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        食品伙伴網服務號

        番茄紅素在食品領域的應用及其發展

        放大字體  縮小字體 發布日期:2024-02-04  來源:食品伙伴網食品研發創新服務中心  作者:FIEU食品配料聯盟
        核心提示:番茄紅素是一種類胡蘿卜素,主要存在于番茄、胡蘿卜等蔬菜水果中。人體或動物自身不能合成類胡蘿卜素,因此需要通過飲食獲取番茄紅素。 加工過的番茄,番茄紅素利用率比生番茄高,這是因為攪碎、加熱等操作能破壞細胞壁,讓番茄紅素釋放出來,加熱溫度提高到100℃以上時,還能讓番茄紅素結構發生變化,變成一種更容易利用的形式。但是注意,長時間高溫加熱也會讓番茄紅素降解,總量降低。 研究發現,吃番茄醬后,血液番茄紅素濃度曲線下面積是生吃番茄后的3.8倍。
        番茄紅素是一種類胡蘿卜素,主要存在于番茄、胡蘿卜等蔬菜水果中。人體或動物自身不能合成類胡蘿卜素,因此需要通過飲食獲取番茄紅素。
         
        加工過的番茄,番茄紅素利用率比生番茄高,這是因為攪碎、加熱等操作能破壞細胞壁,讓番茄紅素釋放出來,加熱溫度提高到100℃以上時,還能讓番茄紅素結構發生變化,變成一種更容易利用的形式。但是注意,長時間高溫加熱也會讓番茄紅素降解,總量降低。
         
        研究發現,吃番茄醬后,血液番茄紅素濃度曲線下面積是生吃番茄后的3.8倍。
         
        01、番茄紅素的吸收過程
         
        番茄紅素在人體內的吸收過程主要經歷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(小于10%)促進番茄紅素和脂肪的釋放,釋放的番茄紅素溶解于脂肪顆粒,并通過胃部的蠕動形成乳化油脂。進入十二指腸后,由于膽鹽的作用,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、番茄紅素依賴于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。
         
        1.1 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于其生物利用度,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。
         
        1.2 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,只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,更易溶于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。
         
        1.3 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。
         
        1.4 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。
         
        1.5 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。
         
        1.6 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。
         
        02、番茄紅素的作用
         
        番茄紅素在預防心血管疾病、提高人體免疫力以及延緩衰老等方面具有重要意義。
         
        2.1 降血脂血壓:
         
        為了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了多項動物和人群試驗研究。澳大利亞科學家收集了國際上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布的劍橋大學一項研究發現,科學家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。
         
        2.2 保護皮膚
         
        研究發現,番茄紅素能通過清除自由基、增強超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性,降低丙二醛含量,從而延緩衰老。
         
        2.3 抗炎作用
         
        臨床研究發現,番茄紅素在抑制促炎細胞因子產生方面有顯著作用,冠狀動脈疾病患者補充7mg/d番茄紅素持續30d,可有效降低體內IgG含量。
         
        Li等研究發現,健康的年輕女性每天補充含有32.5 mg番茄紅素的番茄汁8周,具有抗肥胖、抗氧化和抗炎癥的效果。
         
        03、番茄紅素在國內的應用

        3.1 普通食品 
         
        番茄紅素在我國普通食品中作為食品添加劑使用,主要為食品提供著色功能,質量要求符合《GB1886.78-2016 食品安全國家標準 食品添加劑 番茄紅素(合成)》,用法用量符合《GB 2760 食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》。
         
        由于番茄紅素存在大量的共軛雙鍵,溫度、光照等都會造成番茄紅素的氧化分解,導致其生物利用度低。根據食品伙伴網產品數據庫顯示,番茄紅素在普通食品中應用較少,僅在部分飲料和糖果中有所添加。
         
        3.2 保健食品 
         
        番茄紅素在國內多用于保健食品中,根據國家市場監督管理總局保健食品注冊數據庫,截止2024年1月含番茄紅素的產品有157條,其主要功能是增強免疫力、抗氧化、延緩衰老等。
         
        在人們對營養健康的需求下,番茄紅素產品已被更多的人們熟知并購買食用。人們通過攝入外源性營養素或進行膳食營養補充,阻止細胞受到自由基損傷,增強免疫力。
         
        04、番茄紅素的市場
         
        番茄紅素已被聯合國糧農組織(FAO)、食品添加劑委員會(JECFA)和世界衛生組織(WHO)認定為A類營養素,在50多個國家和地區作為食品添加劑廣泛用于食品中,具有營養與著色雙重作用。
         
        Mintel英敏特全球數據庫顯示2019-2023年全球食品、飲料及醫療保健品類中含有番茄紅素的新品發布趨勢在2019年-2021呈下降趨勢,從2021年開始到2023年新品上市趨勢呈現快速上升,證明番茄紅素近三年應用前景十分良好,需求量較大。
         
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        我國的番茄年產量占全球總量的 20% 左右。據估計,2023年番茄紅素市場價值將有望增加到1.33 億美元以上[4]。 
         
        隨著番茄紅素在食品中的應用規模逐步擴大,食品領域應用品類更加豐富,國內外番茄紅素及其加工食品的應用要求逐步明確,我國已構建相關使用標準。
         
        05、番茄紅素的國內外法規 
         
        天然番茄紅素已經被用于抗氧化,增強免疫力等功能的保健食品。食品添加劑聯合專家委員會(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”。并于2009年批準了從番茄中提取的番茄紅素作為食品新成分進入市場,還批準了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,并認為不需要確定其ADI值。 
         
        2006年美國誠信營養保健品協會(Councilfor Responsible Nutrition,USA )對番茄紅素進行了風險評估,提出“觀察到的安全劑量(Observed Safe Level,OSL)”為75mg/d。該評估是基于2006年前已發表并經同行評議的30余篇人體干預實驗研究。
         
        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。
         
        在我國,番茄紅素被列為食品添加劑,并根據 《GB 2760—2014 食品添加劑使用標準》規定使用量。
         
        除此之外,番茄紅素也用于抗氧化、增強免疫力等功能的保健食品中!吨袊用裆攀碃I養素參考攝入量(DRIs)》中對于我國成人番茄紅素的特定建議值為 SPL 18 mg/d[46],可耐受最高攝入量建議值 UL 70 mg/d。
         
        06、番茄紅素的發展預測
         
        1)番茄紅色本身具有不穩定性,易分解,,或可采用包埋技術減少損耗,提高利用率。
         
        2)目前天然番茄紅素及發酵法得到的番茄紅素缺少國家標準、行業標準等,需要完善行業標準體系,進一步指導番茄紅素產品的研發,明確相關技術要求。
         
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        3)進行市場培育
         
        目前番茄紅素多是以保健食品形式出現,但是我們保健食品產業起步較晚,還沒有形成國民的全面認知,需要行業專家與企業持續進行市場科普,用專業的實驗數據說話,堅決抵制虛假宣傳,樹立品牌形象。
         
        來源:食品伙伴網食品研發創新服務中心
        編輯:fmt1592210117

         
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