番茄紅素簡介

番茄紅素是植物中所含的一種天然色素，是迄今為止自然界中被發現的最強抗氧化劑之一。主要存在於茄科植物西紅柿的成熟果實中。它是目前自然界中被發現的最強抗氧化劑。科學證明，人體內的單線態氧和氧自由基是侵害人體自身免疫系統的罪魁禍首。番茄紅素清除自由基的功效遠勝於其他類胡蘿卜素和維生素E，其淬滅單線態氧速率常數是維生素E的100倍。它可以有效防治因衰老，免疫力下降引起的各種疾病。

番茄紅素廣泛存在於谷中植物果實或其他組織中，其中果實中的含量最高，常見的番茄、胡蘿卜、西瓜、柿子、甘藍以及紅色的橄欖油中均含有豐富的番茄紅素。

工業上主要有利用番茄和秋橄欖來提取生產番茄紅素產品。人體不能自身合成番茄紅素，隻能通過進食蔬菜水果來攝取。而番茄紅素在人體分佈很廣，很多器官組織中都能見到番茄紅素的影子，可見番茄紅素對人體的意義重大。

番茄紅素是脂溶性色素，一般可直接采用溶劑提取法。另外還有超臨界CO2萃取法、HPLC法、酶法、微生物發酵、直接粉碎提取法。其中超臨界CO2萃取法克服瞭溶劑法質量差、溶劑殘留、純度低、毒性大、污染大的缺點。

除瞭以上利用番茄作原料的方式，其中利用藻類菌類酵母發酵的方式制備番茄紅素，目前有富含番茄紅素的紅色細菌；利用黴菌發酵方式，日本有專利介紹瞭利用番茄皮自身酶反應來提取或制備番茄紅素的方法。

在微堿條件下，使番茄皮中的果膠酶和纖維素酶反應，分解果膠和纖維素，使得番茄紅素的蛋白質復合物從細胞中溶出，從而得到水分散性色素。

番茄紅素有哪些功效

降血脂血壓：為瞭探究番茄紅素對血脂的影響效果，世界各國的研究人員開展瞭多項動物和人群試驗研究。澳大利亞科學傢收集瞭國際上12項番茄紅素對血脂、血壓影響的人群研究資料分析發現，人體補充番茄紅素能夠抑制低密度脂蛋白膽固醇氧化產物的形成，預防冠心病的發生，對血脂和血壓的控制起到積極作用。美國心臟協會年會上宣佈的劍橋大學一項研究發現，科學傢最新研制出的人工番茄紅素 Ateronon 在改善血管彈性和降低血管硬化方面具有獨特功效。

抗氧化作用：番茄紅素可以最有效地清除人體內的自由基，保持細胞正常代謝，預防衰老。被冠以“藏在西紅柿裡的黃金”之美稱，已被聯合國糧農組織、食品添加劑委員會和世界衛生組織認定為A類營養素。美國杜克醫學研究中心的科學傢在總結瞭國際上關於番茄紅素增強人體抗氧化能力的相關人群研究後指出，長期補充番茄紅素(25～30mg/d)能夠增強抗氧化水平，提高機體的抗氧化能力。

保護前列腺：

男性中，番茄紅素主要分佈在睪丸、前列隙、腎上腺、肝臟等組織，可幫助預防及改善前列腺增生、前列腺炎等泌尿系統疾病，並有助於提高男性精子質量，降低不育風險。一項來自美國哈佛大學的研究發現，類胡蘿卜素與前列腺癌有一定的關系，在類胡蘿卜素的研究中，隻有番茄紅素具有明確的保護作用。男性每天在飲食中服用最大劑量的番茄紅素(每天6.5毫克以上)與服用最少者相比，可以使前列腺癌發生的危險減少21%。番茄紅素的化學結構與前列腺肥大藥物非那甾胺十分相似，這可能是番茄紅素降低前列腺肥大的機理所在。

保護皮膚：

紫外線過量照射可導致不同程度的皮膚損傷，產生紅斑加速皺紋、色斑形成，甚至引發皮膚癌。其原因是紫外線會催生皮膚中單線態氧和自由基，番茄紅素能有效粹滅皮膚中單線態氧並與自由基結合，保護皮膚組織免受破壞, 對老年色斑也有明顯的褪色作用。

