从番茄中提取番茄红素的初探

从番茄中提取番茄红素的初探 西北大学学报(自然科学网络版) 2004年7月，第2卷，第7期 Science Journal of Northwest University Online Jul. 2004, Vol.2. No.7 1112*1惠俊峰, 米 钰, 王晓军, 赵小尊, 范代娣 （1. 西北大学 化工学院, 陕西 西安 710069; 2. 西安市科学技术信息研究所, 陕西 西安 710068） 摘 要：采取浸提的从新鲜番茄中提取番茄红素。通过定性定量检测和纯度的测定，确定了 最佳提取工艺为：用匀浆结合超声波破碎番茄并冷冻干燥，然后在室温下用氯仿作为溶剂减压提 取，提取率为4.459mg/g番茄干粉；再用无水乙醇去杂，可进一步提高样品的纯度。 关键词：番茄红素；番茄；浸提 中图分类号：Q562 文献标识码：A 文章编号：1000-274X(2004)0082-05 番茄红素（Lycopene）又名ψ，ψ-胡萝卜素，化学式为CH，其结构为含有11个碳－碳共轭双键、4056 2个非共轭双键的非平面共轭多不饱和脂肪烃，颜色呈红色。番茄红素广泛存在于番茄、胡萝卜、西瓜、 红色葡萄柚、木瓜、秋橄榄、番石榴等食物中，其中番茄中的含量较为丰富。研究表明，番茄红素能够有 效地淬灭单线态氧，消除体内自由基，诱导细胞间隙连接通讯，促进细胞内的正常结合，降低核酸损伤， [1~3]抑制癌细胞增殖因子，防治心血管疾病和延缓机体衰老等。因此，它已成为一种世界公认的很有发展 前途的功能性天然色素。 本实验选用市售新鲜番茄为原料，利用番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，易溶于石油醚、乙烷、 丙酮、氯仿、乙醚等有机溶剂的性质，采取减压索氏提取法来提取番茄红素，并对提取产物进行定性定量 分析，确定最佳的提取工艺过程。 1 和方法 1.1 药品和仪器 氯仿、无水乙醇、正己烷、石油醚、苯、苏丹Ｉ色素 (AR,西安化学试剂厂)、新鲜番茄(市售)、冷冻干燥机(LABCONCO)、超声波破碎机(上海新艺生物技术研究所JY98-?)、离心机(GL-21M)、紫外可见扫描仪(日本岛津UV-2501PC)、微波炉(MICRDWAVE OVEN-b3OD)、自制减压索氏提取装置 1.2 提取流程 新鲜番茄?破碎?离心?收集沉淀?冷冻干燥?去杂?有机溶剂浸提?提取液。 1.3 分析方法 [4]1）番茄红素的定性测定：紫外可见光扫描法。 [5]2）番茄红素的定量测定：曲线法。 [6]3）纯度的测定：薄层层析法。 收稿日期：2004-02-09 基金项目：陕西省教育厅产业化培育基金资助项目（03JC38）；西安市科学计划资助项目（ZS200310） 审稿人;沈卫荣，男，陕西省微生物研究所副研究员。 2 结果与讨论 2.1 番茄红素光谱特性的测定 将提取液置于波长为200～600 nm下，做紫外可见光扫描，得出图谱见图1。从图1可见，扫描图谱的最大吸收峰为481.5 nm，与文献[3]报道的特征吸收峰一致。 图1 提取液的紫外可见吸收光谱 Fig.1 Spectrum of lycopene in extract 2.2 番茄红素的测定 由于番茄红素标准品价格昂贵，且见光易分解，而苏丹Ι与番茄红素有类似的特征吸收峰，故用苏丹 Ι代替番茄红素标准品绘制标准曲线。准确称量50 mg苏丹I，用无水乙醇溶解并定容至100 mL，得母液浓度为0.5 mg/mL, 从母液中吸取0.26，0.52，0.78，1.04，1.30 mL分别注入50 mL的容量瓶中，用无水乙醇均定容至刻度，充分混合，它们分别相当于0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 µg/mL的番茄红素，以无水乙醇作为参比溶液，在481.5nm下测定吸光值并绘制标准曲线，结果见图2。 3.0 2.5481.5 nm -12.0.g mL,方程：1.5. y=3.185x 21.0=0.999 8R浓度/ 0.5 0.00.00.20.40.60.81.0 吸 光 度 图2 标准曲线 Fig.2 Standard curve 2 2.3 提取方法的优化 2.3.1 溶剂的选择 称取5份番茄干粉，在相同的条件下分别用乙醚、石油醚、乙烷、丙酮和氯仿进行提 取，其提取率=(浓度体积)/番茄干粉的质量，得出提取率见表1。由表1知，乙醚作提取剂的提取效果最， 好，氯仿次之。但是，考虑到乙醚极易挥发，易燃易爆且不易回收，故本实验采用氯仿作为提取剂。 表1 不同溶剂对提取率的影响 Tab.1 Effect of the different solvent on extraction rate 溶剂 乙醚 石油醚 己烷 丙酮 氯仿 -10.7732 4.459 提取率/mg?g 4.648 1.834 2.074 2.3.2 破碎方法对提取率的影响 称取5 kg新鲜番茄，匀浆破碎后分成3等份，取2份分别再采用超声波破碎和微波辐射。对以上3份番茄浆进行冷冻干燥后，用氯仿分别进行提取，结果见表2。由表2可知，对番茄匀浆破碎后再进行超声波破碎和微波辐射处理，提取率会大幅度提高，其中超声波破碎的效果最好。 