番茄红素β环糊精的制备工艺研究
目的 本文旨在研究番茄红素-β-环糊精的包埋方法，对其包埋效果进行讨论并优化。方法 本文采用饱和水溶液法对番茄红素进行包合，并对其包封率进行考察。采用了单因素实验法与正交法优化制备工艺。本文选取番茄红素/β-环糊精摩尔比，搅拌时间，搅拌温度，丙酮/石油醚体积比为考察因素，并以包封率为指标对结果进行筛选。同时利用红外分析法检测包合效果。结果 包合效果的最佳工艺条件为在丙酮/石油醚体积比为2:1下提取，番茄红素/β-环糊精比例为1:150，搅拌时间为2.5h,搅拌温度为50℃，此条件下番茄红素的包合率可达70.46%。红外检测显示无番茄红素特征吸收峰。结论 β-环糊精包合物包封率良好。关键词 番茄红素，β-环糊精，饱和水溶液法，包合
目 录
1 引言 2
1.1 番茄红素理化性质 2
1.2 番茄红素生理功能 2
1.3 β环糊精 3
1.4 βCD的制备方法 4
1.5 βCD包合物的鉴别 5
1.6 βCD包合物的应用 6
1.7 研究意义及内容 7
2 实验部分 7
2.1 实验设备 7
2.2 实验试剂 7
2.3 番茄红素标准曲线制定 8
2.4 番茄红素βCD包合物的制备 8
2.5 番茄红素包合率的测定 9
2.6 单因素试验 9
2.7 βCD制备番茄红素工艺的优化 9
2.8 包合物的鉴别 10
3 结果与讨论 10
3.1 番茄红素标准曲线的建立 10
3.2 单因素试验结果与讨论 10
3.3 正交实验结果 13
3.4 验证试验 14
3.5 红外光谱分析 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
番茄红素多存在于胡萝卜，柿子，番茄等常见食物中。它的保健功能，营养价值都非常高。其生理活性也非常强，可以用于预防各种疾病，护肤保健。βCD是一种好的主分子材料。与其他种类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
环糊精相比的安全性更好，且价格适中。因此本文选取βCD用做番茄红素包埋的壁材，对制备工艺进行探讨。
1.1 番茄红素理化性质
番茄红素是一种直链烷烃类有机物，其不饱和度为13。它的分子式为C40H56，(见图1),有顺式构型和反式构型，其分子量为536.87。其顺势构型较少，大多存在于动物体中。而反式构型含量较多，多数植物中均为此构型。番茄红素[1]不溶于水，故提取时需用正己烷，石油醚，乙酸乙酯等种作为提取溶剂。另外，因为含有很多的不饱和双键，番茄红素不耐热、不耐光，常会发生顺反异构化，自动进行氧化降解。因此，在实际生产过程中，如何增加番茄红素的溶解性，提高它的稳定性是值得人们认真思考的问题。
图1 番茄红素的分子结构
1.2 番茄红素生理功能
1.2.1 抗氧化性
番茄红素具有抗氧化性，主要原因[2]有两点。第一，它可以猝灭单线态氧。单线态氧可直接与许多分子结合，从而引起细胞的损伤，其对细胞的毒性影响不可小觑。第二，它能清除过氧化自由基，减缓快节奏的现代社会里，处于高压状态下人的衰老速度。
1.2.2 抗癌作用
癌症是人类幸福生活的杀手，但其发生率只增不减。其主要原因是人体细胞发生基因突变，癌细胞会无休止分裂，不断侵犯正常的组织器官。番茄红素的抗癌作用早在1950年左右就被科学所发现，而现在人们对于它的研究也越来越趋于成熟。它的抗癌机制[3]是当识别到人体内具有癌细胞后，番茄红素可作为一种抑制剂，阻止癌细胞增殖，并且减缓不正常细胞之间的结合。但与此同时，它并不影响正常细胞生理过程。除此之外，它的抗氧化性也是其具有抗癌作用的重要原因之一。
