番茄紅素是什么東西
番茄紅素(lycopene)是成熟番茄的主要色素,是一種不含氧的類胡蘿卜素,它主要存在于茄科植物西紅柿的成熟果實中。它是目前在自然界的植物中被發(fā)現(xiàn)的最強抗氧化劑之一。科學證明,人體內(nèi)的單線態(tài)氧和氧自由基是侵害人體自身免疫系統(tǒng)的罪魁禍首。番茄紅素清除自由基的功效遠勝于其他類胡蘿卜素和維生素E,其淬滅單線態(tài)氧速率常數(shù)是維生素E的100倍。它可以有效的防治因衰老,免疫力下降引起的各種疾病。因此,它受到世界各國專家的關注。
番茄紅素(Lycopene)又稱ψ—胡蘿卜素,屬于異戊二烯類化合物,是類胡蘿卜素的一種。由于最早從番茄中分離制得,故稱番茄紅素。過去人們一直認為,只有那些具備β—紫羅酮環(huán)并能轉化為維生素A的類胡蘿卜素,如α—胡蘿卜素、β—胡蘿卜素等才與人類的營養(yǎng)和健康有關,而番茄紅素因缺乏此結構,不具有維生素A的生理活性,故對此研究很少;然而,番茄紅素具有優(yōu)越的生理功能,它不僅具有抗癌抑癌的功效,而且對于預防心血管疾病、動脈硬化等各種成人病、增強人體免疫系統(tǒng)以及延緩衰老等都具有重要意義,是一種很有發(fā)展前途的新型功能性天然色素。
天然存在的番茄紅素都是全反式,但通過高溫下的蒸煮、油炸等加工方式可使番茄紅素由反式構型向順式構型轉變,而干燥番茄或干燥番茄渣中的順式構型也會有部分的轉變。研究還表明,番茄紅素的順式異構體與反式異構體的物理和化學性質(zhì)有所不同,與反式異構體相比,番茄紅素的順式異構體的熔點低,摩爾消光系數(shù)小,極性強,不易結晶,更易溶解,而且在放置過程中可能會回復到全反式狀態(tài)。
番茄紅素有哪些特性
1、具有抗氧化性
番茄紅素通過物理和化學方式猝滅單線態(tài)氧或捕捉過氧化自由基。單線態(tài)氧是具有很強活性的氧自由基,具細胞毒性作用,以細胞膜、線粒體等部位對其最為敏感,能與細胞中多種生物大分子發(fā)生作用,通過與分子結合造成細胞膜系統(tǒng)的損傷;番茄紅素能夠接受不同電子激發(fā)態(tài)的能量,吸收光能并通過單線態(tài)—單線態(tài)能量轉移過程使單線態(tài)氧的能量轉移到番茄紅素,生成基態(tài)氧分子和三重態(tài)番茄紅素分子,三重態(tài)番茄紅素通過與溶劑的一系列旋光和振動反應得到再生,并在此過程中將能量散發(fā);番茄紅素分子中有11個共軛雙鍵,一個番茄紅素分子可以清除數(shù)千個單線態(tài)氧,其猝滅單線態(tài)氧的速率常數(shù)較β-胡蘿卜素高2倍。1990年Paolo等報道了類胡蘿卜素和生育酚等30余種生物抗氧化劑猝滅單線態(tài)氧的作用,番茄紅素是猝滅單線態(tài)氧最強的。
番茄紅素還能通過與其他形式的活性氧的化學反應消除氧化自由基,如過氧化氫、亞硝酸根等氧化自由基,而氧化自由基能引起脂質(zhì)過氧化形成多種產(chǎn)物,這些產(chǎn)物與人體老化、癌癥發(fā)生、自身免疫病及貧血等疾病都有關系。
2、對細胞生長代謝起調(diào)控作用
