从苦瓜籽假种皮提取番茄红素的方法技术领域
本发明涉及一种利用葫芦科植物苦瓜的假种皮提取番茄红素的方
法。
背景技术
番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素的一种，呈红色，分子式C40H56，
分子量为536.85，纯品在自然界为深红色针状晶体，由于最早从番茄中
分离制得，故称番茄红素。番茄红素是目前在自然界中发现抗氧化能力
最强的类胡萝卜素，其清除单线态氧的速率常数是目前常用抗氧化剂维
生素E的100倍，是β-胡萝卜素的两倍之多。番茄红素能有效地预防前
列腺癌，对子宫癌、肺癌细胞的抑制作用显著高于β-胡萝卜素和α-胡
萝卜素。番茄红素是很有前途的一种功能性天然色素，可以广泛的应用
于保健食品、医药、化妆品和天然色素等行业。
番茄红素主要存在于番茄、苦瓜等植物中，现有番茄红素的提取工
艺都是利用番茄作为提取原料，主要是因为番茄这种植物原料分布比较
广泛，容易得到。
利用番茄作为原料提取番茄红素的例子有许多，例如，公开号为
CN1328093叙述了一种天然色素，特别是番茄红素的制备方法。该生产
工艺流程简单叙述为：番茄酱→酶解→浸取→分离→浸取液→浓缩→脱
溶→标准化处理→番茄红素树脂。
顺便提及一下番茄红素油树脂的物理化学性质，番茄红素油树脂为
暗红色油状液体。不溶于水，其色素属类胡萝卜素类，纯品为针状深红
色晶体。熔点174℃，易溶于二硫化碳(1g/50ml)、沸腾乙醚(1g/3L)、
正乙烷(1g/14L，0℃)，溶于氯仿和苯，微溶于乙醇和甲醇，不溶于水。
在植物体中较稳定，制成的纯品易氧化，可吸收氧达30％。
CN1364832公开了一种从番茄中萃取分离番茄红素的方法，主要步
骤为：1)制备番茄干粉；2)装填番茄干粉，保证超临界二氧化碳流动和
分布均匀；3)启动萃取分离装置，调整二氧化碳和提携剂的流量，调节萃
取器和两级分离器的压力；4)在超临界二氧化碳为流动状态条件下，从番
茄中连续萃取分离番茄红素有效成分；5)卸出分离产物。本发明采用超临
界二氧化碳对番茄红素进行萃取分离，不仅具有萃取分离速度快、萃取
效率高和分离产物纯度高等优点，而且运行成本低、生产中无三废排放
和不产生二次污染。
CN1370241公开了一种获得番茄红素的方法。该方法是从毛霉目的
真菌，例如Blakeslea，Choanephora或Phycomyces的深层培养基中进行
提取。主要步骤为：1)用醇对生物合成的天然原料(如发酵培养基)直接进
行处理，并分离湿的纯化的生物质；2)通过干燥与裂解或降解，对纯化的
生物质进行调理；3)用一种有机溶剂对番茄红素进行固相—液相萃取；4)
浓缩富集提取液；5)加入醇进行沉淀/结晶。
但是由于番茄中番茄红素的含量相对苦瓜籽较少，成熟番茄中的番
茄红素含量仅为3-14mg/100g，要想达到规模化生产，就要消耗掉大量的
植物番茄，这就增加了原料加工的成本。利用毛霉目的真菌深层培养基
中进行提取受到环境、条件的限制，培养基不易培养或者造成生产质量
的不稳定。
CN1230574(申请号为98112414.3)公开了一种利用苦瓜假种皮作
为原料来提取番茄红素的工艺。具体步骤简述为：在假皮中加入40％的
甲醇、抗氧化剂和碳酸镁→加入石英砂磨碎→抽气过滤→用40％甲醇洗
