番茄红素的提取

一、项目相关知识1、番茄红素（Lycopene）又称ψ—胡萝卜素，属于异戊二烯类化合物，是类胡萝卜素的一种。2、番茄红素，又名番茄烃，是一种脂溶性天然色素，在化学结构上属于类胡萝卜素，最先发现于番茄中，并因此而得名。近年来的研究表明，自然界中的番茄红素广泛存在于番茄、西瓜、南瓜、李、柿、胡桃、桃、木瓜、芒果、石榴、葡萄、草莓等果实和萝卜、胡萝卜、芜菁、甘蓝等的根部。其中含量最高的是番茄的果实，番茄红素含量在30~140mg/Kg，番茄皮中含有较多的番茄红素（一般200mg/Kg）。番茄红素和其他类胡萝卜素一样，人体无法自身合成，只能从食物中摄取，并可在人体中累积，主要分布于肝、肺、前列腺、肾上腺、结肠和皮肤。3、浸提法：番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，易溶于氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂。利用这一性质，可利用亲油性有机溶剂浸提番茄红素。一般工艺为：番茄皮进行干燥后用有机溶剂提取；过滤后滤渣继续用有机溶剂进行二次浸提，滤液部分浓缩后成为粗产品，精制可得番茄红素。研究表明乙醇、正己烷、丙酮及其混合液是有效的萃取剂。在提取过程中，为了分离叶黄素与番茄红素，一般先用有机溶剂洗去叶黄素，再加另一有机溶剂提取番茄红素，常常使用不止一种有机溶剂，给最后的精制带来一定麻烦。为此又有人对此工艺进行改进。改进一为利用皂化反应使晶体析出，其工艺为：将番茄皮或制品进行干燥，加入一定量的植物油，研磨成细小颗粒，加入丙二醇、氢氧化钾、水使之发生皂化反应；加水并静止搁置使晶体析出。这一过程关键是皂化反应时控制提取物、丙二醇、氢氧化钾与水的比例在4～5：3～4:1:1皂化反应原料添加顺序灵活，最佳为将碱液缓缓加入番茄红素油溶脂与丙二醇的均相液中，以保证晶粒的最好析出。改进二为利用有机溶剂在不同浓度、温度下对不同物质的溶解度不同，采用单一溶剂二次萃取。工艺为：番茄及制品进行洗涤，破碎等预处理；加入72%的酒精加热沸腾15min，过滤后的不溶物继续用94%的酒精在72℃下浸提3～4次每次10min；将滤液合并，在10℃下静止2～12h晶体析出。该工艺以含水20%~30%（最好28%）的酒精进行预处理即可洗脱极性物质如叶黄素、胡萝卜素及农药，又可避免溶解番茄红素。二、项目原理1、由于番茄红素分子中有11个共扼双键及2个非共轭双键，使得番茄红素的稳定性比较差，在一定条件下可发生顺反异构化和氧化降解。番茄红素对氧化反应比较敏感，其溶液经日光照射12小时后，其中的番茄红素基本上损失殆尽。溶液中的Fe3+和Cu2+会对番茄红素的光氧化反应起催化作用，而其它金属离子如K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等则对其影响不大，所以天然番茄红素在提取和应用过程中应尽量避免使用铁制和铜制容器。2、稳定性pH值对番茄红素也有影响，当用乙醇溶解番茄红素，并调制成pH值1～14，结果表明，番茄红素对酸不稳定，对碱则比较稳定，故番茄红素作为色素使用时并不适合于酸性饮料。由此可见，影响番茄红素稳定性的因素有氧、光、金属离子pH等。3、溶解性番茄红素是脂溶性色素，可溶于其他脂类和非极性溶剂中，不溶于水，难溶于强极性溶剂如甲醇、乙醇等，可溶于脂肪烃、芳香烃和氯代烃如乙烷、苯、氯仿等有机溶剂。番茄红素在各种溶剂中的溶解度随着温度的上升而增大，然而当样品越纯时，溶解越困难。结晶的番茄红素溶解缓慢，倾向于形成一种超饱和状态，虽然提高温度可加速其溶解，但冷却时可能会出现结晶，这时可利用超声波加速其溶解。纯的番茄红素虽然不溶于水，但当它与某些物质如蛋白质结合形成复合物时，则具有较高的溶解度。三、项目材料试剂：28%的酒精、72%的酒精、94%的酒精、原材料：新鲜的番茄仪器：研钵、可调电炉、布氏漏斗、真空泵、水浴锅、四、项目步骤我们采用浸提法中改进二的操作方法①将番茄进行破碎然后用含水20%~30%（最好28%）的酒精进行预处理即可洗脱极性物质如叶黄素、胡萝卜素及农药②加入72%的酒精加热沸腾15min，然后过滤③过滤后的不溶物继续用94%的酒精在72℃下浸提3～4次每次10min④将滤液合并，在10℃下静止2～12h晶体析出项目流程图研磨加入72%的酒精28%的酒精洗脱沸腾15min初提物将初提物过滤和滤液合并10℃下静止94%的酒精2～12h72℃浸提3～4次[1]番茄红素萃取优化工艺条件研究-安徽农业科学-2011年第22期(39)[2]番茄红素培养酵母的生物学效应研究-湖北农业科学-2011年第5期(50)10oC以下水洗至无甲醛新鲜番茄晶体析出洗脱液煮沸物不溶物滤液结晶2.5%～5%明胶、2.5%～5%阿拉伯胶凝聚囊乳浊液沉降囊固化囊微囊稀释液醋酸溶液