番茄红素是一种类胡萝卜素【Carotenoid】。因其结晶和溶液呈紫红色，番茄红素习惯上被认为是一种色素，因番茄中含量丰富而得名。番茄红素的中文习惯命名为番茄红素，应为习惯命名为【Lycopene】，为碳氢化合物【Hydrocarbon】。番茄红素在自然界中经常以全反式【AII-E-isomer】的形式存在（见图）。但在自然界中番茄红素的顺式异构体【Z-isomer】也普遍存在。
  番茄红素全反式异构体的分子结构：

番茄红素通常存在并被生物合成于许多高等植物的果实中，如：番茄、西瓜、红葡萄柚、木瓜、番石榴等。
  番茄红素在化学结构上有别于其它类胡萝卜，是唯一具有开链和双键的长链结构，这种长链结构比其它任何一种类胡萝卜素的结构都要长，正是这种独特的结构赋予了番茄红素具有一些特殊的疾病预防功能。其淬灭单线态氧的速率常数是β－胡萝卜素的2倍，维生素E的100倍，是目前自然界中被发现的最强的抗氧化剂。

  番茄红素和各种（α、β-）胡萝卜素同属类胡萝卜素类化合物，在番茄中都有存在。它们具有清除活性氧物种（ROS）的性质

 

1、流行病调查
  关于番茄和番茄红素制品是否具有防癌效果，有过很多报告。Giovannucci在1999年综述了72组不同方式进行的流行病研究的结果，其中57组结果显示番茄红素摄入量越高，各种肿瘤发病率越低，其中35组有显著性差异（Giovannucci E.（1999）。
2、细胞学实验
  对癌细胞增殖和凋亡的作用，番茄红素和番茄制品对于前列腺癌细胞（Kim L and Rao LG（2002）；Richards LR et al.(2003) 和一系列其它癌细胞的增殖都有抑制作用。对哺乳动物癌细胞的这种作用被认为与番茄红素下调细胞周期调节蛋白和抑制胰岛素生长因子-1（1GF-1）以及减缓细胞周期进行有关（Karas M et al.,2002）。番茄红素的衍生物和其他类胡萝卜素也有这种作用。不过番茄红素的抑制细胞增殖作用比胡萝卜素类要强（Levy Jet al.,1995）。它们能够与核受体家族作用。有人用前列腺癌细胞LNCap证明番茄红素有促进细胞凋亡的作用（Hantz H. L.,Young L F., Martin K. R., 2005）。
3、动物实验结果
  大多数动物实验结果都提示番茄红素有抑制结肠、乳腺、肺、肝、膀胱等器官肿瘤发生的作用。从1980年代起就陆续发表了有关番茄红素抑制肿瘤发生发展的研究论文，包括移植大鼠的胶质瘤（Wang Cj, et al., 1989）、依赖激素的乳腺癌动物模型-DMBA诱导大鼠乳腺肿瘤（Sharoni Y et al.1997）。一系列报告支持番茄红素预防癌瘤的观点（Kim DJ et al, 1997）
4、癌症的防治
  （1）前列腺癌方面；番茄红素的防治肿瘤研究和应用集中在前列腺癌方面。番茄红素的功能食品也应该以针对预防前列腺癌和推迟前列腺癌进展为主要目标。一方面从实验和观察结果看确有显著效果；另一方面，在番茄红素各器官分布中，前列腺相对较高。
  临床试验结果则表明番茄红素无论对激素依赖的和不依赖的前列腺癌的发生都有抑制作用（Kucuk OSF et al.,2001;Matlaga BR et al.(2001)J Urol 166;613;Ansari MS andGupta NP (2003,2004)）
  （2）乳腺癌方面；番茄红素对人体乳腺癌细胞株MCF-7（ERα-/ERβ+）βNDA-MB-231(ERα-/ERβ+)和纤维囊性乳腺细胞株NCF-10α(ERα-/ERβ-)的RARβ,p53,p21Cip1和BRCA2基因表达影响研究提示番茄红素可以调节凋亡、细胞周期和DNA修复（Chalabi N., et al., 2006）。番茄红素在乳房分布较多，是选择性地作用于乳腺的另一基础。