1.2.3 提高免疫能力
现今，生活条件变得优越，人们免疫力却下降了。除了勤于锻炼身体，合理安排三餐，少吃高脂肪、高热量的食物。多吃富含维生素的瓜果，一定程度也可以达到提高免疫的目的。如番茄红素可以提高巨噬细胞吞噬能力，从而维持人体健康[4]。
1.2.4 预防心血管疾病
心血管疾病的形成原因与人体的动脉硬化有关。番茄红素作为天然抗氧化剂，可减少人体低密度脂蛋白，脱氧核糖核酸氧化几率[5]。经常食用可补充维生素，可提高其在体内血清中的含量，也使得防范心血管疾病变得轻松。
1.3 β环糊精
1.3.1 环糊精概述
环糊精（cyclodextrin)[6]可由环糊精葡萄糖基转移酶降解，其产物为一系列环状低聚糖。环糊精多由6至8个葡萄糖通过α1，4糖苷键连接而成。其中研究的较多的有α，β，γ3种[6]，其中α型和γ型环糊精水溶性大。但αCD的空洞孔隙相对较小，γCD的分子空洞相对大。另外，αCD通常只能包合较小的客体物质，而γCD成本高，有微弱毒性，都不能大量应用于工业生产。βCD分子洞孔隙适中，可被人体吸收，且具有相对更低的毒性，低价的生产成本，这使βCD在众多环糊精产品中，使用最为广泛。
1.3.2 β环糊精包合原理
βCD包合物又称βCD分子微囊[7]，是以1,4糖甙键所连接的7个葡萄糖分子形成。它的结构奇特，形似筒状。当药物分子进入其中，便可嵌入里面形成分散物。环糊精的外部和两端有羟基，使它呈现亲水性。而筒内部缺乏相应集团，呈疏水性。各种药物进入筒内，通过范得华力作用，可在有机溶液中形成相应包合物。
图2 环糊精的立体结构
1.3.3 β环糊精包合物特点
βCD的“外亲水，内疏水”的结构特征，使其能包合药物，但在包合过程中不发生化学反应，故药物能保持本身的性质。βCD包合物是一种超微粒分散物，所以可以起到缓慢释放药物的作用。且其分散度大，故易于吸收。βCD由碳，氢两种元素组成，所以人体可以将其吸收利用，且无蓄积作用[8]。各种基团共轭修饰药物得到的聚合物具有高度水溶性，不带电，没有显著的副作用。βCD的分子孔隙大小适宜，但要求包合的药物分子大小相适应。此外，βCD在水中溶解度差，应用范围比较局限。
目 录
1 引言 2
1.1 番茄红素理化性质 2
1.2 番茄红素生理功能 2
1.3 β环糊精 3
1.4 βCD的制备方法 4
1.5 βCD包合物的鉴别 5
1.6 βCD包合物的应用 6
1.7 研究意义及内容 7
2 实验部分 7
2.1 实验设备 7
2.2 实验试剂 7
2.3 番茄红素标准曲线制定 8
2.4 番茄红素βCD包合物的制备 8
2.5 番茄红素包合率的测定 9
2.6 单因素试验 9
2.7 βCD制备番茄红素工艺的优化 9
2.8 包合物的鉴别 10
3 结果与讨论 10
3.1 番茄红素标准曲线的建立 10
3.2 单因素试验结果与讨论 10
3.3 正交实验结果 13
3.4 验证试验 14
3.5 红外光谱分析 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
番茄红素多存在于胡萝卜，柿子，番茄等常见食物中。它的保健功能，营养价值都非常高。其生理活性也非常强，可以用于预防各种疾病，护肤保健。βCD是一种好的主分子材料。与其他种类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
环糊精相比的安全性更好，且价格适中。因此本文选取βCD用做番茄红素包埋的壁材，对制备工艺进行探讨。
1.1 番茄红素理化性质