保護神經系統：

大腦是氧消耗量很大的器官，過多的活性氧以及氧化應激會導致很多神經系統疾病。阿爾茨海默病、帕金森病和亨廷頓病等常見的神經系統疾病，氧化應激和線粒體功能障礙是它們的主要發病機制。番茄紅素可以通過相關途徑減緩神經損傷，流行病學研究結果證實，長期攝入富含番茄紅素的食品能有效改善老年人的認知和記憶能力，番茄紅素具有預防神經退行性疾病的發生或發展的作用。

預防和輔助抗癌作用：

番茄紅素作為抗氧化劑，可清除自由基，防止脂蛋白和DNA受到氧化破壞，從而預防癌癥的發生。早在20世紀50年代，美國醫學專傢首先報道瞭番茄紅素具有輔助抗癌作用。一項新的研究發現，番茄紅素能幫助老年女性遠離腎癌的威脅。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輔助抑制作用。

解酒：

番茄紅素還具有極強的解酒作用。酒精在人體內的代謝過程主要是氧化還原反應，會產生大量的自由基。平時服用番茄紅素，可以增加酒量；喝酒前服用，解酒效果顯著，可以減輕酒精對肝臟的損傷；而醉酒後服用，可以減輕頭痛、嘔吐等醉酒癥狀。

無副作用：

番茄紅素沒有任何副作用，非常適合長期保健服用。

番茄紅素吸收過程

番茄紅素在人體內的吸收過程如圖2所示，主要經歷3個階段，包括從食品基質的釋放、溶入脂肪顆粒和膠束化。在口腔和胃消化階段，主要是通過咀嚼、酶消化淀粉等碳水化合物和少量的脂肪（小於10%）促進番茄紅素和脂肪的釋放，釋放的番茄紅素溶解於脂肪顆粒，並通過胃部的蠕動形成乳化油脂。進入十二指腸後，由於膽鹽的作用，乳化油脂顆粒減小，脂肪被脂肪酶所消化，番茄紅素被釋放出來。釋放的番茄紅素、膽鹽和消化形成的膽固醇會形成膠束化顆粒。研究表明，長鏈的甘油三酯比中鏈和短鏈的甘油三酯更能有效地促進膠束顆粒的形成，膠束化的番茄紅素才能結合運輸蛋白SR-B1被小腸上皮細胞所吸收，從而被人體所利用。番茄紅素從色質體中的釋放、番茄紅素依賴於脂肪的乳化和膠束化的形成是番茄紅素生物利用度的重要限制性因素。因此，能夠提高番茄紅素吸收階段效率的因素，均能夠促進番茄紅素的生物利用度的提高。

影響番茄紅素生物利用度的因素：

生物活性成分的營養價值取決於其生物利用度，即離開食物基質穿過腸道屏障到達靶向細胞的比例。番茄紅素的性質和存在狀態、食物基質、番茄紅素與其他營養成分的相互作用、腸道健康等能夠影響番茄紅素的生物吸收，因此均對番茄紅素的生物利用度有重要影響。

番茄紅素種類：

番茄紅素具有11個共軛雙鍵和2個非共軛雙鍵，這種共軛雙鍵的結構使番茄紅素可以產生多種類型的順反異構體。在天然果蔬中，90%以上的番茄紅素是以全反式構型存在，而在人體的組織和血清中，隻存在順式的番茄紅素，其中5-順式、9-順式、13-順式和15-順式番茄紅素約占番茄紅素總量的50%。研究表明，順式番茄紅素的極性較強，不易結晶，更易溶於膠束被人體吸收和利用，且與反式異構體相比，其生物利用度約為全反式番茄紅素的5倍。

食物基質：

番茄紅素所在的基質在其生物利用度方面扮演著重要的角色。不同細胞壁的組成以及色質體的結構（隨基質而變）都會影響番茄紅素生物利用度。番茄紅素嵌入在水果和蔬菜的葉綠體中是限制飲食來源番茄紅素生物利用度的重要因素。

