番茄红素（Lycopene）是类胡萝卜素的一种。作为一种天然色素存在于自然界中，呈红色，因最早发现于番茄中而得名。1910年Willstatter和Escher在对番茄红素的研究中指出，番茄红素是胡萝卜素的异构体，并首次确定了其分子式为C40H56。其结构含有11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键，分子量为536。85。
由于它没有β-胡萝卜素那样的β-芷香环结构，所以不具有维生素A原活性，因此以前人们认为它不具有生理活性，而未对其引起重视。然而近年来的研究证明，番茄红素逐渐成为国际上的功能食品成分和抗癌防癌研究中心的一个热点。
一．番茄红素的分布状况
番茄红素在自然界中分布很广，成熟的红色植物果实中含量较高，含量最高的是番茄的果实，可达3-14mg/100g，而且成熟度越高，番茄红素的含量就越高，值得一提的是最近美国农业部的科学家发现，在秋橄榄这种浆果中所含的番茄红素相当于西红柿的18倍。番茄红素也广泛分布于人体的各种器官和组织中。研究发现，在植物中存在的番茄红素几乎都是反式的，而在动物体内存在的番茄红素则是以顺式异构体的存在占的比例较大。
二．番茄红素提取工艺的研究
番茄红素是脂溶性色素，可采用有机溶剂提取法，超临界CO2萃取法，HPLC法，酶法，微生物发酵法及直接粉碎法等提取工艺。
采用有机溶剂提取法，产品质量较差，纯度低，有异味和溶剂残留。而在诸多的有机溶剂中，选用氯仿作溶剂提取番茄红素效果最好，提取过程要注意温度的影响。欧洲一专利采用95%的乙醇作溶剂，逆流法78C浸提5小时，获得色素液，真空浓缩去溶剂后得粉状色素产品。
采用超临界CO2提取番茄皮中的番茄红素，考察了四个因素：萃取压力（7。5-30。0Mpa），温度（40-50 C），CO2流速（5-50kg/h），萃取时间（0。5-4。0h）得到最佳工艺（得率≥90%）为温度40-50 C，压力为15-20Mpa，流速为20kg/h，萃取1-2小时。
除了由番茄皮中超临界萃取番茄红素以外，还可采用藻类和真菌及酵母发酵制备番茄红素。目前含番茄红素较高的有红色细菌，但还未能工业化生产，利用霉菌Blakesleacrispora的发酵可生产番茄红素，但需避免环化反应，加入一些杂环氮化物如咪啶或烟碱可以抑制番茄红素的环化。GavrilorAs等人（1996年）添加了烟草的废弃物1%于霉菌的发酵液中，经110小时的发酵，得到番茄红素约60-80mg/100ml，Minra。Y等人（1998年）利用产蛋白假丝酵母是一种不能天然合成的类胡萝卜素的食品酵母，他们将欧式杆菌种控制番茄红素合成的基因转入产蛋白假丝酵母，得到758μg/g干重的番茄红素和407μg/g的八氢番茄红素。
酶反应法主要是利用番茄皮自身酶反应来提取番茄红素，在碱性条件下使番茄皮中的果胶酶和纤维素酶反应，分解果胶和纤维素使得番茄红素的蛋白质复合物从细胞中溶出，所得色素为水分散性色素；HPLC法是一种较为方便的番茄红素提取法，一般是将所有的类胡萝卜素经过高压液相色谱柱而将番茄红素分离出来。
一般来说，目前较为常用的有CO2超临界萃取法和有机溶剂提取法。
三．番茄红素的生理功能
从1995年至1999年国外有近300篇文章涉及番茄红素的功能研究。这些研究包括番茄红素的吸收，运输及新陈代谢的动力学，番茄红素在组织，乳汁，精液中的分布；番茄红素猝灭活性氧，番茄红素与消化道癌，宫颈癌，皮肤癌，前列腺癌；番茄红素与心脏病等，这些研究番茄红素有优越的生理功能。最新研究表明；番茄红素具有多种生物学作用。如猝灭单线态氧，清除自由基，诱导细胞间连接通讯，调控肿瘤增殖等。
根据番茄红素的化学结构可知，番茄红素具有比其他类胡萝卜素更强的清除猝灭单线态氧的能力，实验也证实了这一点。除此以外，番茄红素还可以与过氧化氢及二氧化氮等的活性碎片反应。最近研究表明，番茄红素在保护淋巴细胞免受二氧化碳自由基造成的细胞膜损害或细胞致死方面的能力非常强。
由于番茄红素的作用机理和强大的功效。人们开始研究番茄红素与一些退行性疾病的相关性问题，并初步得到结论。
流行病学研究指出，摄入更多的番茄红素的人或在血浆与脂肪组织中有较高浓度番茄红素的人患上某些慢性病的危险会降低，包括癌症与心脏病。番茄红素还有延缓衰老的作用，主要表现在人体器官中的番茄红素含量与大多数退行性疾病呈负相关。
通过追踪研究紫外线照射后人皮肤中类胡萝卜素的水平，得到结论，番茄红素对氧化胁迫介导的皮肤损害有保护效应。当皮肤受到紫外线光胁迫时，皮肤番茄红素比β-胡萝卜素破坏得多，因在清除自由基过程中要消耗类胡萝卜素，提示番茄红素有优先保护作用。与衰老有关的斑点退化时看到，只有低水平的血清番茄红素才与这种病高发性相关，而与斑点色素中发现的类胡萝卜素水平无关。可以认为番茄红素水平是决定斑点退化发生的主要因素。而印度的科学研究指出，番茄红素可令不育男子的精子数月增多，精子的活跃性增强，从而医治不育问题。
而更多的研究是关于番茄红素的防治癌症的能力。
四．番茄红素用于防治癌症
由于番茄红素强有力的清除自由基的能力，研究人员对番茄红素抗癌作用做了仔细的系统研究。研究表明，番茄红素对预防前列腺癌，结肠癌和子宫癌等具有显著的相关作用。最新的研究认为番茄红素是最有可能预防心脏病和癌症的物质，而α-和β-胡萝卜素及叶黄素均无此作用。而在前列腺中，番茄红素是浓度最高的类胡萝卜素，与维生素E相比，番茄红素是最有效的单线态氧消除剂，还具有抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化的作用。
