番茄红素生产工艺研究进展

陈 瑶（常州市生物技术发展中心，江苏常州 213131）

番茄红素生产工艺研究进展

陈 瑶
（常州市生物技术发展中心，江苏常州 213131）

随着科学技术的进步，人们对于番茄红素的研究更加深入，通过改进生产工艺提高产量，成为相关企业的重要研究课题。首先概述了番茄红素的特点，然后介绍了保健功能，最后阐述了目前常见的生产工艺，以供参考。

番茄红素；保健功能；生产工艺

1 番茄红素概述

番茄红素最早出现在1875年，分子式为C40H56，属于脂溶性的类胡萝卜素，由于人体内不能合成，因此只能通过饮食的方式获取。番茄红素主要存在于番茄（以及番茄制品）中，其次是西瓜、石榴、木瓜、葡萄柚中，除此之外其他的水果或蔬菜中含量很低。以番茄为例，一般每100g番茄中，含有的番茄红素为3～14mg，而且越成熟其含量越高，最高达到400mg以上[1]。

番茄红素作为天然色素的一种类型，颜色为黄色—红色之间。目前在欧洲、英国，番茄红素属于可以食用的色素；在日本，已经研制出番茄红素商品，是一种红褐色液体，其中番茄红素含量占比5%左右。在我国，针对番茄红素的研究较少，以下针对它的功能和生产工艺进行详细介绍。

2 番茄红素的保健功能

国内外针对番茄红素的研究均表明，具有多种保健功能，常见如下：1）能够清除自由基、猝灭单线态氧，从而起到抗氧化的效果。在一定范围内，质量浓度越高，清除效果越好，即使在水溶液环境中，依然具备活性氧的抑制和清除作用。2）延缓衰老。作为脂溶性物质，可以用于美容产品中，发挥出抗衰老的效果，原理就得益于对自由基的清除。3）保护心血管。番茄红素可以减少血清中TC、LDL的水平，从而改善脂质代谢，降低动脉粥样硬化的发生率。4）防癌抗癌。针对肺癌、乳腺癌、子宫癌等细胞，番茄红素均有明显的抑制作用，并能够降低癌症复发概率。

3 番茄红素的生产工艺

3.1 微生物发酵法

微生物发酵法的应用需要依靠基因工程，优势在于工艺简单、生产成本低，而且不受地理位置、季节时间的影响；缺陷则是中间产物影响番茄红素的分离纯度，而且目前难以实现工业化生产。常用微生物如下：

（1）红酵母，研究实验表明[2]，红酵母用于番茄红素的发酵，主要利用葡萄糖、硫酸镁、酵母提取物，将发酵时间控制在108h，其中发酵60h加入阻断剂，发酵48h加入过氧化氢，最终得到的番茄红素产量达到6.8mg/L。

（2）三孢布拉氏霉菌，目前生产能力最高，能够实现工业化生产，主要是向发酵液中加入维A醋酸盐、三孢布拉氏霉菌、NRRL2895和2896，发酵后得到的番茄红素产量约为775mg/L。但在发酵期间会存在菌种衰退、番茄红素产量减少的问题，针对于此，选用培养菌落孢子悬液进行接种，不仅培养工序减少，而且菌种的能力提升。

（3）产蛋白假丝酵母是转入番茄红素合成的控制基因，产蛋白假丝酵母的基因重组后，能够生产出番茄红素。目前1g产蛋白假丝酵母中，可以获得0.758mg番茄红素。

3.2 化学合成法

化学合成法的优势是生产速度快、成本低，是目前生产番茄红素的主要途径。缺陷则是生产期间会使用多种化学试剂，而且会出现杂质和异构体，容易造成环境污染，因此在保健品中禁止使用。常见生产工艺如下：

（1）Ramberg成烯法。使用原料包括二溴烯丙基硫醚、C-15二砜，经反应后脱砜、成烯，最后得到的番茄红素合成收率为65%。生产期间二溴烯丙基硫醚原料难以获得，而且反应过程缓慢。针对于此，原料选用柠檬醛、2-腈基-3-甲基-2-丁烯酸甲酯，反应后得到的番茄红素收率达到75%。

（2）Wittig反应法。选用原料为三苯基膦、乙炔基假紫罗兰醇、2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛，反应后得到的番茄红素收率为68%[3]。目前已经有公司通过该方法，实现了工业化生产，优势体现在：原料普通低廉，反应过程安全环保，反应快、收率高，番茄红素容易分离等。另外，在该方法的基础上，又出现了改良版，即Wittig Horner反应法，相比之下副反应明显减少。

3.3 提取萃取法

考虑到番茄红素在自然界中的存在较广，因此可以直接进行提取萃取，优势在于产品质量高，缺陷则是成本高、收率低，而且会受到季节时间因素的影响，难以实现规模化生产。常见工艺如下：

