番茄果实色泽与色素组成的关系

以不同果色的番茄品种为材料,采用HPLC法测定番茄果实中主要类胡萝卜素含量,用分光光度计法测定番茄果实中的叶绿素含量,分析了番茄果实色素提取液可见光区(350～700nm)吸收光谱,探讨了番茄果实色泽与色素组成和含量的关系,以期丰富番茄品质形成基础理论。结果表明:红果番茄中番茄红素含量较高,L402和利生8号的番茄红素含量分别为36.0、33.3μg/g,黄色类胡萝卜素(β-胡萝卜素和叶黄素)与红色类胡萝卜素(番茄红素)含量比值分别为0.19和0.24,是果实表现红色的主要原因;黄果番茄中黄色类胡萝卜素含量较高,金冠中的β-胡萝卜素和叶黄素分别为0.9、1.0μg/g,黄色类胡萝卜素与红色类胡萝卜素比值为0.73;绿果番茄果实中叶绿素含量达到11.4μg/g,占色素含量的71.7%。红棕果番茄果实同时含有大量番茄红素、较多量的叶绿素和黄色类胡萝卜素是果实呈现深暗红棕色的主要原因。番茄果实的色泽主要取决于果实内各种色素的组成、含量及比值。     

番茄红素的概况

番茄红素(Lycopene)是一种重要的开链式不饱和类胡萝卜素,在类胡萝卜素中的抗氧化性最强,它是由碳氢两种元素构成,分子式为C40H56,分子量为536.88,分子结构式如图1-1所示。番茄红素是成熟番茄中的主要色素,含量可达3~14mg/100g,而且番茄的成熟度越高,番茄红素含量越高,在某些品种的番茄中其含量高达40mg/100g。     

番茄红素萃取工艺条件研究

[目的]确定番茄红素的提取工艺。[方法]采用正交试验,研究液料比、提取温度、提取时间及提取次数对番茄红素提取率的影响。[结果]乙酸乙酯的浸提效果最好,故选用乙酸乙酯作为浸提溶剂。随着液料比的升高,番茄红素提取率增加,当液料比大于4∶1(ml/g)时,色素提取率增加缓慢。当pH值小于6时,随着pH值的增大,色素提取率增加;当pH值大于6时,随着pH值的增大,色素提取率降低。各因素对番茄红素提取率的影响由大到小依次为:液料比>提取次数>提取时间>提取温度。[结论]番茄红素的最佳提取工艺为:液料比为4∶1(ml/g),提取时间50 min,提取温度45℃,提取次数3次,该条件下,番茄红素的提取率在85%以上。     

番茄红素微胶囊的制备及抗炎活性分析

以辛烯基琥珀酸淀粉钠和麦芽糊精分别加阿拉伯胶为壁材,制备番茄红素微胶囊,测定番茄红素微胶囊的包封率,分析其在不同温度条件下的稳定性;采用体外脂多糖(LPS)诱导RAW264.7细胞、BPH–1细胞与体内佛波酯(TPA)诱导小鼠耳肿胀模型,探讨番茄红素微胶囊的抗炎活性及其抗炎机制。结果表明：辛烯基琥珀酸淀粉钠和阿拉伯胶质量比为2∶1的复合壁材制备得到的番茄红素微胶囊的包封率为85.43%,在45℃条件下,番茄红素微胶囊中番茄红素保留率超过50%;在0.5～10.0μg/mL范围内,番茄红素微胶囊对LPS诱导分泌NO的抑制率为8.83%～72.33%,其IC50为3.76μg/mL;10.0μg/mL番茄红素微胶囊对BPH–1细胞增殖的抑制率高达52.17%,其IC50为8.33μg/mL;番茄红素微胶囊对TPA诱导小鼠耳肿胀的抑制率为38.45%,显著抑制TNF–α、IL–6、MDA、ROS细胞因子过度表达,抗炎作用优于番茄红素油树脂。可见,番茄红素微胶囊比番茄红素油树脂具有更好的稳定性及抗炎活性,其作用机制与抑制TNF–α、IL–6、MDA、ROS过度表达有关。     

缬氨酸转氨酶工程菌的构建及表达条件的优化

[目的]构建缬氨酸转氨酶基因(avtA)的大肠杆菌工程菌,并优化其表达条件。[方法]将avtA基因插入到载体pET32a中,构建表达质粒pET32a-avtA,通过纸层析检测酶活性,SDS-PAGE凝胶电泳检测目的蛋白,并通过考察培养基中蛋白胨浓度、IPTG诱导浓度和诱导时间来优化其表达条件。[结果]成功构建了缬氨酸转氨酶基因的大肠杆菌工程菌,其最佳表达条件为:培养基中蛋白胨浓度为12g/L,IPTG浓度为0.4 mmol/L,诱导时间为8 h。[结论]缬氨酸转氨酶工程菌具有良好的应用前景。     

