华中农业大学在番茄红素生物合成代谢研究上取得突破

<正>番茄红素是植物中所含的一种天然色素,主要存在于番茄等成熟果实中,具有极强的抗氧化功能,可清除人体内自由基。早在上世纪60年代,研究人员就针对番茄果实中番茄红素的合成代谢展开了系统而深入的研究,鉴定出番茄果实中番茄红素的生物合成和代谢途径及其限速酶,但对番茄红素生物合成和代谢的调控机制的研究一直都没有重大进展,提升番茄果实番茄红素含量的研究进展也十分缓慢。     

番茄红素的提取及生理功能的研究

番茄红素为开链式不饱和类胡萝卜素,具有抗氧化、清除自由基、促进细胞间连接与传导、防癌抗癌等多种生理功能。作为一种功能性天然色素,番茄红素被广泛应用于多种功能性食品。从分子结构、提取生产以及功能性质方面介绍了番茄红素的发展情况。     

植物类胡萝卜素生物合成相关基因的表达调控及其在植物基因工程中的应用

类胡萝卜素是人类饮食结构中不可缺少的重要成分,具有多种重要的保健功能,尤其是有些类胡萝卜素,如β-胡萝卜素是合成维生素A的前体,具有抗癌和提高免疫力等功效。类胡萝卜素还广泛用于医药和化妆品工业。迄今为止,自然界中发现的大多数类胡萝卜素都是微量的中间产物,很难直接利用。本文概述了高等植物类胡萝卜素生物合成途径、类胡萝卜素生物合成关键酶基因的克隆,如异戊烯焦磷酸异构酶、牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合成酶、八氢番茄红素合成酶、八氢番茄红素脱氢酶、ζ-胡萝卜素脱氢酶、!-番茄红素环化酶、ε-番茄红素环化酶,并对这些关键酶基因的功能进行鉴定。以水稻、油菜、马铃薯和番茄为例,阐明了类胡萝卜素合成关键酶基因在植物基因工程中的应用。将黄水仙的Psy和Lcy-b以及噬夏孢欧文氏菌(Eriwiniauredovora)CrtI基因同时转入水稻,水稻种子内胚乳类胡萝卜素含量得到提高。另外,在油菜、马铃薯和番茄中转入与类胡萝卜素合成相关的基因,类胡萝卜素含量也发生不同程度的提高,基因表达水平也发生变化。阐述了通过基因操作技术只能得到极少量的类胡萝卜素,只有进一步弄清类胡萝卜素代谢途径,提高外源基因在植物中的特异表达,才能合成大量类胡萝卜素,使类胡萝卜素遗传操作技术成功运用于作物品质改良。     

光照和温度调控对番茄果实中类胡萝卜素合成的影响

为探究光温调控对番茄果实中类胡萝卜素合成水平的影响,本实验以Micro-Tom番茄为试材,利用LED设备和光照培养箱设置不同的环境条件,研究在高温(HT) 35℃、低温(LT) 15℃、常温(NT) 25℃、高光(HL) 260μmol·m~(-2)·s~(-1)、正常光(NL) 130μmol·m~(-2)·s~(-1)和低光(LL) 65μmol·m~(-2)·s~(-1)等环境条件的影响下番茄果实中类胡萝卜素含量和组分之间的变化,以及环境调控对其合成代谢途径的影响。结果表明,番茄果实的着色过程受高、低温抑制;高温可使番茄果实提早转色,但同时也导致果实即使至完熟期,其类胡萝卜素含量也一直维持在转色期水平,并严重影响果实中番茄红素的积累,而低温则会造成果实无法转色。光照对类胡萝卜素积累总体影响不大,但高光条件可加快果实转色速度,从而促进完熟期果实中类胡萝卜素的积累。不同光温处理条件下番茄类胡萝卜素测定的高效液相数据显示,番茄果实中含量最高的类胡萝卜素为番茄红素。对番茄红素代谢途径中的关键基因lcy-b进行分析可知,高温和低温条件均会抑制其表达。本研究结果可以为番茄的设施栽培提供理论依据和技术支持。     