（1）有机溶剂提取。以番茄为原料，经捣碎、烘干、浸提、过滤、精制，最终获得番茄红素，虽然操作简单，但是整个流程长、收率低，而且有机溶剂的应用会污染环境。

（2）超临界CO2提取。和有机溶剂提取工艺相类似，但增加了动/静态萃取、分离塔分离等流程，能够有效提高收率。研究显示[4]，将萃取压力控制在26MPa，时间控制在3h，温度控制在40℃，CO2流量控制在30kg/h，此时属于最佳条件，得到的番茄红素产量为26mg/100g左右。

（3）超声波辅助提取法，顾名思义，在生产中加入了超声波提取工艺，优势在于缩短了提取时间，避免番茄红素流失，从而节约成本、提高收率，适合规模化生产。研究显示[5]，该工艺的最佳条件，是将超声波功率控制在120W，提取温度和时间分别为40℃、20min，料液比为1∶3，最终得到的番茄红素产量为7.8mg/100g左右。

4 结束语

综上所述，番茄红素属于类胡萝卜素，是可以食用的色素之一。通过分析可知，它的保健功能，体现在抗氧化、延缓衰老、保护心血管、防癌抗癌等。在生产工艺上，目前主要包括3种方法，分别是微生物发酵法、化学合成法、提取萃取法，文中介绍了一些常见的生产工艺，希望为研究生产工作提供一些参考。

[1] 贾亚伟，丁玉，孟仕平等.番茄红素的生理功能和生产工艺研究进展[J].安徽农业科学，2010，（28）.

[2] 韩文杰，张俊强，袁新英等.从番茄皮渣中提取番茄红素工业生产工艺的优化[J].中国食品添加剂，2014，（2）.

[3] 吴军林，吴清平，张菊梅等.番茄红素的微生物合成及发酵生产研究进展[J].食品科学，2013，（19）.

[4] 张玉丹，杨阳，刘沐霖等.番茄红素生产工艺研究进展[J].中国食物与营养，2016，（4）.

[5] 沈光浩，王云鹏，周亚杰等.番茄红素的生产工艺与检测方法[J].东方食疗与保健，2015，（3）.

国务院将组织开展对煤炭钢铁等落后产能专项督查和清理整顿

中共中央政治局常委会12月22日听取国务院关于江苏华达钢铁有限公司和河北安丰钢铁有限公司违法违规行为调查处理工作的汇报，强调指出，以钢铁煤炭行业为重点推进去产能是深化供给侧结构性改革，落实“三去一降一补”任务的重要内容，针对调查发现的江苏华达钢铁有限公司生产销售“地条钢”、河北安丰钢铁有限公司未批先建边批边建钢铁项目，予以严肃查处，对相关责任人严厉追责问责，并公开通报调查处理结果。

11月23日，针对发现的华达公司生产销售“地条钢”、安丰公司未批先建边批边建钢铁项目等顶风违法违规、严重干扰正常生产经营秩序问题，国务院常务会议决定派出调查组分赴江苏、河北，通过实地查看、座谈交流、走访暗访、调阅资料等形式深入了解情况、发现问题。调查发现，华达公司生产销售“地条钢”事件，属于典型的顶风违法违规行为，且目前江苏省“地条钢”企业数量众多、分布范围广、存在时间长，性质恶劣，影响极坏。安丰公司新建设的钢冶炼项目，属于顶风违法违规、未批先建，性质恶劣，影响极坏，干扰了钢铁行业化解产能过剩工作。这两起事件也暴露出在去产能工作中，一些地方政府存在严重失察、贯彻执行国家政策不力、未按规定上报、行政效率低下等问题，必须举一反三、引以为戒。

为严肃党纪国法，确保中央政令畅通、令行禁止，党中央、国务院决定对两起事件进行严肃处理和严厉问责。一是责成江苏、河北两省政府向国务院作出深刻检查。二是给予江苏省副省长马秋林行政记过、河北省副省长张杰辉行政警告处分。江苏、河北两省分别对111名责任人和27名责任人进行问责。三是责令江苏省对全省生产销售“地条钢”、新增钢铁产能等违法违规行为进行彻底整治；责令河北省限期拆除安丰公司原有全部老旧1 000m3以下高炉、100t以下转炉。四是在全国范围内公开通报华达公司、安丰公司违法违规行为查处情况。五是国务院将组织开展对煤炭、钢铁、水泥、玻璃等行业落后产能的专项督查和清理整顿。要通过对两起事件的查处，发挥负面典型警示教育作用，确保去产能和淘汰落后产能工作顺利推进。

（摘自：中国化工信息网）

Research Progress of Lycopene Production

Chen Yao

With the advancement of science and technology，the research on lycopene is more and more，and it is an important research topic for the related enterprises to improve the yield by improving the production technology.This article first outlined the characteristics of lycopene，and then introduced the health function，and finally elaborated on the current common production process，for reference.

lycopene；health function；production technology

TS202.3

A

：1003-6490（2016）12-0058-02

2016-12-02

陈瑶（1979—），女，江苏常州人，工程师，主要研究方向化学工艺、医药。