市售番茄和圣女果果实中番茄红素HPLC检测方法的研究

采用高效液相色谱法(HPLC)检测市售番茄和圣女果果实中番茄红素的含量。色谱条件为:Inertsil ODS-SP色谱柱(150mm×4.6mm,5μm);流动相为乙腈和乙酸乙酯进行梯度洗脱,乙酸乙酯在15min内由0%上升到100%,保持100%乙酸乙酯运行到25min;紫外检测器,检测波长为475nm;色谱柱温度25℃;流速0.8m L/min;进样体积10μL。检测结果显示,番茄果实中番茄红素的含量为697.5μg/g,圣女果果实中番茄红素的含量为811μg/g。     

不同樱桃番茄品种果实发育过程中类胡萝卜素的变化规律

分析不同樱桃番茄品种果实发育期类胡萝卜素的变化规律,探讨果肉外观颜色差异形成的原因,为选育不同果实颜色的樱桃番茄新品种提供参考.以成熟果色分别为红色、粉色、黄色、紫色和绿色的"状元红""粉丽娜""皇冠""黑珍珠"和"碧玺"5个樱桃番茄品种为试材,测定其绿熟期、转色期、成熟期的叶绿素、番茄红素、胡萝卜素等色素的含量.结果表明,5个樱桃番茄品种在果实成熟过程中叶绿素含量呈逐渐降低趋势,完熟期含量最低;番茄红素含量呈逐渐增高趋势,其中,"状元红"完熟期番茄红素的含量最高,达0.092 mg/g;"黑珍珠"随着果实的成熟,叶绿素、胡萝卜素和番茄红素的含量呈增高趋势,其叶绿素、胡萝卜素含量明显高于"状元红"和"粉丽娜";"皇冠"果实成熟过程中胡萝卜素的含量均低于其他几个品种;"皇冠"和"碧玺"果实成熟过程中几乎不含番茄红素.     

番茄红素分离纯化研究

以5%番茄红素粉为原料,研究了应用不同型号树脂对番茄红素进行分离纯化的效果。结果表明,不同型号树脂对番茄红素的分离纯化效果不同,其分离纯化效果顺序为X-5AB-8S-8离子交换树脂,最适静态吸附样液浓度为0.03 g/L、最适静态解吸时间为1 h、最适动态上样速度为2 BV/h、最适洗脱剂为乙酸乙酯。番茄红素经X-5吸附后,以乙酸乙酯为洗脱剂,可将番茄红素浓缩5.9倍,具有良好的富集纯化效果。     

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。     

不同外源物质对西瓜番茄红素含量及其关键酶基因表达的影响

【目的】探讨脱落酸(ABA)、MnSO₄、褪黑素(MT)对西瓜番茄红素含量及其合成代谢相关酶基因表达的影响,为明确番茄红素积累内在机理和提高西瓜番茄红素含量提供理论依据。【方法】以西瓜品种玲珑王为材料,在植株伸蔓期叶面喷施ABA、MnSO₄和MT,以喷施清水为对照,研究3种外源物质处理对西瓜果实发育过程中番茄红素积累及关键酶基因西瓜牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPS)、植物烯合酶基因(PSY)、酶解 胡萝卜素去饱和酶基因(ZDS)、番茄红素环化酶基因(LCYB、LCYE)、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因（NCED）表达模式的影响。【结果】MnSO₄、ABA、MT处理均可使西瓜果实的转色期提前,并增加了果实番茄红素含量。在授粉后10 d,只有ABA、MnSO₄处理可检测到西瓜果实中含有番茄红素;授粉后17 d各处理均可检测到番茄红素,授粉后17~24 d番茄红素积累速度最快;授粉后38 d时西瓜果实番茄红素含量最高,MnSO₄、ABA、MT处理番茄红素含量分别为90.78,82.24和82.13 μg/g,且均显著高于清水对照（65.00 μg/g）。外源物质对西瓜果实番茄红素含量的影响受番茄红素合成代谢酶基因表达差异的调控,其中ABA处理会引起番茄红素代谢酶基因LCYB1、LCYB2、LCYE在多个时期下调表达,MnSO₄处理会引起西瓜GGPS1、GGPS2、PSY1、PSY2、ZDS番茄红素合成基因在多数时期上调表达,MT处理主要引起NCED1、NCED7基因大幅下调表达。【结论】叶面喷施MnSO₄、ABA、MT会加快西瓜果实番茄红素的积累,其中ABA处理主要通过降低番茄红素转化速率来实现西瓜番茄红素的积累,MnSO₄处理主要通过提高番茄红素合成速率使番茄红素含量增加,MT处理主要通过NCED基因的低表达降低类胡萝卜素的分解速率,从而使番茄红素含量增加。     

