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摘要：本文研究了超临界C02萃取天然番茄红素的工艺，确定了提携剂的选择，萃取温度，萃取压力，萃取时间等最佳参数，并对提取物中的番茄红素进行了定量测定。实验表明：30Mpa，55℃，2h，C02流量为30kg／h，提携剂为30ml大豆色拉油的条件下，提取率达到93.58％，100克干料可以获得29.15克纯度为1.37％的番茄红素提取物。
关键词：番茄红素，超临界CO2，萃取，定量
番茄红素(Lycopene)是一种脂溶性天然色素，是类胡萝卜素的一种。具有优越的生理功能。即：其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强，它清除单线态氧效果是维生素E的100倍，是β-胡萝卜素的2倍；能有效预防前列腺癌、消化道癌等及心血管疾病的发生；是血清中与老化疾病相关的微量物质，可以抑制与老化相关的退化疾病；能很好地保护淋巴细胞免受NO2自由基造成的细胞膜损害或细胞坏死。因此，它是一种很有发展前途的新型功能性天然色素，目前已被联合粮农组织和世界卫生组织(FAO／WHO)，联合国食品添加剂委员会(JECFA)认定为A类营养素，并为50多个国家和地区作为营养和着色双重作用的食品添加剂，广泛用于保健食品，医药和化妆品。
超临界CO2萃取技术是食品工业新兴的一项萃取、分离和纯化技术。与传统的化学溶剂萃取法相比，其优越性有：(1)无化学溶剂消耗和残留、无污染、避免萃取物在高温下的热裂解、保护生理活性物质的活性。(2)工艺简单、能耗低，萃取剂无毒、易回收。
本实验研究了超临界CO2萃取天然番茄红素的工艺，确定了提携剂的选择，萃取温度，萃取压力，萃取时间等最佳参数，并对提取物中的番茄红素进行了定量测定。
1 材料和方法
1．1 材料和仪器
新鲜大红番茄 秋季市售；纯度99.5％以上的CO2；HA121-50-01超临界萃取装置产地江苏南通化安超临界萃取有限公司；
无水乙醇，乙酸乙酯，乙酸甲酯，环己烷均为分析纯；752C型紫外可见光分光光度计。上海第三分析仪器厂；Ultrospec 4300 pro紫外分光光度计，波长扫描软件SwiftⅡ 美国法马西亚公司；Virsonie300超声波破碎仪。美国纽约Virtis Company；TG-328型半自动电光分析天平。
1．2 超临界CO2萃取工艺
原料—一打浆—一压榨过滤—一真空干燥—一粉碎一过筛一称重一装萃取槽、密封一控制适宜的工作参数—一静态、动态萃取—一降压分离一由分离柱获得番茄红素一纯度测定。
1．3 萃取参数研究方法
1．3．1 单因素对提取率的影响
用水分含量和粒度相同的同批制备的等量原料，分别研究提携剂的选择、萃取压力(10～30Mpa)、萃取温度(35～65℃)、萃取时间(1～3h)对萃取率的影响，从而确定最佳参数。
1．3．2 提取率的计算
分别取样5g，用40ml环己烷充分溶解，辅以超声波萃取。取色素溶液0.2ml，稀释为3ml(当原料为湿料时，色素溶液则取0.3ml稀释为3m1)，472nm波长下比色测定。
提取率=(1一残渣中番茄红素的含量÷原料中番茄红素的含量)×100％
1．4 萃取物中番茄红素的含量测定
1．4．1 标准曲线的绘制
准确称取苏丹工色素25mg，乙酸乙酯溶解并定容至50ml，吸取O.24，O.485，1.02，1.34，1.70ml分别注入50ml容量瓶中，加乙酸乙酯至刻度，混匀后的各溶液分别相当于0.5，1.0，1.5，2.0，2.5μg／ml番茄红素的标准液。以乙酸乙酯作空白，472nm波长下比色测定。以吸光值A为横坐标，C值为纵坐标，绘制标准曲线。
1．4．2 萃取物中番茄红素的含量的计算用分析天平精确称取萃取物0.072g，2Oml环己烷充分溶解，贮藏于冰箱。使用时取0.1ml稀释为3m1．472nm波长下比色测定。
萃取物中番茄红素的质量分数(含量)= C值×0.000001×稀释倍数÷样品质量×100％
= C值×0.000001×20×3÷0．1÷O.072×100％
= C值×8333.333×0.000001×100％
