番茄红素的研究现状及应用前景

对番茄红素的分子结构、理化性质、生理功能、生物合成途径及提取方法等进行了介绍,简述了番茄红素在国内外的生产研究现状,并对番茄红素的应用前景进行了展望。     

番茄红素的稳定性研究

番茄红素对光、热、氧化剂、高价金属离子等在食品加工保藏和番茄红素提取过程中常见的环境因素很不稳定 .光照会导致番茄红素分解 ,加热可能会导致番茄红素从反构向顺构转变 ;光照、加热和金属离子等因素会促进番茄红素的氧化分解 ;还原剂如BHT和Vc可延缓番茄红素的氧化 ;处于番茄原果和有机溶剂中的番茄红素比较稳定 ,而分离的纯番茄红素易发生变化 .     

生物技术合成番茄红素的研究进展

番茄红素作为一种高价值类胡萝卜素，具有抗氧化、清除人体自由基、预防心脑血管疾病等生理功能，被广泛应用于食品、药品等领域。目前番茄红素主要来源于天然番茄提取，产能不足导致其市场应用受限。而以合成生物学为代表的生物技术为番茄红素的工业生产带来了曙光。本文基于国内外相关文献资料总结了番茄红素的理化性质、生理功能和生产方法，重点分析了当前利用生物技术生产番茄红素的代谢工程改造策略、发酵和提取方法的最新研究进展，并对目前番茄红素的合成生物学研究现状进行系统梳理，最后对未来生物技术生产番茄红素的研究方向及存在问题提出展望，旨在为番茄红素的生物合成技术研究提供参考。     

番茄红素在食用油中的稳定性及抗氧化机理研究

研究了番茄红素在不同品种食用油中的稳定性、对豆油氧化稳定性的影响及番茄红素抗油脂氧化的作用机理.结果表明:番茄红素在3种食用油中的稳定性大小表现为:大豆油>菜籽油>玉米油,在较低温度下番茄红素的保留率较高;随着番茄红素添加量的增加,豆油的氧化稳定性指数(OSI)值提高,抗氧化效果好;番茄红素是淬灭单线态氧能力最强的类胡萝卜素,其速率常数远高于其他胡萝卜素.指出将番茄红素作为抗氧化剂添加到食用油中,制得功能性油脂,是减缓油脂氧化的有效方法,且可以提高番茄红素自身的稳定性.     

圣女果番茄红素稳定性研究

以圣女果为原料对圣女果番茄红素的稳定性进行了研究。研究结果表明,光照能加快圣女果番茄红素的降解速度;氧化剂H2O2与还原剂Vc降低了圣女果番茄红素的稳定性;低温有利于圣女果番茄红素的保存;不同金属离子对圣女果番茄红素稳定性的影响不同;EDTA和六偏磷酸钠(SHMP)可以有效提高圣女果番茄红素的稳定性。     

嫁接对西瓜果实发育过程中番茄红素积累的影响

以万福来和极品春玉王2个小型西瓜品种自根植株为对照,研究西瓜果实中番茄红素的测定方法和优秀砧1号砧木对西瓜果实发育过程中番茄红素积累的影响.结果表明:用正己烷为西瓜果实番茄红素提取溶剂,吸收波长502 nm为测定波长,提取和测定西瓜果实番茄红素效果最好;嫁接延缓了果实发育前中期番茄红素的形成,但在中后期,嫁接瓜果实中番茄红素含量积累迅速增多,整个果实发育期内,嫁接瓜和自根瓜果实番茄红素含量一直呈上升趋势,自根瓜果实中番茄红素含量总是高于嫁接瓜,说明嫁接降低了西瓜果实中番茄红素含量.     

番茄红素的稳定性研究

番茄红素对光、热、氧化剂、高价金属离子等在食品加工保藏和番茄红素提取过程中常见的环境因素很不稳定，光照会导致番茄红素分解，加热可能会导致番茄红素从反构向顺构转变；光照、加热和金属离子等因素会促进番茄红素的氧化分解；还原剂如BHT和Vc可延缓番茄红素的氧化；处于番茄原果和有机溶剂中的番茄红素比较稳定，而分离的纯番茄红素易发生变化。     

用色差仪法定量分析番茄果实番茄红素的含量

为了建立一种快速准确、无损测定番茄红素含量的方法,利用色差仪测得红色和橙色果实番茄品种的L、a、b值,并采用比色法测定果实番茄红素的含量。根据L、a、b值获得a/b、(a/b)2、色度值、色调值和色光值,再分析这5个颜色系数与果实番茄红素含量间的相关性。结果表明,红色果实的番茄红素含量与a/b间的相关性最大,橙色果实的番茄红素含量与(a/b)2间的相关性最大。据此分别建立了红色和橙色果实番茄红素含量与最佳颜色系数间的回归方程。经过验证,所建立的回归方程对番茄红素含量的估测值与实际测定值之间差异不显著。     