紫草素等8种植物提取物对体外Hela细胞增殖的影响

将不同浓度的6种新疆地产植物提取物：枸杞多糖、紫草素、番茄红素、辣椒红素、红花红素和红花黄素,以及紫杉醇和香菇多糖加入Hela细胞培养液中,研究其对人Hela细胞增殖的影响。结果表明,在低于250μg/mL浓度时,只有紫杉醇和紫草素对体外Hela细胞的增殖有显著的抑制作用。加入紫杉醇（3.9μg/mL）或紫草素（62.5μg/mL）培养72 h后,细胞全部消失。而枸杞多糖、番茄红素、辣椒红素、红花红素、红花黄素、香菇多糖对Hela细胞的增殖无明显影响。     

新型高产β-胡萝卜素巴斯德毕赤酵母表达宿主菌的构建

分泌型巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）作为高效表达宿主菌已被广泛应用,通过高密度培养工艺用于多种酶制剂(如植酸酶、甘露聚糖酶等)的规模生产。然而,在生产过程中产生的大量菌体利用率低,多数被废弃掩埋,或只能作为廉价的菌体蛋白,造成大量的资源浪费。为提高酵母发酵副产物的利用率,向毕赤酵母宿主菌GS115中导入来源于红发夫酵母（Xanthophyllomyces dendrorhous）β-胡萝卜素合成途径中的关键基因(idi、crtE、crtYB和crtI),获得了胞内高产β-胡萝卜素的工程菌株P. pastoris GS115-CARO,实现工业生产中的菌体蛋白的高附加值利用。同时以来源于嗜热篮状菌（Talaromyces leycettanus JCM12802）的甘露聚糖酶基因Man5T作为参照,验证了宿主菌P. pastoris GS115和P. pastoris GS115-CARO在表达外源蛋白的差异。结果表明：Man5T基因的导入并没有影响,两株宿主菌的甘露聚糖酶表达量（分别为280 U/mL和286 U/mL,P>005）,但宿主菌P. pastoris GS115-CARO胞内β-胡萝卜素产量高达到31.27 mg/g(菌体干重dry cell weight,dcw)。构建的工程菌株不仅可以实现外源酶制剂的高效表达,有效地提升酵母菌体资源的利用价值,同时也在一定程度上了解决了发酵菌体对环境的污染问题。     

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.     

Lycopene accumulation induced by 2-(4-chlorophenylthio)-triethylamine hydrochloride

After fruits, roots, or the mycelium of certain plants were treated with 2-(4-chlorophenylthio)-triethylamine hydrochloride, lycopene was detected in the tissue. This is the first known success in causing lycopene to accumulate in a wide range of carotenogenic tissues that normally do not accumulate the pigment at some stage of development. The response should be of value in the study of carotenoid biosynthetic pathways and gene control mechanisms.     

高产纤维素酶绿色木霉基因工程菌的构建

[目的]构建CBHⅡ基因过量表达的绿色木霉工程菌。[方法]根据绿色木霉cDNA序列设计合成引物,PCR扩增CBHⅡ基因序列,将完整的目的基因与表达载体pCAMBIA1302连接,转入大肠杆菌DH5α中,获得重组质粒pCAMBIA1302-CBHⅠ。再将pCAM-BIA1302-CBHⅠ重组质粒与瑞氏木霉外切葡聚糖纤维二糖水解酶Ⅱ（CBHⅡ）PcbhⅡ启动子片段连接,将潮霉素磷酸转移酶（hyg）基因片段插入PcbhⅡ启动子下游,转入大肠杆菌DH5α中,获得重组表达质粒pCAMBIA1302-CBHⅡ。[结果]构建的重组表达质粒电转化后经SDS-PAGE电泳检测,绿色木霉纤维素酶CBHII基因在原宿主菌中成功过量表达,证实CBHⅡ基因在PcbhⅡ启动子控制下进行高效表达。[结论]为高产纤维素酶系的工业化菌株构建奠定基础。     

生姜叶鞘红色素的提取及稳定性研究

研究了生姜叶鞘红色素的提取条件和稳定性,结果表明:用料液比11∶00、pH值为1的95%乙醇作提取剂,在70℃恒温浸提30min,提取效率较好。生姜叶鞘红色素属花青素类色素,水溶性好,对热(80℃以内)的耐受性强,光照能加快色素降解。pH值对色素影响明显。金属离子Na+、Ca2+、Zn2+对色素色泽无影响,而A13+、Cu2+、Fe3+、Pb2+有不良影响。色素的抗氧化能力较差而耐还原性能较好。蔗糖、葡葡糖和盐等添加剂对色素无影响。