番茄红素是一种直链烷烃类有机物，其不饱和度为13。它的分子式为C40H56，(见图1),有顺式构型和反式构型，其分子量为536.87。其顺势构型较少，大多存在于动物体中。而反式构型含量较多，多数植物中均为此构型。番茄红素[1]不溶于水，故提取时需用正己烷，石油醚，乙酸乙酯等种作为提取溶剂。另外，因为含有很多的不饱和双键，番茄红素不耐热、不耐光，常会发生顺反异构化，自动进行氧化降解。因此，在实际生产过程中，如何增加番茄红素的溶解性，提高它的稳定性是值得人们认真思考的问题。
图1 番茄红素的分子结构
1.2 番茄红素生理功能
1.2.1 抗氧化性
番茄红素具有抗氧化性，主要原因[2]有两点。第一，它可以猝灭单线态氧。单线态氧可直接与许多分子结合，从而引起细胞的损伤，其对细胞的毒性影响不可小觑。第二，它能清除过氧化自由基，减缓快节奏的现代社会里，处于高压状态下人的衰老速度。
1.2.2 抗癌作用
癌症是人类幸福生活的杀手，但其发生率只增不减。其主要原因是人体细胞发生基因突变，癌细胞会无休止分裂，不断侵犯正常的组织器官。番茄红素的抗癌作用早在1950年左右就被科学所发现，而现在人们对于它的研究也越来越趋于成熟。它的抗癌机制[3]是当识别到人体内具有癌细胞后，番茄红素可作为一种抑制剂，阻止癌细胞增殖，并且减缓不正常细胞之间的结合。但与此同时，它并不影响正常细胞生理过程。除此之外，它的抗氧化性也是其具有抗癌作用的重要原因之一。
1.2.3 提高免疫能力
现今，生活条件变得优越，人们免疫力却下降了。除了勤于锻炼身体，合理安排三餐，少吃高脂肪、高热量的食物。多吃富含维生素的瓜果，一定程度也可以达到提高免疫的目的。如番茄红素可以提高巨噬细胞吞噬能力，从而维持人体健康[4]。
1.2.4 预防心血管疾病
心血管疾病的形成原因与人体的动脉硬化有关。番茄红素作为天然抗氧化剂，可减少人体低密度脂蛋白，脱氧核糖核酸氧化几率[5]。经常食用可补充维生素，可提高其在体内血清中的含量，也使得防范心血管疾病变得轻松。
1.3 β环糊精
1.3.1 环糊精概述
环糊精（cyclodextrin)[6]可由环糊精葡萄糖基转移酶降解，其产物为一系列环状低聚糖。环糊精多由6至8个葡萄糖通过α1，4糖苷键连接而成。其中研究的较多的有α，β，γ3种[6]，其中α型和γ型环糊精水溶性大。但αCD的空洞孔隙相对较小，γCD的分子空洞相对大。另外，αCD通常只能包合较小的客体物质，而γCD成本高，有微弱毒性，都不能大量应用于工业生产。βCD分子洞孔隙适中，可被人体吸收，且具有相对更低的毒性，低价的生产成本，这使βCD在众多环糊精产品中，使用最为广泛。
1.3.2 β环糊精包合原理
βCD包合物又称βCD分子微囊[7]，是以1,4糖甙键所连接的7个葡萄糖分子形成。它的结构奇特，形似筒状。当药物分子进入其中，便可嵌入里面形成分散物。环糊精的外部和两端有羟基，使它呈现亲水性。而筒内部缺乏相应集团，呈疏水性。各种药物进入筒内，通过范得华力作用，可在有机溶液中形成相应包合物。
图2 环糊精的立体结构
1.3.3 β环糊精包合物特点
βCD的“外亲水，内疏水”的结构特征，使其能包合药物，但在包合过程中不发生化学反应，故药物能保持本身的性质。βCD包合物是一种超微粒分散物，所以可以起到缓慢释放药物的作用。且其分散度大，故易于吸收。βCD由碳，氢两种元素组成，所以人体可以将其吸收利用，且无蓄积作用[8]。各种基团共轭修饰药物得到的聚合物具有高度水溶性，不带电，没有显著的副作用。βCD的分子孔隙大小适宜，但要求包合的药物分子大小相适应。此外，βCD在水中溶解度差，应用范围比较局限。
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