超声波辅助提取圣女果番茄红素及其抗氧化活性研究

以圣女果为原料,采用超声波辅助提取法提取圣女果中的番茄红素,在单因素试验的基础上,通过正交试验对该提取工艺进行优化,同时利用清除DPPH·法和·OH法评价圣女果番茄红素的抗氧化活性。结果表明,超声波辅助提取圣女果番茄红素的最佳工艺条件为:以体积比为7∶1的乙酸乙酯-丙酮溶液为提取剂,料液比1∶7(g/m L),超声功率280 W,超声温度70℃,超声时间50 min。在该工艺条件下,番茄红素提取量为63.2μg/g。圣女果番茄红素对DPPH·和·OH具有较强的清除能力,且与番茄红素浓度呈明显的量效关系,表明圣女果番茄红素具有强的抗氧化活性,可作为一种天然抗氧化剂。     

番茄汁饮料的制作

番茄是一种优质的碱性食品。每100g熟番茄中含维生素A1000mg、胡萝卜素370μg。番茄中的维生素C,由于有机酸的保护,煮熟时损失较少。《陆川本学》中记载,番茄生津止渴,健胃消食,治口渴、食欲不振等症,还具有清热解暑、凉血平肝、利肾利尿、降血压等功效。番茄中最重要的生物活性成分就是番茄红素与谷胱甘肽。番茄红素具有很强的抗氧化性和清除自由基的活性,可提高机体免疫力,控制癌细胞增长,起到抗癌作用;番茄红素进入血液循环时,     

食物中的抗癌物(下)

(1)番茄 番茄是被国内外公认的一种抗癌食物，其抗癌成分主要是番茄红素，它是类胡萝卜素的一种，为一种强有力的抗氧化剂，能保护人体细胞免受自由基侵害，阻止DNA的氧化，同时能帮助修复体内受损细胞，激发围歼肿瘤细胞的抗体，使癌细胞失去活性，逐渐死亡。     

番茄红素提取提纯方法的研究进展

天然色素番茄红素是类胡萝卜素的一种,具有很强的抗氧化性,能起到防癌、抗癌的功效。对番茄红素的提取方法(溶剂提取法、超声辅助提取法)及提纯方法(皂化法、重结晶法、柱层析法)进行了综述,并对番茄红素提取提纯方法的研究趋势和前景进行展望。     

柿果类胡萝卜素化学成份及其含量研究

对柿果中类胡萝卜素化学成份及其含量的季节性变化以及栽培条件的影响等进行了调查,旨在为柿色素代谢及其功能性成分合成与调控等的深入研究奠定基础。结果如下：柿果实中的色素成份为玉米黄质、β-隐黄质、β-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素;果皮中的类胡萝卜素总含量约是果肉中的6-11倍;按类胡萝卜素组成成分的含量由高至低,果皮依次为玉米黄质、β-隐黄质、β-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素;而果肉依次为β-隐黄质、玉米黄质和β-胡萝卜素。结果表明,柿果肉主要色素成份为功能性β-隐黄质。温室栽培磨盘柿果中功能性成分β-隐黄质含量是露地的3倍。供试7品种间色素成分与含量有很大区别。     

