陳 瑤（常州市生物技術(shù)發(fā)展中心，江蘇常州 213131）

番茄紅素生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展

陳 瑤
（常州市生物技術(shù)發(fā)展中心，江蘇常州 213131）

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于番茄紅素的研究更加深入，通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)量，成為相關(guān)企業(yè)的重要研究課題。首先概述了番茄紅素的特點(diǎn)，然后介紹了保健功能，最后闡述了目前常見的生產(chǎn)工藝，以供參考。

番茄紅素；保健功能；生產(chǎn)工藝

1 番茄紅素概述

番茄紅素最早出現(xiàn)在1875年，分子式為C40H56，屬于脂溶性的類胡蘿卜素，由于人體內(nèi)不能合成，因此只能通過飲食的方式獲取。番茄紅素主要存在于番茄（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。以番茄為例，一般每100g番茄中，含有的番茄紅素為3～14mg，而且越成熟其含量越高，最高達(dá)到400mg以上[1]。

番茄紅素作為天然色素的一種類型，顏色為黃色—紅色之間。目前在歐洲、英國(guó)，番茄紅素屬于可以食用的色素；在日本，已經(jīng)研制出番茄紅素商品，是一種紅褐色液體，其中番茄紅素含量占比5%左右。在我國(guó)，針對(duì)番茄紅素的研究較少，以下針對(duì)它的功能和生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2 番茄紅素的保健功能

國(guó)內(nèi)外針對(duì)番茄紅素的研究均表明，具有多種保健功能，常見如下：1）能夠清除自由基、猝滅單線態(tài)氧，從而起到抗氧化的效果。在一定范圍內(nèi)，質(zhì)量濃度越高，清除效果越好，即使在水溶液環(huán)境中，依然具備活性氧的抑制和清除作用。2）延緩衰老。作為脂溶性物質(zhì)，可以用于美容產(chǎn)品中，發(fā)揮出抗衰老的效果，原理就得益于對(duì)自由基的清除。3）保護(hù)心血管。番茄紅素可以減少血清中TC、LDL的水平，從而改善脂質(zhì)代謝，降低動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生率。4）防癌抗癌。針對(duì)肺癌、乳腺癌、子宮癌等細(xì)胞，番茄紅素均有明顯的抑制作用，并能夠降低癌癥復(fù)發(fā)概率。

3 番茄紅素的生產(chǎn)工藝

3.1 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵法的應(yīng)用需要依靠基因工程，優(yōu)勢(shì)在于工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，而且不受地理位置、季節(jié)時(shí)間的影響；缺陷則是中間產(chǎn)物影響番茄紅素的分離純度，而且目前難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。常用微生物如下：

（1）紅酵母，研究實(shí)驗(yàn)表明[2]，紅酵母用于番茄紅素的發(fā)酵，主要利用葡萄糖、硫酸鎂、酵母提取物，將發(fā)酵時(shí)間控制在108h，其中發(fā)酵60h加入阻斷劑，發(fā)酵48h加入過氧化氫，最終得到的番茄紅素產(chǎn)量達(dá)到6.8mg/L。

（2）三孢布拉氏霉菌，目前生產(chǎn)能力最高，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，主要是向發(fā)酵液中加入維A醋酸鹽、三孢布拉氏霉菌、NRRL2895和2896，發(fā)酵后得到的番茄紅素產(chǎn)量約為775mg/L。但在發(fā)酵期間會(huì)存在菌種衰退、番茄紅素產(chǎn)量減少的問題，針對(duì)于此，選用培養(yǎng)菌落孢子懸液進(jìn)行接種，不僅培養(yǎng)工序減少，而且菌種的能力提升。

（3）產(chǎn)蛋白假絲酵母是轉(zhuǎn)入番茄紅素合成的控制基因，產(chǎn)蛋白假絲酵母的基因重組后，能夠生產(chǎn)出番茄紅素。目前1g產(chǎn)蛋白假絲酵母中，可以獲得0.758mg番茄紅素。