哈佛公众医学院Edword Givanucci。D首次发表了摄取番茄产品可以降低前列腺癌症发病率的流行病学研究，他们对4800名男子经过六年（1986-1992）的研究证明，常吃番茄的人比不常吃番茄的人，患前列腺癌的机会减少了45%。因此推论是与番茄中的番茄红素有关。Dana Farber癌症研究所的Steven，K，Clinton发表了与Giovanucci博士一致的研究结果。1995年起，番茄红素的研究引起了极大的关注。Miland。M。D。Carlo。La。Vecchia研究了番茄制品与低食道癌和其它癌症发病率的关系。地中海人（大量使用番茄沙司）患前列腺癌的发病率最低，其健康和长寿是由于摄取大量的番茄制品，非洲美裔（使用番茄沙司较低）患前列腺癌最高。Barbora Ann Karmanos癌症研究所开展的一项研究，对前列腺手术病人于术前给予番茄红素胶囊，结果前列腺癌的多种标志物出现了很好转变。番茄红素可调节细胞周期调控分子和诱导人体前列腺癌前病变和癌灶消退，番茄红素含量低与胰腺癌，膀胱癌的发生相关。
Campbell（1991）等人发现肝硬化患者体内番茄红素的含量较低，Franceochi（1994）等人对300多名患消化道癌的病人进行了为期7年的研究，发现发癌率与番茄的摄取量有关，Sharoni（1996）等人对番茄红素的抗癌活性的研究发现，番茄红素对子宫癌细胞，肺癌细胞和乳腺癌细胞具有较强的抑制作用。番茄红素对这些癌细胞的抑制作用与浓度相关，半抑制浓度为2μm。番茄红素抑制作用在温育24小时即表现出来。而α-和β-胡萝卜素的作用第二天才出现。番茄红素也能抑制胰岛素生长因子（IGF）刺激的癌细胞增殖。番茄红素对DMBA诱发的大鼠乳腺肿瘤模型也有抑制作用。
五．国内外番茄红素的研究与生产应用
番茄红素作为天然色素已在全世界范围内被广泛接受。但由于对天然色素这一概念的界定存在差异，各国间并无统一的尺度。欧共体很早就允许使用番茄红素，但由于其在各植物体内含量均较低，因而一直未能商业化生产。在发现番茄红素的特殊生理功能后，以色列的Lycored天然产品工业公司率先开发番茄红素产品。以Lyo-O-MatoTM及Tomat-O-RedTM为商标来销售该类产品，并在欧洲及北美洲等地建立了分销机构，他们以通过基因工程获得的高番茄红素含量的杂交番茄为原料，在生产各种番茄加工制品的同时，利用有机溶剂萃取残渣中的番茄红素。再在脱除溶剂后进行调配，以得到不同浓度的番茄红素制品日本的カュメヲ 株式会社和日本ラルモニ株式会社等公司申请了大量与此相关的专利。此外美国的Natures Inc，Mamaroneck。N。Y。公司也有1%浓度的番茄红素油树脂出售。
国内番茄红素的生产和研究均处于起步阶段。目前国内番茄红素的研究主要集中在无锡轻工大学食品学院，新疆某技术有限公司和广州优宝工业有限公司。
将番茄红素应用于保健食品中，在国外已有很多，主要用于几个方面：a。用于防止紫外线灼伤，保护皮肤的产品；b。用于延缓衰老的产品；c。用于类胡萝卜素复合产品；d。应用于预防前列腺癌的产品。这也是应用最多的产品。
番茄红素作为一种功能性色素，对人体有十分重要的意义，其价值已逐渐为人们所认识。我国生产番茄红素产品还是有很多可行性的优势，如果将我国各个大型番茄厂的废料应用起来，结合超临界等先进手段，一定会获得良好的社会和经济效益。
附图表一：
世界市场上的部分番茄红素产品
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品名 经营厂商 参考价
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Lycopene CatalogCity.com $9.99
（番茄红素）
Lycopene Myoplex $17.89
（番茄红素）
Lycopene 10mg 60caps Twinlab $17.49
（番茄红素10毫克60胶囊）
Lycopene 10 mg 30 Softgels - TwinLab $8.54
（番茄红素10毫克30软胶囊）
Lycopene 10mg 60 softgels BlessedNutrition.com $14.95
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Vitamin Power Lycopene HBees.com $22.45
（维生素粉末番茄红素）
Lycopene Softgel - 60 Softgels Herbal Remedies USA $11.99
（番茄红素60软胶囊）
Lycopene, 5mg, 100 softgels MTE-NUTRITION $29.50
（番茄红素5毫克100软胶囊））
Lyco-Sorb （Lycopene）
by Jarrow 10 mg 60 Softgels Nutrition Dome $13.79
（Jarrow Lyco-Sorb番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene Standardized PhillyPharmacy.com $7.46
Extract 45 Capsules
（番茄红素标准提取物45胶囊）
MEGA LYCOPENE Life extension vitamins $34.79
（MEGA番茄红素）
SOLGAR Lycopene VitaminProShop.com $16.28
Carotenoid Complex
- 30 Tablets
（SOLGAR番茄红素胡萝卜素复合30片剂）
NATROL LYCOPENE Smartbomb.com $8.99
15 MG 30 TAB
（NATROL番茄红素15毫克30片剂）
TwinLab Lycopene
10mg 60sg House of Nutrition Online $14.97