涤→用丙酮提取色素→加入乙醚→加入饱和食盐水洗涤→充入氮气→加
入20％KOH对乙醚色素层进行碱化→色素分离、精制→用有机溶剂溶解
→膜过滤器过滤→采用液相色谱层析法分离、精制。从以上制备过程可
以看出，其制备工艺比较复杂。而且，虽然成熟苦瓜的假种皮中番茄红
素的含量可达20-60mg/100g，但番茄红素的回收率较低，难以形成规模
化生产。
苦瓜属葫芦科植物，其在我国以及世界广泛分布，作为一种日常蔬
菜大量栽培。
本发明基于上述制备番茄红素的优缺点，研究出一种既利用番茄红
素含量较高的成熟苦瓜假种皮作为原料，又可利用一种简单高效的提取
方法来制备番茄红素的技术方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是利用简单高效的方法从苦瓜籽假种
皮提取番茄红素。
本发明的第一技术方案叙述的提取番茄红素的方法为：A将成熟的
脱籽的鲜苦瓜籽假种皮进行压滤，B真空干燥，粉碎制得粗番茄红素粉，
C然后利用有机溶剂对已粉碎的番茄红素粉进行提取，真空浓缩提取液，
制得番茄红素油树脂；D最后用乙醇浸洗番茄红素油树脂，除去在步骤C
中提取番茄红素油树脂时残留的毒性较大的有机溶剂，过滤除去乙醇液，
制得提纯的番茄红素油树脂。
步骤A中所述的压滤方法为常规的压滤方法，目的是尽量去掉苦瓜
籽假种皮中的水分。
步骤B中所述真空干燥的温度t≤60℃，优选为30≤t≤60℃；粉碎
的颗粒平均粒径在30目以上，优选为平均粒径为65目。粉碎的颗粒粒
径在30目以下时，颗粒中的番茄红素不易溶解到有机溶剂中，粉碎的颗
粒粒径大于65目以上时，粉碎需要很长的时间。粉碎设备为常规粉碎设
备。
步骤C中所用的有机溶剂没有特别限定，只要可以溶解番茄红素即
可，可以选自甲苯、苯、三氯甲烷、二氯甲烷、正己烷、丙酮、乙酸乙
酯或者它们之间的混合溶剂。优选为二氯甲烷与丙酮的混合溶剂，其体
积比为：4∶1-1∶1，优选为2∶1-2∶1.5。
所述的提取温度t≤60℃，优选为30≤t≤60℃。
提取时，番茄红素粉(g)与溶剂(ml)的比例关系为：1g∶4ml-1g∶12ml，
优选为1g∶6ml-1g∶10ml，更优选为1g∶8ml。
最终番茄红素油树脂中番茄素的含量为5-35重量％。
步骤D中，所用的乙醇浓度最好在75-95％，以下所指的乙醇浓度均
指体积浓度。
本发明的第二技术方案为：在本发明第一技术方案之前对成熟的脱
籽的鲜苦瓜籽假种皮进行发酵，发酵条件为在20-45℃，优选为在30-35
℃下自然发酵或者在PH＜7的条件下加入酵母菌进行厌氧发酵，发酵时间
为8-72小时，优选为26-48小时。
所述的酵母菌没有特别限定，只要能够分解苦瓜籽假种皮中的糖分
即可。公知的酵母菌，如台湾台酿企业生产的台湾酵母菌396号(F-396)，
还有河南风都酵母厂生产的古巴I酵母菌以及四川亨达酵母有限责任公
司生产的Basse R字酵母菌等。
本发明的技术方案取得的效果：大大简化了工艺、缩短了生产周期、
降低了能耗。
具体实施方式
实施例1
称取12kg成熟的脱籽鲜苦瓜假种皮，在32℃下进行48小时自然发
酵，压滤，滤饼在60℃下进行真空干燥，粉碎，制得0.8kg番茄红素粉。
取100g已粉碎的番茄红素粉，在60℃下用二氯甲烷与丙酮的混合溶