3.2 化學(xué)合成法

化學(xué)合成法的優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)速度快、成本低，是目前生產(chǎn)番茄紅素的主要途徑。缺陷則是生產(chǎn)期間會(huì)使用多種化學(xué)試劑，而且會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)和異構(gòu)體，容易造成環(huán)境污染，因此在保健品中禁止使用。常見生產(chǎn)工藝如下：

（1）Ramberg成烯法。使用原料包括二溴烯丙基硫醚、C-15二砜，經(jīng)反應(yīng)后脫砜、成烯，最后得到的番茄紅素合成收率為65%。生產(chǎn)期間二溴烯丙基硫醚原料難以獲得，而且反應(yīng)過程緩慢。針對(duì)于此，原料選用檸檬醛、2-腈基-3-甲基-2-丁烯酸甲酯，反應(yīng)后得到的番茄紅素收率達(dá)到75%。

（2）Wittig反應(yīng)法。選用原料為三苯基膦、乙炔基假紫羅蘭醇、2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛，反應(yīng)后得到的番茄紅素收率為68%[3]。目前已經(jīng)有公司通過該方法，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：原料普通低廉，反應(yīng)過程安全環(huán)保，反應(yīng)快、收率高，番茄紅素容易分離等。另外，在該方法的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了改良版，即Wittig Horner反應(yīng)法，相比之下副反應(yīng)明顯減少。

3.3 提取萃取法

考慮到番茄紅素在自然界中的存在較廣，因此可以直接進(jìn)行提取萃取，優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)品質(zhì)量高，缺陷則是成本高、收率低，而且會(huì)受到季節(jié)時(shí)間因素的影響，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。常見工藝如下：

（1）有機(jī)溶劑提取。以番茄為原料，經(jīng)搗碎、烘干、浸提、過濾、精制，最終獲得番茄紅素，雖然操作簡(jiǎn)單，但是整個(gè)流程長(zhǎng)、收率低，而且有機(jī)溶劑的應(yīng)用會(huì)污染環(huán)境。

（2）超臨界CO2提取。和有機(jī)溶劑提取工藝相類似，但增加了動(dòng)/靜態(tài)萃取、分離塔分離等流程，能夠有效提高收率。研究顯示[4]，將萃取壓力控制在26MPa，時(shí)間控制在3h，溫度控制在40℃，CO2流量控制在30kg/h，此時(shí)屬于最佳條件，得到的番茄紅素產(chǎn)量為26mg/100g左右。

（3）超聲波輔助提取法，顧名思義，在生產(chǎn)中加入了超聲波提取工藝，優(yōu)勢(shì)在于縮短了提取時(shí)間，避免番茄紅素流失，從而節(jié)約成本、提高收率，適合規(guī)?；a(chǎn)。研究顯示[5]，該工藝的最佳條件，是將超聲波功率控制在120W，提取溫度和時(shí)間分別為40℃、20min，料液比為1∶3，最終得到的番茄紅素產(chǎn)量為7.8mg/100g左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，番茄紅素屬于類胡蘿卜素，是可以食用的色素之一。通過分析可知，它的保健功能，體現(xiàn)在抗氧化、延緩衰老、保護(hù)心血管、防癌抗癌等。在生產(chǎn)工藝上，目前主要包括3種方法，分別是微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法、提取萃取法，文中介紹了一些常見的生產(chǎn)工藝，希望為研究生產(chǎn)工作提供一些參考。

[1] 賈亞偉，丁玉，孟仕平等.番茄紅素的生理功能和生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（28）.

[2] 韓文杰，張俊強(qiáng)，袁新英等.從番茄皮渣中提取番茄紅素工業(yè)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化[J].中國(guó)食品添加劑，2014，（2）.

[3] 吳軍林，吳清平，張菊梅等.番茄紅素的微生物合成及發(fā)酵生產(chǎn)研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2013，（19）.

[4] 張玉丹，楊陽(yáng)，劉沐霖等.番茄紅素生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2016，（4）.

[5] 沈光浩，王云鵬，周亞杰等.番茄紅素的生產(chǎn)工藝與檢測(cè)方法[J].東方食療與保健，2015，（3）.