通常細胞間隙之間有膜蛋白構成的通道,具有選擇通透性,允許第二信使及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)通過,細胞之間通過細胞間隙連接通訊(GJIC)傳輸細胞群體內(nèi)生長調(diào)控信號,調(diào)節(jié)細胞的正常增殖與分化。實驗表明,番茄紅素通過誘導細胞間連接,增強正常細胞之間的GJIC,控制細胞生長和誘導細胞分化來抑制腫瘤的增長。日本學者在大鼠肝組織上用熒光染料示蹤技術研究番茄紅素對GJIC的作用時發(fā)現(xiàn),每天飼喂5mg/kgBW番茄紅素,連續(xù)5d時,可以明顯增強GJIC功能;同時,由于大多數(shù)腫瘤細胞的GJIC功能微弱或缺失,細胞發(fā)生轉化后其GJIC功能降低或抑制,GJIC功能的抑制或被破壞被認為是促癌變階段的重要機制。
3、可以調(diào)節(jié)膽固醇的代謝
番茄紅素是一種低膽甾醇劑,它可抑制巨噬細胞3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A,而它是一種膽固醇生物合成的限速酶。實驗發(fā)現(xiàn),在培養(yǎng)巨噬細胞的介質(zhì)中加入番茄紅素后,其膽固醇合成降低,同時番茄紅素還增大巨噬細胞低密度脂蛋白(LDL)受體活性。實驗還表明,人體3個月內(nèi)每天補充60mg番茄紅素,可減少14%的胞質(zhì)LDL膽固醇濃度。
4、保健作用
番茄紅素的上述生物學特性決定了它具有抗氧化、抑制突變、降低核酸損傷、減少心血管疾病及預防癌癥等多種保健功能。
5、預防和抑制腫瘤的作用
番茄紅素具有預防和抑制腫瘤作用,一方面是因為它的抗氧化作用;另一方面是番茄紅素能夠阻斷組織細胞在外界誘變劑的作用下發(fā)生基因突變過程,這是腫瘤生成的重要機制之一。實驗發(fā)現(xiàn),番茄紅素可影響乳腺、肺和子宮癌細胞周期的S階段;番茄紅素通過抑制細胞周期中Gl到S的轉化階段來影響細胞的生長;番茄紅素通過可抑制LDL膽固醇的氧化和煎烤肉、魚的褐色反應中產(chǎn)生的雜環(huán)胺類的形成,從而有效地抑制致癌物的產(chǎn)生及誘發(fā)腫瘤。研究表明,番茄紅素對消化道癌、宮頸癌、乳腺癌、皮膚癌、膀胱癌等均有一定的抑制作用。
6、呈色能力
番茄紅素作為一種天然紅色素,如何保持其最強的著色力是至關重要的。番茄果實中的番茄紅素有兩種存在狀態(tài):其中大部分是以細長的、針狀的結晶形式存在于有色體中,呈現(xiàn)明亮的紅色。當番茄紅素的結晶形成時,質(zhì)體膜消失,色素結晶自由分散在原生質(zhì)中,在顯微鏡下觀察時,可以看到小粒狀的有色體,說明了有色體所顯現(xiàn)的顏色;另外一小部分(10%左右)則與蛋白質(zhì)形成復合體存在于細胞中。番茄紅素以不同的形態(tài)存在時具有不同的顏色和強度,而且會隨著溶劑和介質(zhì)的不同而呈現(xiàn)出不同的顏色。例如,溶解在石油醚中的番茄紅素呈黃色,在二硫化碳中則呈紅色。
7、溶解性
番茄紅素是脂溶性色素,可溶于其他脂類和非極性溶劑中,不溶于水,難溶于強極性溶劑如甲醇、乙醇等,可溶于脂肪烴、芳香烴和氯代烴如乙烷、苯、氯仿等有機溶劑。番茄紅素在各種溶劑中的溶解度隨著溫度的上升而增大,然而當樣品越純時,溶解越困難。結晶的番茄紅素溶解緩慢,傾向于形成一種超飽和狀態(tài),雖然提高溫度可加速其溶解,但冷卻時可能會出現(xiàn)結晶,這時可利用超聲波加速其溶解。純的番茄紅素雖然不溶于水,但當它與某些物質(zhì)如蛋白質(zhì)結合形成復合物時,則具有較高的溶解度。
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