剂回流提取两次，每次用二氯甲烷267ml，丙酮133ml，合并提取液，真
空浓缩，得10g番茄红素油树脂，番茄红素的含量为6.8％(wt)。用40ml
90％乙醇浸洗番茄红素油树脂，过滤，得3g番茄红素含量为22.5％(wt)
的番茄红素油树脂。
实施例2
称取100g已粉粹的、由例1制备的番茄红素粉，用乙酸乙酯在55
℃温度下浸提两次，每次用乙酸乙酯400ml，合并提取液，真空浓缩，得
9g番茄红素油树脂，番茄红素的含量为6.3％(wt)。用30ml 95％乙醇浸洗
番茄红素油树脂，过滤，得2.8g番茄红素含量为20.2％(wt)的番茄红
素油树脂。
实施例3
称取100g已粉粹的，由例1制备的番茄红素粉，用二氯甲烷与丙酮
的混合溶剂回流提取两次，每次用二氯甲烷200ml，丙酮200ml，合并提
取液，真空浓缩，得9.4g番茄红素油树脂，番茄红素的含量为6.6％(wt)。
用40ml 90％乙醇浸洗番茄红素油树脂，过滤，得2.9g番茄红素含量为
20.9％(wt)的番茄红素油树脂。
实施例4
称取12kg成熟的脱籽鲜苦瓜假种皮，压滤，滤饼在50℃下进行真空
干燥，粉碎，制得1.2kg番茄红素粉。
称取100g已粉粹的番茄红素粉，用二氯甲烷与丙酮的混合溶剂回流
提取两次，每次用二氯甲烷267ml，丙酮133ml，合并提取液，真空浓缩，
得5.2g番茄红素油树脂，番茄红素的含量为6.9％(wt)。用25ml 90％乙醇
浸洗番茄红素油树脂，过滤，得1.5g番茄红素含量为23.3％(wt)的番
茄红素油树脂。
实施例5
称取12kg成熟的脱籽鲜苦瓜假种皮，利用台湾酵母菌396号发酵，
压滤，滤饼在50℃下进行真空干燥，粉碎，制得1.0kg番茄红素粉。
取100g已粉碎的番茄红素粉，在60℃下用甲苯溶剂浸提取两次，合
并提取液，真空浓缩，得8.8g番茄红素油树脂，番茄红素的含量为
6.0％(wt)。用35ml 90％乙醇浸洗番茄红素油树脂，过滤，得2.6g番茄红
素含量为20.0％(wt)的番茄红素油树脂。
下面是本发明与CN1230574公开的提取番茄红素工艺的对比数据。
本发明的步骤简述为：发酵→压滤→干燥、粉碎→用有机溶剂提取
并浓缩提取液→加入乙醇除去残留物。
CN1230574公开的具体步骤简述为：在假皮中加入40％的甲醇、抗
氧化剂和碳酸镁→加入石英砂磨碎→抽气过滤→用40％甲醇洗涤→用丙
酮提取色素→加入乙醚→加入饱和食盐水洗涤→充入氮气→加入
20％KOH对乙醚色素层进行碱化→色素分离、精制→用有机溶剂溶解→
膜过滤器过滤→采用液相色谱层析法分离、精制。
表1为本发明实施例与依照CN1230574公开的实施例制备的对比例
1的对比数据。以下数据均以100kg成熟的脱籽鲜苦瓜假种皮作为原料来
计算。
表1
番茄红素回收率
依照实施例1
97％
依照实施例2
89％
依照实施例3
92％
依照实施例4
75％
依照实施例5
90％
依照对比例1
40％
通过以上对比可以看出本发明的提取番茄红素工艺相对于
CN1230574大大简化了，而且番茄红素回收率大为增加。
本发明的范围并不局限在具体的细节以及说明书中描述的代表性实
施例。因此，在不背离本发明的发明构思情况下所作的各种变化均属权
利要求的保护范围之内。