，具有正面的效益，但有關具體的治療方案，仍需經過大規模的隨機臨床實驗方能確定。
保護皮膚
番茄紅素還有降低皮膚受輻射或紫外線（UV）傷害功能。當UV照射皮膚時，皮膚中的番茄紅素與UV產生的自由基結合，保護皮膚組織免受破壞，與未照射UV的皮膚相比，番茄紅素減少31%~46%，其它成分含量幾乎不變。Stahl等證明，通過平時攝入富含番茄紅素的食物可對抗UV，避免UV照射產生紅斑。番茄紅素還可淬滅表皮細胞中的自由基，對老年色斑有明顯的褪色作用。
其他
實驗發現，在培養巨噬細胞的介質中加入茄紅素後，其膽固醇合成降低，同時茄紅素還增大巨噬細胞低密度脂蛋白（LDL）受體活性，抑制低密度脂蛋白膽固醇（LDL）的合成。茄紅素還有升高高密度脂蛋白膽固醇，使凝血系統活性降低，纖溶系統活性增加，提高血清和肝組織超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 活性的作用。
套用
根據Minte公司的“全球新產品資料庫”（GNPD），2003~2010年，全球共推出418種含有番茄紅素的新產品。這些產品涵蓋了食品、補充劑和化妝品領域，其中含番茄紅素的補充劑是最受歡迎的產品。
運動補充劑
GNPD數據顯示，全球共177種含有番茄紅素的補充劑新產品。國家食品藥品監督管理局（CFDA）可查詢到，獲得國食健字的番茄紅素的保健品有31種，其中進口保健品2種，其他均為國產保健品。這31種保健品主要用於抗氧化、延緩衰老、增強免疫力、調血脂等，其中有2種是片劑，1種油劑，其餘均為膠囊。
化妝品
GNPD數據顯示，含番茄紅素的護膚新產品有81種，彩妝51種。典型的產品如番茄紅素保濕乳液等，有美白和抗衰老效果。國產產品有番茄紅素美白精華塗抹針，具有抗氧化、抗過敏、美白的功效。
食品飲料
在食品和飲料領域，番茄紅素獲得了歐洲的“新穎食品”批准和美國的GRAS（通常被認為是安全的）身份，其中非酒精飲料最受歡迎。GNPD數據顯示，有20種新產品：麵包、早餐麥片等領域7種；加工肉類、魚類和蛋類領域7種；奶製品領域7種；朱古力和糖果領域6種；醬料和調味料5種；甜點和冰淇淋5種。中國專利200810017681介紹了一種番茄紅素在乳製品中的套用方法，將其套用於乳製品中，既保持了乳製品的營養又豐富了其保健功能。