食物組分間的相互作用：

隨同番茄紅素一起攝入體內的其他營養物（如脂質、蛋白、膳食纖維、礦物質等）會影響番茄紅素的吸收和代謝。二價礦物質可能會通過形成不溶的脂質-皂復合物阻止番茄紅素從脂質小滴向形成的混合膠束轉運，從而影響番茄紅素的生物利用度。可溶性膳食纖維的分子質量、殘基組成和疏水性能均能影響番茄紅素膠束顆粒的形成，從而限制番茄紅素的吸收。

宿主因素的影響：

類胡蘿卜素的吸收和代謝在不同物種間有所不同，在人類和少數哺乳動物中，大部分類胡蘿卜素可以被小腸黏膜細胞完整吸收；在嚙齒動物中，有些類胡蘿卜素不能被吸收。近年來幾項研究表明一些宿主相關因子包括疾病狀態、體質量、飲酒、吸煙、藥物攝入、年齡和遺傳方面等都會對番茄紅素的生物利用度造成一定的影響。有結果表明在老年受試者中番茄紅素的生物利用度明顯降低。類胡蘿卜素的生物利用度存在較高的個體差異，部分原因是遺傳多態性，有結果表明個體間的差異會影響血漿中番茄紅素的濃度，從而影響番茄紅素的生物利用度。

促進番茄紅素吸收機制：要提高番茄紅素的生物利用度可以從以下兩方面進行研究：一方面可以在加工過程中破壞細胞壁和色質體亞細胞結構，促進番茄紅素的釋放；另一方面，通過構建乳液、與油脂共消化等方法構建新的食品分散體系，促進乳糜微粒膠束的形成。對食品材料的加工、乳液構建及利用番茄紅素與油脂共消化均為有效提高番茄紅素生物利用度的方法。

番茄紅素行業現狀

目前，中國番茄紅素國內產量遠遠大於需求量，國內產品大部分用於出口，隻有小部分用來做化妝品、食品添加劑或保健藥品，保健藥品是最大的一個應用領域。

2019年中國番茄紅素行業下遊需求格局：

資料來源：智研咨詢整理2019年國內番茄紅素產值31000萬元，國內需求規模隻有5084萬元，大部分出口到國外市場瞭。

2014-2019年中國番茄紅素行業供需情況：

資料來源：智研咨詢整理

番茄紅素應用領域

資料來源：智研咨詢整理

軟膠囊：

番茄果實在經過擠壓，籽粕用於壓榨番茄籽油，其他果肉醬與果皮醬經過預處理噴霧幹燥，制得幹粉，萃取蒸餾濃縮和除味等得到番茄紅素的濃縮萃取物，在提取物中加入植物油配料，壁材配制，壓丸，定型，幹燥，得到成品的番茄紅素軟膠囊。

保鮮劑替代品：

在肉類制品的長期運輸和保存中，氧化作用常常會改變食材的風味和色澤，人們常用亞硝酸鹽來抑制微生物滋生，延長保質期，防止腐敗變質。研究表明，亞硝酸鹽是一種致癌物，但是番茄紅素這種紅色色素具有抗氧化性強的特點，可以被應用來替代亞硝酸鹽，是新興的優越的保鮮劑和著色劑，添加番茄紅素制品能降低肉品pH，達到抑制菌類滋生起到保鮮的效果。

應用於功能飲料：

在食品和飲料領域，番茄紅素獲得瞭歐洲的“新穎食品”批準和美國的GRAS（通常被認為是安全的）身份，其中非酒精飲料最受歡迎。GNPD數據顯示，有20種新產品：面包、早餐麥片等領域7種；加工肉類、魚類和蛋類領域7種；奶制品領域7種；巧克力和糖果領域6種；醬料和調味料5種；甜點和冰淇淋5種。將其應用於乳制品中，既保持瞭乳制品的營養又豐富瞭其保健功能。

早在1999年，羅氏公司研制的運動飲料中就添加瞭番茄紅素的配方，後來可口可樂公司也相繼推出瞭富含番茄紅素的紅色功能性飲料，可以有效緩解機體的疲勞，且具有預防延緩慢性病的功效，開發番茄紅素功能性飲品具有廣闊的市場前景。

在保健品及運動補充劑中的應用：

GNPD數據顯示，全球共177種含有番茄紅素的補充劑新產品。國傢食品藥品監督管理局（CFDA）可查詢到，獲得國食健字的番茄紅素的保健品有131種，其中進口保健品2種，其他均為國產保健品。這131種保健品主要用於抗氧化、延緩衰老、增強免疫力、調血脂等，其中有2種是片劑，1種油劑，其餘均為膠囊。