國(guó)務(wù)院將組織開展對(duì)煤炭鋼鐵等落后產(chǎn)能專項(xiàng)督查和清理整頓

中共中央政治局常委會(huì)12月22日聽取國(guó)務(wù)院關(guān)于江蘇華達(dá)鋼鐵有限公司和河北安豐鋼鐵有限公司違法違規(guī)行為調(diào)查處理工作的匯報(bào)，強(qiáng)調(diào)指出，以鋼鐵煤炭行業(yè)為重點(diǎn)推進(jìn)去產(chǎn)能是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，落實(shí)“三去一降一補(bǔ)”任務(wù)的重要內(nèi)容，針對(duì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的江蘇華達(dá)鋼鐵有限公司生產(chǎn)銷售“地條鋼”、河北安豐鋼鐵有限公司未批先建邊批邊建鋼鐵項(xiàng)目，予以嚴(yán)肅查處，對(duì)相關(guān)責(zé)任人嚴(yán)厲追責(zé)問責(zé)，并公開通報(bào)調(diào)查處理結(jié)果。

11月23日，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的華達(dá)公司生產(chǎn)銷售“地條鋼”、安豐公司未批先建邊批邊建鋼鐵項(xiàng)目等頂風(fēng)違法違規(guī)、嚴(yán)重干擾正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)秩序問題，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定派出調(diào)查組分赴江蘇、河北，通過實(shí)地查看、座談交流、走訪暗訪、調(diào)閱資料等形式深入了解情況、發(fā)現(xiàn)問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，華達(dá)公司生產(chǎn)銷售“地條鋼”事件，屬于典型的頂風(fēng)違法違規(guī)行為，且目前江蘇省“地條鋼”企業(yè)數(shù)量眾多、分布范圍廣、存在時(shí)間長(zhǎng)，性質(zhì)惡劣，影響極壞。安豐公司新建設(shè)的鋼冶煉項(xiàng)目，屬于頂風(fēng)違法違規(guī)、未批先建，性質(zhì)惡劣，影響極壞，干擾了鋼鐵行業(yè)化解產(chǎn)能過剩工作。這兩起事件也暴露出在去產(chǎn)能工作中，一些地方政府存在嚴(yán)重失察、貫徹執(zhí)行國(guó)家政策不力、未按規(guī)定上報(bào)、行政效率低下等問題，必須舉一反三、引以為戒。

為嚴(yán)肅黨紀(jì)國(guó)法，確保中央政令暢通、令行禁止，黨中央、國(guó)務(wù)院決定對(duì)兩起事件進(jìn)行嚴(yán)肅處理和嚴(yán)厲問責(zé)。一是責(zé)成江蘇、河北兩省政府向國(guó)務(wù)院作出深刻檢查。二是給予江蘇省副省長(zhǎng)馬秋林行政記過、河北省副省長(zhǎng)張杰輝行政警告處分。江蘇、河北兩省分別對(duì)111名責(zé)任人和27名責(zé)任人進(jìn)行問責(zé)。三是責(zé)令江蘇省對(duì)全省生產(chǎn)銷售“地條鋼”、新增鋼鐵產(chǎn)能等違法違規(guī)行為進(jìn)行徹底整治；責(zé)令河北省限期拆除安豐公司原有全部老舊1 000m3以下高爐、100t以下轉(zhuǎn)爐。四是在全國(guó)范圍內(nèi)公開通報(bào)華達(dá)公司、安豐公司違法違規(guī)行為查處情況。五是國(guó)務(wù)院將組織開展對(duì)煤炭、鋼鐵、水泥、玻璃等行業(yè)落后產(chǎn)能的專項(xiàng)督查和清理整頓。要通過對(duì)兩起事件的查處，發(fā)揮負(fù)面典型警示教育作用，確保去產(chǎn)能和淘汰落后產(chǎn)能工作順利推進(jìn)。

（摘自：中國(guó)化工信息網(wǎng)）

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

陳瑤（1979—），女，江蘇常州人，工程師，主要研究方向化學(xué)工藝、醫(yī)藥。