微波辅助提取西瓜番茄红素及其抗氧化活性研究

为优化西瓜中番茄红素微波辅助提取工艺,明确番茄红素的抗氧化活性,以番茄红素提取量为指标,通过单因素结合正交试验优化西瓜中番茄红素微波辅助提取工艺条件,并以BHT为阳性对照,利用清除DPPH·法和·OH法评价西瓜番茄红素的抗氧化活性。结果表明,微波辅助提取西瓜中番茄红素最佳工艺条件为:以体积比7∶1的乙酸乙酯-丙酮混合溶液为提取剂,微波功率260 W,微波时间60 s,料液比1∶12(g/mL),提取次数2次。此工艺条件下,西瓜中番茄红素的提取量为1.602 mg/g。西瓜番茄红素与BHT清除DPPH·的IC_(50)分别为8.95μg/mL与20.36μg/mL;清除·OH的IC_(50)分别为4.44μg/mL与10.44μg/mL,表明西瓜番茄红素具有很强的抗氧化活性。     

纸片型胡萝卜素番茄红素谷物食品的加工

胡萝卜素与番茄红素广泛存在于蔬菜、水果中，其中胡萝卜中所含胡萝卜素居各种食物之首，高达4010μg/100g。番茄红素主要存在于番茄、西瓜、葡萄柚、木瓜中，其中以番茄中含量最高，每100g番茄可食部分含番茄红素14mg，而新疆产的一种番茄中高达401mg，另外，还含胡萝卜素550μg／100g。     

采后UV-B照射保持贮藏番茄果实感官品质及抗氧化能力的研究

对绿熟期的番茄果实采用不同剂量(10、20、40、80 kJ.m-2)的UV-B进行照射后,在温度34℃、相对湿度95%的环境中避光贮藏34 d。结果表明,在4个处理中,以20、40 kJ.m-2剂量的UV-B照射处理贮藏效果最好,有效地保持了果实硬度,并延缓了果实的转色时间。此外,20、40 kJ.m-2的UV-B照射处理还可促进果实总酚及黄酮成分的积累,从而增强果实在贮藏过程中的抗氧化能力,但UV-B照射处理却降低了果实中抗坏血酸的含量。10 kJ.m-2的UV-B照射处理同样具有类似效果,但作用程度较小。较高的照射剂量80 kJ.m-2尽管促进了果实番茄红素的积累,但同时也给果实质地、颜色及抗氧化功能方面带来了不利影响。因此,用于保持番茄果实感官品质及抗氧化能力的最佳UV-B照射剂量为20 kJ.m-2或40 kJ.m-2。UV-B照射作为一种非化学手段可以有效保持番茄采后感官品质并提高其抗氧化能力。     

番茄果实中番茄红素含量的遗传分析

以5个番茄自交系为材料,完全双列杂交设计,对番茄果实中番茄红素配合力及其遗传参数进行了分析和估算.试验表明:番茄红素的一般配合力为-0.608～0.734,特殊配合力为-0.302～1.208;番茄红素的广义遗传力为57.35%,狭义遗传力为46.36%,其遗传符合加性-显性模型.所以在育种中采用系谱选择以提高和固定高番茄红素性状是有效的,有性杂交育种可在早期世代进行选择.     

番茄红素结晶和番茄红素油树脂对小鼠抗氧化作用的研究

为深度开发利用番茄红素结晶和番茄红素油树脂,以60只昆明小鼠为试验对象,将其分为空白对照组、番茄红素结晶低剂量组(11 mg·kg-1BW)、番茄红素结晶高剂量组(22 mg·kg-1BW)、番茄红素油树脂(183 mg·kg-1BW)对照组、番茄红素结晶低剂量(11 mg·kg-1BW)+番茄红素油树脂组(183 mg·kg-1BW)、番茄红素结晶高剂量(22 mg·kg-1BW)+番茄红素油树脂组(183 mg·kg-1BW),灌胃30 d,测定分析小鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、总抗氧化能力(T-AOC)及丙二醛(MDA)含量的变化,研究番茄红素结晶及番茄红素油树脂对小鼠的抗氧化作用。结果表明,与对照组相比,番茄红素结晶和番茄红素油树脂都能显著提升小鼠血清中SOD、GSH-Px活性和T-AOC,显著降低MDA含量。说明番茄红素结晶和番茄红素油树脂都具有抗氧化功能,且番茄红素结晶的抗氧化作用效果优于番茄红素油树脂。     