（TwinLab番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene 10mg My Standard Process $23.00
100 Capsules
（番茄红素10毫克100软胶囊）
LYCOPENE 10mg
60 SGELS Healthgenesis.com $15.16
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Twinlab Lycopene 10mg 60sfgel Wholesale Supplement Store $16.49
（Twinlab番茄红素10毫克60软胶囊）
Tomato Lycopene 30 gels Total Fitness & Nutrition $8.77
（番茄红素30胶囊）
Lycopene 10 mg. （30 Softgels） Better Nutrition $9.71
（番茄红素10毫克30软胶囊）
Lycopene 10mg 60 Softgels Body Best $12.72
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene 30 Softgel Hilife Vitamin and Herb Co. $10.84
（番茄红素30软胶囊）
Lycopene iHerbi.com
10 mg., 60 Softgels $18.00
（番茄红素10毫克60软胶囊）
LYCOPENE 10 MG 30 CP. Supplements Fast $9.71
（番茄红素10毫克30胶囊）
Lycopene Softgel Capsules Amerjam Gifts $26.95
（番茄红素软胶囊）
Lycopene LYC-O-MATOTM Sunpower Nutraceutical
15mg （30 capsules / 15mg） Health Superstore $14.77
（番茄红素10 mg.30胶囊）
LYCOPENE 10mg 60 SGELS VitaGlo.com $11.24
（番茄红素10毫克60软胶囊）
LYCOPENE 10mg 30 SOFTGELS VITAMASTER $6.99
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LYCOPENE 10mg 60 SGELS nowcatalog.com $15.16
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene, 60 softgels Natures Way $11.69
（番茄红素60软胶囊）
Harvest Moon Lycopene
30 Capsules 15mg Harvest Moon Health Foods $11.39
（Harvest Moon番茄红素15 mg.30胶囊）
TOMATO LYCOPENE 60 SFGELS DNEPHARM.COM $24.95
（番茄红素60软胶囊）
T.L. LYCOPENE 10MG SG 30 Hardbody Nutrition $8.05
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Lycopene US Health Club $8.36
（番茄红素）
Lycopene 10mg 60 Softgels Healthnut Warehouse $14.97
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene 60 DiscountBoulevard.com $16.62
（番茄红素60）
Lycopene（60softgels） A.M. Natural Products $12.32
（番茄红素60软胶囊）
LYCOPENE 10mg 60 SGELS Health-World $15.16
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene 60 NutritionBlvd.com $16.62
（番茄红素60）
50 softgels Lycopene 10 mg nutrienthealthlab $9.96
（番茄红素10毫克50软胶囊）
LYCOPENE SUPER
ANTIOXIDANT 60 gels EGGSHOP WAREHOUSE $9.99
（番茄红素超级抗氧化剂60软胶囊）
Lycopene, 15 mg., 30 tablets, Natrol $9.38
（番茄红素15毫克30软胶囊）
Lycopene （30 Sftgls） Source Naturals $14.38
（番茄红素30软胶囊）
Lycopene Discount Health Foods.com $14.94
（番茄红素）
LYCOPENE 10 MG 60 GELS Total Health Vitamin Discount $11.37
（番茄红素10毫克60软胶囊）
Lycopene Health Revolutions $14.40
（番茄红素）
Lycopene Antioxidant
Natural Carotenoid, 10mg, Softgels Twinlab $10.36
（番茄红素抗氧化剂天然胡萝卜素10毫克软胶囊）
Lycopene, 5mg, Softgel Capsules General Nutrition Corporation $8.99
（番茄红素5毫克软胶囊）
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（齐继成 ）