  （3）肺癌方面；研究表明血清中胡萝卜素和番茄红素浓度的提高与肺癌的发病率的降低有相关性，Liu的动物实验结果显示给暴露于香烟的雪貂BASF生产的LycoVit10%，可以阻止香烟诱导的鳞状上皮老化生和诱导细胞凋亡。提示有可能用于预防吸烟引起的肺癌（Liu C., et al., 2003）。
  （4）结肠癌方面；流行病学研究曾证明番茄红素摄入量与结肠癌发病率成负相关。用大鼠实验证明番茄红素能够抑制azoxymethane诱导的结肠癌。据报告番茄红素可能通过抑制PI-3K/Akt存活途径抑制结肠癌细胞生长。（Tang F. Y., et al, 2006）
5、心血管病的防治
  在正常的危险人群中所作的调查提示：食物中番茄红素和其他类胡萝卜素含量可能与心血管病和动脉硬化的发病率低有关。见Arab等的总结（Arab L. And Steck S., 2000）。一个名为EURAM。IC项目在10个欧洲国家的调查结果也显示这个关系（Kohlmeier L., et al, 1997）。 对4万名中年妇女所做的人群调查结果食用番茄红素最高量（≥10份/周）比最低量≤1.5份/周）的心血管病患病率的比例为0.71（Sesso H.D., et al., 2003）。补充番茄红素和番茄制品可以降胆固醇含量，抑制DNA和血清蛋白质的氧化（Agarwal S. And Rao A.V., 1998; Agarwal A.Et al., 2001）。 除降低血脂，减低低密度脂蛋白胆固醇外，番茄红素还有升高高密度脂蛋白胆固醇，使凝血系统活性降低，纤溶系统活性增加（邓祖跃,2006）提高血清和肝组织超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性。番茄红素对兔主动脉脂质过氧化损伤具有较好的保护作用，能减轻高脂兔动脉粥样硬化病变形成。降甘油三脂，抗脂质过氧化损伤及保护血管内皮功能可能是番茄红素产生抗动脉粥样硬化作用机制（唐湘宇等,2005,2006）。
6、对皮肤的作用
  食用番茄酱（相当于16mg番茄红素）加10克橄榄油外用10周后，因紫外线照射引起的红斑（erythema）比只用橄榄油的对照组低40%（Stahl W., et al., 2001）Heinrch 的结果说明叶黄素+番茄红素+β-胡萝卜素（各8mg）比单独24mg β-胡萝卜素在防治紫外线照射引起的红斑方面有更强的作用（Heinrich. U. Et al., 2003）。
7、番茄红素的免疫调节作用
  番茄红素具有免疫调节作用（潘洪志等，2006）。包括增强脾脏T淋巴细胞的增殖能力，直接杀伤突变的细胞和感染的细胞和免疫密切相关；增强NK细胞的杀伤活性，增强迟发性变态反应致敏性等。番茄红素能够增强巨噬细胞吞噬率，提高非特异性细胞免疫功能。番茄红素能够增加小鼠体内T淋巴细胞亚群数量，是异常T细胞变异恢复正常（Garcia A.L., Et al, 2003）。 番茄红素的提高免疫功能可能与其增加CD4+和CD8+T细胞数量有关（Kobaya shi T., et al, 1996）。由于番茄红素的优异生物学功能，欧美和日本发达国家番茄红素功能性食品和膳食辅助剂产品的消费市场已经很发达。胶囊、片剂、复方，口服剂等产品琳琅满目，已形成了自觉消费的惯性。

  吸收的作用。由于谷物饲料不如奶酪饲料饲养的动物吸收番茄红素好，又被认为食物中的脂肪有助于番茄红素的吸收（CohenL. A,2002）。实际上加入油类加工都可以提高番茄红素的吸收。植物油帮助番茄红素的吸收被认为是在水里难溶的番茄红素与油形成胶束的缘故。因此，在加工中适当加入植物油可以提高番茄红素吸收效果。

  在预防和治疗前列腺方面，因为发现血浆中番茄红素水平越高与前列腺癌发展越慢，所以提高产品中番茄红素的生物利用度以提高血液番茄红素水平是研发的关键。
  实验结果表明纯番茄红素的生物利用度不如同时含有番茄其他成分的番茄油树脂。提示番茄中所含的其他成分有帮助番茄红素，