番茄红素研究进展

概述番茄红素在自然界中的分布及其理化性质、生理功能等,综述番茄红素的生物合成研究和番茄红素产品的研发现状。     

番茄红素萃取优化工艺条件研究

[目的]考察番茄红素提取率的影响因素,优化其提取工艺。[方法]采用溶剂法萃取番茄红素,通过单因素试验考察了提取溶剂种类和用量、提取温度、提取时间和pH对番茄红素提取率的影响。[结果]以氯仿-丙酮（2∶1）混合液为提取剂提取番茄红素的提取率最高,石油醚为提取剂提取番茄红素的提取率最低。提取温度低于70℃,随着温度升高番茄红素的提取率明显增加,高于70℃时,其提取率趋于恒定。在提取初始阶段,番茄红素提取率随时间延长而增加8,0 min以后其提取率趋于稳定。当pH=6.0时,番茄红素提取率最高。当液料比小于4∶1时,番茄红素提取率随液料比的增大而显著增加;当液料比大于4∶1时,番茄红素的提取率反而下降。[结论]以氯仿-丙酮（2∶1）混合液为提取剂,液料比为4∶1,提取温度为70℃,提取时间为80 min,pH=6.0时,番茄红素的提取效果最佳。     

基于三孢布拉霉菌番茄红素的提取工艺研究进展

番茄红素是一种天然的类胡萝卜素,具有很强的抗氧化、抗癌抑癌、提高免疫力、延缓衰老和预防心血管疾病等功效,是目前国际上功能食品成分研究的热点。微生物发酵法生产番茄红素是工业化生产的趋势,其提取方法也日趋成熟,并以连续提取番茄红素最具有工业发展前景。介绍了番茄红素的物化性质及生理功能,综述了几种以三孢布拉霉菌菌丝体为原料的提取方法。     

2, 4-D浓度对胡萝卜悬浮细胞茄红素合成的影响

从茄红素含量，细胞总鲜重及茄红素总产量三方面，研究了培养基中，2，4－D浓度对胡萝卜悬浮培养细胞茄红素合成的影响。结果表明：2，4－D浓度在0．0－5．0mg/L，范围内，随着浓度升高单位鲜重细胞中茄红素含量增加，浓度为5.0mg/L时，含量最高，高于5.0mg/L时，茄红素含量急剧下降，2，4－D浓度在0.0-0.1mg/L范围内，浓度增加有利于细胞鲜重和茄红素总产量的提高，浓度高于0.1mg/L对两者都有抑制作用。     

番茄红素含量性状的遗传分析

选择番茄红素含量差异大的番茄品种为杂交亲本,对F1、F2、B1、B2、P1、P2等6个世代材料进行番茄红素含量性状遗传模型分析和遗传参数估计。结果表明,番茄红素含量性状符合加性-显性遗传模型,其广义遗传力和狭义遗传力分别为75.80%和44.47%。     

油树脂中番茄红素稳定性的研究

[目的]为番茄红素油树脂的应用和推广提供依据。[方法]采用碱液皂化和石油醚提取从番茄中制备番茄红素油树脂,研究光照、温度和还原剂对油树脂中番茄红素稳定性的影响。[结果]油树脂中番茄红素在丙酮溶液中的特征吸收峰为470 nm。日光和避光对油树脂中番茄红素稳定性影响的差异达到显著水平。避光条件下存放时间、温度、是否添加还原剂对油树脂中番茄红素的稳定性均有显著性影响(P<0.05)。在试验水平范围内,当温度高于40℃时,升高温度会显著加速油树脂中番茄红素的氧化;不同还原剂添加量对番茄红素稳定性的影响无显著差异(P>0.05)。[结论]番茄红素具有热不稳定性,日光可加速其氧化,添加还原剂可提高其稳定性,但不能长期维持。     