2 结果与分析
2．1 萃取参数的确定
2．1．1 提携剂对提取率的影响
同批制备一定量的干燥原料粉末(含水量5％，粒度50目)和压榨湿料(含水量50％)。在20 Mpa，55℃，2h，CO2流量为30kg／h的条件下，按如下方案进行：A用150克湿料不用提携剂；B150克湿料，30ml大豆色拉油；C用100干料不用提携剂；D用100克干料，30ml5％的乙醇l ；El00克干料，30ml纯乙酸乙酯；F100克干料，30ml纯乙酸甲酯；G100克干料，30ml大豆色拉油；H为30 Mpa，55℃，2h，CO2流量为30kg／h的条件下，100克干料，30ml大豆色拉油。萃取物吸光值的测定：分别准确取样O.072克，用2Oml环己烷溶解，测定时取0.1ml稀释为3ml，Ultrospee 4300 pro紫外分光光度计472nm波长下比色测定。
分析以上实验数据，认为不用提携剂或使用5％的乙醇是无法有效地萃取出番茄红素的；E组，F组获得的萃取物纯度较高，但量太少；合理的条件是G和H组，即100克干料，提携剂是30ml大豆色拉油。
2．1．2 萃取压力对提取率的影响
在55℃，2h，CO2流量为30kg／h的条件下，分别研究l0，l5，20，25，30Mpa压力对提取率的影响，结果如果：在相同的温度和其他条件下，增加压力可以增加CO2的密度，对溶质(番茄红素)的溶解能力增强，减少了物质问的传质距离，增加了传质速率和浓度差，有利于物质的萃取。但实验发现随着萃取压力的增加，提取率并不成线性增长关系。同时根据设备的压力使用范围和操作费用，萃取压力选择为30Mpa较为适宜。
2．1．3 萃取温度对提取率的影响
在30Mpa，2h，CO2流量为30kg／h的条件下，研究35℃，45℃，55℃，65℃对提取率的影响。
萃取温度对萃取效果具有双重的影响：温度升高，有利于溶质挥发性的增加和提高物料的扩散系数，有利于番茄红素的萃取；但是另一方面，在达到一定温度后继续升高温度又降低了CO2的密度和浓度，从而导致CO2的溶解能力的降低，对萃取不利。因此，根据实验结果，萃取温度选择为55℃较为适宜。
2．1．4 萃取时间对提取率的影响
在30Mpa，55℃，CO2流量为30kg／h的条件下，研究萃取时间对萃取效果的影响，同一批原料，第l小时收料27.16克，第2小时收料0.7克，第3小时收料0.2克。根据实验结果，认为萃取时间以1—2小时为适宜。
2．2 萃取物中番茄红素的含量测定
2．2．1 替代色素的光谱特性和标准曲线的绘制
由于100％纯度的番茄红素无法获得(sigma公司也只能提供90～95％的标准品)，而且很不稳定，故一般用合成色素代替以制作标准曲线。分别准确称取苏丹工，Ⅲ，Ⅳ和甲基红25mg，充分溶解在20ml乙酸乙酯中，再取0.05ml稀释为3ml，使用Ultrospec 4300 pro紫外分光光度计和波长扫描软件Swif II，400～600nm波长区间内扫描，获得光谱图。
苏丹I和番茄红素的光谱特性和的十分相似，而且最大吸收波长一致，都为472nm波长。苏丹Ⅲ ，苏丹Ⅳ和甲基红的最大吸收波长分别为505nm，515nm，485nm，因此选定苏丹工为制作标准曲线的替代色素。
根据实验结果，番茄红素的浓度(C值)在0.5～ 2.5ug/ml与吸光值A呈线性关系。标准曲线和回归方程。
2．2．2 萃取物中番茄红素的含量测定
选取30 Mpa，55℃，2h，CO2流量为30kg／h条件下的萃取物(H组)和B，E，F，G组的萃取物，准确称取0.072克，2Oml环己烷充分溶解，取0.1ml稀释为3ml，Ultrosper 4300 pro紫外分光光度计472nm波长下比色测定，再计算C值和质量分数。
由表中数据可知，H组30Mpa，55％，2h，CO2流量为30kg／h，提携剂是3Oml大豆色拉油的条件下，100克干料可以获得29.15克纯度为1.37％的番茄红素提取物。
参考文献
1．Nguyen M，et a1．Lyeopene：clinical and biological properties．Food Technology．1999，53(2)：38—45
来源：东方医药网