表2 破碎方法对提取率的影响 Tab. 2 Effect of extraction rate by method of fragmentation 破碎方法 匀浆破碎 匀浆，超声波破碎 匀浆，微波辐射 -1提取率/mg?g 1.293 4.459 4.132 2.3.3 去杂方法对提取率的影响 称取3份番茄干粉样品，在相同的条件下选用氯仿进行浸提。样品１直 接用氯仿进行浸提；样品２先用无水乙醇进行提取，直至提取液无色，换用氯仿进行提取；样品3先用28％ [7]的乙醇浸泡后抽滤，反复至滤液无色，再用72％的乙醇沸腾7～10 min，抽滤，蒸馏水淋洗后冷冻干燥， 最后利用氯仿进行提取，结果见表3。由表3可见，样品１的提取率是样品2的1.352倍，样品２的提取 率是样品３的1.484倍，说明经过去杂纯化会损失一定量的番茄红素。 表3 去杂方法对提取率的影响 Tab.3 Effect of extraction rate by method of purification 样品 1 2 3 -1提取率/mg?g 4.459 3.299 2.223 24 纯度的测定 称取16 g硅胶G，量取5％的CMCNa(羟甲基纤维素钠)溶液48 mL。将硅胶G与CMCNa溶液完全混合后制成硅胶薄板并晾干，置于105?烘箱中活化30 min。在同一薄板上点待分析样品5~10µL，然后置于大烧杯中，以苯?石油醚(3?7)为混合展开剂进行展开，待展开完全后取出，溶剂挥发完后进行薄层扫描， 结果见图3、4。 3 吸光度 吸光度 …. 迁移距离/cm 迁移距离/cm 图3 经乙醇除杂的样品 图4 未经除杂的样品 Fig.3 Sample purificated by ethanol Fig.4 Unpurificated sample 图3为经乙醇除杂的样品，其番茄红素的纯度较高。图4为未经除杂的样品，可明显看出其中除含有 番茄红素外，还存在另外某些含量较高的杂质，可见用乙醇对番茄干粉去杂明显，可以提高样品的纯度。 3 结 论 通过以上实验可知：番茄红素是脂溶性色素，新鲜番茄经超声波破碎后，以氯仿作提取液，番茄红素 的提取率有大幅度的提高。经乙醇处理后的样品，纯度明显高于未经处理的样品，但其提取率有所下降。 既能保证高的提取率又能获得高纯度的方法还有待进一步研究。 [1] 藤 洁，李德芳，刘元军，等.番茄红素及其研究进展[J].江苏食品与发酵，2001，(1)：14-17. [2] 闫春兰，刘子贻. 番茄红素与疾病防治[J]. 生命化学，2000，20(5)：223-225. [3] 张连富，丁霄霖. 番茄红素简便测定方法的建立[J]. 食品与发酵工业，2001，27(3)：51-55. [4] 李 伟， 肖 刚，丁霄霖，等. 番茄红素标准样的制备及定性定量分析[J]. 生产与科研经验，2002，28(9)：29-33. [5] 薛 颖，武兴德. 茄红素分析方法的比较与进展[J]. 新技术应用，2001，(2)：15-17. [6] 李增光，吴骥陶，高映红，等. 番茄酱中番茄红素的测定[J]. 食品与发酵，1991，(2)：82-84. [7] 李士雨，李子颖. 番茄红素的提取与合成工艺研究进展[J]. 中草药，2003，34 (1)：附2-3. （编 辑 张银铃） A study on the extraction of lycopene from tamato 1112*1 HUI Jun-feng, MI Yu, WANG Xiao-jun, ZHAO Xiao-zun, FAN Dai-di(1.College of Chemical Engineering, Northwest University, Xi’an 710069, China; 2. Xi'an Municipal Sci-tel Information Research Institute, Xi’an 710068, China) AbstractLycopene was extracted from tomato. By measuring the quality and quantity and purity, the best extraction procedure was as follows: Tomato was fragmentated by using homogenation and ultrasonic, and lyophilized. Then, at room temperature and decompression, lycopene was extracted by chloroform as solvent from 4 tomato dry flour and the extraction rate was 4.459mg/g. The purity could be higher by removing foreign matters with pure ethanol. Key words: lycopene; tamato; extraction 作 者 简 介 惠俊峰，男，陕西蒲城人，生于1975年7月。1998年7月毕业于西北大学化工 学院生物化工专业，并留校工作，2001年在职进修生物化工硕士学位，主要从事生物 工程方面的研究。曾参与国家科技部创新基金资助项目（01C26216110599）、国家火炬 计划（2002EB021307）、陕西省科技厅攻关（01KH49）、陕西省教育厅重点（00JK002）、 西安市重大创新工程计划（创CX200008）等项目的研究工作。现已公开发表论文8 篇。 5