在化妝品中的應用：

GNPD數據顯示，含番茄紅素的護膚新產品有81種，彩妝51種。典型的產品如番茄紅素保濕乳液等，有美白和抗衰老效果。國產產品有番茄紅素美白精華塗抹劑，具有抗氧化、抗過敏、美白的功效。

在食用油中的應用：

氧化劣變是食用油在貯藏過程中常常發生的不良反應，不僅導致食用油質量變化甚至失去食用價值，更嚴重的是長期攝入劣變的食用油會衍變出各種疾病。

為瞭延緩食用油的劣變發生，在加工中常添加某些抗氧化劑。但隨著人們食品安全意識的提高，各種抗氧化劑的安全性問題也不斷被提出，因此，尋找安全的天然抗氧化劑成為食品添加劑的一個重點。番茄紅素具有優越的生理功能，且抗氧化性強，能高效猝滅單線態氧和清除自由基，抑制脂質的過氧化。因此，將其添加到食用油中可緩解油脂劣變。

其他應用：

番茄紅素作為一種極具潛力的類胡蘿卜素化合物， 不能在人體中自行合成，須通過飲食等補充獲得，在發現番茄紅素的生理功能後，以色列的Ly-cored Natural Products Industries Ltd. 率先開發番茄紅素產品。另外，美國Henkel公司及日本Makhtshim公司等分別生產出瞭以番茄紅素為主要活性成分的藥品，其主要作用包括降低血壓，治療高血膽固醇，高血脂、降低癌細胞等，具有較顯著的療效。目前少見國內有應用番茄紅素為藥品原料的報道。

番茄紅素可作為維持人體健康的營養補充劑，日本人制成的番茄紅素油樹脂已廣泛應用於飲料、冷食、肉制品及焙烤食品。 由於番茄紅素的特殊功能，它也是開發現代意義的功能性食品的功能因子，，或與其他藥用植物配伍後制成藥膳罐頭。

各國應用情況：

天然番茄紅素已經被用於抗氧化，增強免疫力等功能的保健食品。食品添加劑聯合專傢委員會（Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA ）2006年認為番茄紅素可作為色素和營養素補充劑使用。

歐盟2008年將含非維生素和礦物質的食物補充劑分為6類（氨基酸、酶、必需脂肪酸、益生菌、植物來源物質、其它類），天然番茄紅素被列為“其它類”。並於2009年批準瞭從番茄中提取的番茄紅素作為食品新成分進入市場，還批準瞭從番茄醬中提取的番茄紅素油脂產品作為特殊治療用食品新成分。

澳大利亞/新西蘭認為從番茄提取的番茄紅素為非傳統食品、亦非新資源食品，但確定沒有安全問題，已批準作為食品添加劑，編號為160d，可作為著色劑和膳食補充劑使用。

國際食品法典委員會（Codex AlimentariusCommission，CAC） 批準從西紅柿提取天然番茄紅素（INS No．160d）為食品著色劑，並認為不需要確定其ADI值。

2006年美國誠信營養保健品協會（Councilfor Responsible Nutrition，USA ）對番茄紅素進行瞭風險評估，提出“觀察到的安全劑量（Observed Safe Level，OSL）”為75mg/d。該評估是基於2006年前已發表並經同行評議的30餘篇人體幹預實驗研究。在這些實驗中，最高劑量為150mg/d（連續7天攝入）；其次為75mg/d（15個健康成人，持續28天）；最長持續時間為140天（健康成人13.3mg/d），均未觀察到不良作用，故不能推導出可耐受最高攝入量（Tolerable UpperIntake Level，UL）。根據動物實驗數據所推算出的OSL為270mg/d。

前景

隨著人們對膳食養生的關註，天然番茄紅素越來越受到歡迎。除此，在飼料添加劑等方面也備受關註。研究表明，番茄紅素用於水產養殖，可使水產動物體色鮮艷，品質提高；與葉黃素混合制成類胡蘿卜素制劑，可預防動物維生素的缺乏，各個領域創新產品的不斷湧現，天然番茄紅素具有良好的應用前景。