红酵母系统发育及番茄红素的测定

[目的]介绍了红酵母分离纯化的方法,菌株系统发育分析及发酵产物番茄红素的测定。[方法]从土壤及落花样品中分离纯化出7株红酵母,对其进行18S rDNA序列分析,并用高效液相色谱法对7株野生菌株的胞内色素产物进行了初步分析鉴定。[结果]18SrDNA序列分析可初步鉴定这7株菌分别属于红冬孢酵母菌属和红酵母属。用高效液相色谱测定7株菌种胞内抽提物中的番茄红素含量,发现仅有菌株06944的胞内抽提物中含有番茄红素。将菌株06944发酵产番茄红素的HPLC图谱与番茄红素标准品的对比,可初步鉴定所筛出的菌株06944产番茄红素,产量为2.96μg/ml。[结论]菌株06944为红冬孢酵母属,无致病性,可直接作为工业生产菌种。     

天然番茄红素的稳定性研究

为有效开发番茄工素，研究了不同条件下天然番茄红素的稳定性。结果表明：Fe^3 和Cu^2 对番茄红素的稳定性影响较大，NaOH对番茄红素的稳定性有较大的破坏作用，在酸性条件下比较稳定；氧化剂、还原剂和防腐剂对番茄红素的稳定性影响非常小，抗氧化剂能延缓番茄红素的损失；番茄红不比对光十分敏感，尤其是日光下直射1d即可完全损失，对紫外光和白炽灯光也较敏感；低于6.0kGy的辐射剂量对番茄红素影响不大。     

超临界二氧化碳萃取番茄红素的研究

在番茄红素超临界CO2萃取压力35 MPa,萃取温度55℃,解析温度35℃,以投料量20%的正己烷为夹带剂萃取2 h的情况下,番茄红素的提取率可达93.98%。结果表明:采用超临界CO2萃取番茄红素不仅可以克服传统提取方法的缺陷,而且对番茄红素这类热敏性物料的提取也尤为合适。     

Supplemental blue and red light promote lycopene synthesis in tomato fruits

Lycopene, one of the strongest natural antioxidants known and the main carotene in ripe tomato, is very important for human health. Light is well known to be one of the most important environmental stimuli influencing lycopene biosynthesis; specifically, red light induces higher lycopene content in tomato. However, whether blue light promotes lycopene synthesis remains elusive and exactly how light stimulation promotes lycopene synthesis remains unclear. We applied supplemental blue and red lighting on tomato plants at anthesis to monitor the effect of supplemental blue and red lighting on lycopene synthesis. Our results showed that supplemental blue/red lighting induced higher lycopene content in tomato fruits; furthermore, we found that the expression of key genes in the lycopene synthesis pathway was induced by supplemented blue/red light. The expression of light signaling components, such as red-light receptor phytochromes (PHYs), blue-light receptor cryptochromes (CRYs) and light interaction factors, phytochrome-interacting factors (PIFs) and ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5) were up- or down-regulated by blue/red lighting. Thus, blue and red light increased lycopene content in tomatoes by inducing light receptors that modulate HY5 and PIFs activation to mediate phytoene synthase 1 (PSY1) gene expression. These results provide a sound theoretical basis for further elucidation of the light regulating mechanism of lycopene synthesis in tomatoes, and for instituting a new generation of technological innovations for the enhancement of lycopene accumulation in crop production.     

西瓜果实发育过程中番茄红素、瓜氨酸和 VC等功能物质含量的变化

 【目的】对不同品种西瓜果实发育过程中番茄红素、瓜氨酸和VC等功能物质含量的动态变化进行分析,以探讨西瓜功能物质的变化规律,旨在为西瓜品质改良、功能西瓜育种提供依据。【方法】本研究以不同西瓜品种为对象,对不同发育阶段果实中番茄红素、瓜氨酸和VC等功能物质含量进行测定。【结果】（1）红瓤西瓜果实番茄红素在果实发育过程中的积累呈“S”型曲线变化;幼果番茄红素含量较低,着色期急剧增加,完熟期达到峰值。（2）西瓜幼果瓜氨酸含量较低,随果实发育瓜氨酸缓慢积累,果实膨大期含量有所减少,随后大幅度增高,接近完熟达到峰值,过熟期含量缓慢减少。（3）幼果期总VC含量较高,随着果实发育有所积累并达到第1个峰值,果实膨大期迅速下降到最低值,随后迅速积累,完熟期达到第2个峰值,过熟期缓慢下降;还原型VC和氧化型VC也符合同样规律,即西瓜果实发育过程总VC、还原型VC（AA）和氧化型VC（DHAA）的含量均呈“M”曲线变化,第2峰值大于第1峰值;达到峰值时,不同品种西瓜果实还原型VC﹕氧化型VC≈1—2﹕1。【结论】西瓜果实中番茄红素和VC含量在完熟期达到峰值,瓜氨酸含量在接近完熟期达到峰值。