番茄红素的应用与发展

近年的研究表明,番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,其功能在许多方面优于β-胡萝卜素。番茄红素不仅是一种天然食用色素,而且在有效预防各种疾病、防癌抗癌和抗衰老等方面,显示出其生物学功能作用。重点介绍了番茄红素的制备以及在生物学方面的应用情况,并对番茄红素的应用开发前景作出展望。     

鲜食番茄茄红素基因的AFLP-SCAR分子标记

番茄红素(Lycopene)是功能性天然色素,因其高抗氧化功能而备受关注.为筛选高番茄红素品种,加速鲜食番茄分子标记辅助育种进程,本试验以高茄红素番茄骨干系F-516F8和低茄红素骨干系Nor作为试验材料,研究了鲜食番茄高茄红素基因的AFLP-SCAR分子标记.利用杂交F1代、自交F2代遗传群体,通过64对E/M引物组...     

木酢液对2种类型蔬菜感官品质和质量安全的效应

为了研究木酢液对蔬菜感官品质和质量安全的影响,对番茄和大白菜施用不同浓度的木酢液进行对照试验。结果表明：经低浓度500倍木酢液处理后,番茄体内番茄红素含量、Vc含量以及糖酸比均显著增加;大白菜体内可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和Vc含量提高明显。而经高浓度300倍木酢液处理后,番茄中番茄红素含量减少,其他指标无显著变化;大白菜除叶绿素含量显著升高外,其他指标变化不显著或降低。此外,木酢液处理显著降低了番茄和大白菜的亚硝酸盐水平,并且没有明显增加重金属的富集程度。这说明适宜浓度的木酢液可以改善蔬菜品质,并能有效保障2类蔬菜的食品质量安全。     

夏季多吃西红柿健康又护肤

西红柿（番茄）中富含番茄红素，对女性的健康益处巨大。“研究表明，番茄红素可有效抗击乳腺癌。”专家称，番茄红素同时还是强有力的抗氧化剂，有助女性抵抗心脏病。最新研究显示，番茄红素同时可以抵抗来自太阳光的紫外线伤害，让人看起来更年轻。     

新疆加工番茄机械化收获现状与效益分析

新疆是我国主要的加工番茄生产基地,加工番茄是工业化制作番茄酱、番茄果脯和番茄红素等产品的主要原料。本文对新疆地区加工番茄的生长环境、种植模式和产业发展情况进行了简要论述,对比分析了加工番茄机械化收获和人工收获成本,对加工番茄单位面积效益进行了计算,并对其综合效益从社会和生态效益两方面进行总结分析。通过加工番茄机械化收获现状研究,分析影响加工番茄收获机工作效率的因素,对降低番茄生产成本具有一定的参考价值。     

小麦籽粒颜色与抗氧化作用

以抗活性氧活力单位、抗超氧阴离子活力单位和总抗氧化活力单位为指标，研究了白、红、紫、深紫、紫黑、蓝等不同颜色小麦籽粒的抗氧化能力，并分析了其与色素、黄酮等抗氧化物质含量和抗氧化酶活性之间的关系。结果表明，小麦籽粒颜色与其抗氧化活性之间存在着非常密切的关系，蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦籽粒的抗氧化能力高于白粒和红粒小麦。黑粒小麦的总黄酮、氨基酸、Vc、类胡萝卜素等抗氧化物质含量和SOD等抗氧化酶活性高于普通白粒和红粒小麦；并且籽粒色素含量、总黄酮含量、总氨基酸含量以及SOD活性与3个抗氧化能力指标显著或极显著正相关，Vc和类胡萝卜素含量与3个抗氧化指标之一或之二显著或极显著正相关，说明色素、黄酮、SOD、Vc和氨基酸等是蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦的抗氧化能力强于白粒和红粒小麦的主要物质基础。