1、什么是自由基？
  自由基是指带有不成对电子的分子、原子、基因或离子的总称。包括超氧阴离子自由基、羟自由基、烷氧自由基、氢过氧化合物自由基、脂氧自由基、脂过氧自由基、氮氧自由基等。体内自由基是人体物质代谢的中间产物。一个正常人的健康人体内，自由基不断生成，又不断地被体内抗氧化体系清除。如产生大于清除或清除有缺陷，则会造成自由基在体内蓄积。自由基是强氧化剂，可造成组织损伤或加速细胞老化甚至凋亡。
2、自由基的危害？
  自由基可以使生物膜中不饱和脂肪酸产生过氧化脂质，破坏膜结构。如破坏红细胞膜导致溶血；破坏线粒体膜可导致能量（ATP）生成降低；破坏内质网膜可引起多聚核糖体解体，抑制蛋白质合成；破坏溶酶体膜，造成组织自溶，膜蛋白及一些功能蛋白（包括酶）被氧化，可导致功能丧失。自由基或过氧化脂质还可以使脱氧核糖核酸（DNA）结构遭破坏、交联或变性，与肿瘤的发生发展有关。大量自由基的生成可使吞噬细胞衰竭或死亡，与炎症的发展有关。
  自由基可破坏血流中低密度脂蛋白（LDL）外表的载脂蛋白和磷脂，造成胆固醇运转障碍。多量胆固醇沉积在损伤的血管内膜，加速动脉粥样硬化的形成。
  许多疾病，如氧中毒、免疫失调、营养障碍、致衰老、致癌、致突变、损伤以及心血管疾病、肝脏、泌尿系统等疾病，都与自由基有一定的关系。
3、如何清除自由基？
  人体内有一整套抗氧化系统，包括抗氧化酶和抗氧化剂。抗氧化酶包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽氧化酶和还原酶等；而体内的抗氧化剂有谷胱甘肽、硫辛酸、尿酸等。这样，就可以防止体内发生氧化损伤。如果在异常情况下，自由基产生过多和清除自由基的能力下降，体内就会有多余的自由基，特别是氧自由基。它们会损伤细胞成分，尤其是使细胞膜脂质过氧化、蛋白质发生氧化变性，甚至发生DNA氧化损伤，而导致免疫力下降、疾病和衰老的发生。当人体的自身不能保持二者的平衡时，外加一些抗氧化剂就是非常必要的，以协助体内维持二者的平衡，使生物体处于健康状态。
4、什么是抗氧化剂？
  抗氧化剂分为预防性抗氧化剂和链阻断抗氧化剂。预防性抗氧化剂可以在脂质过氧化前就将可造成脂质过氧化的自由基清除，如将超氧阴离子和羟基自由基清除掉，就能预防脂质过氧化的发生，预防性抗氧化剂包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽氧化酶和还原酶等。链阻断抗氧化剂可在脂质过氧化过程中将脂质过氧化链式反应阻断，使其不能继续进行，抗氧化剂有水溶的，也有脂溶的，如维生素C和维生素E就是两个典型的代表。水溶抗氧化剂对细胞膜外的自由基有较强的清除能力，脂溶抗氧化剂对细胞膜内的自由基有较强的清除能力。二者的协同作用可以更好的预防细胞膜脂质过氧化，保护细胞的完整性和生物功能。维生素和抗氧化剂可以清除来自细胞内外的自由基，维持免疫细胞膜结构的完整性。人们通常所说的免疫力是指机体抵抗传染病的能力。人们免疫力的产生，除了抗原和抗体在免疫过程起重要作用外，淋巴细胞和白细胞在免疫过程内也起着非常重要的作用，而淋巴细胞的减少就意味着免疫力的降低。有研究表明，服用抗氧化剂可以明显改善白细胞的降低，增强机体的免疫力。这在从事放射性工作的人的身体内表现得最明显；在对癌症患者的放疗过程中，也得到了明显的验证。总之，体内自由基的产生和清除应当是平衡的，这样人体才能保持将康，身体才能有足够的免疫力。
5、人类衰老的原因？
  一些科学家认为自由基是引起衰老的主要原因。自由基能促使体内脂褐素生成，脂褐素在皮肤细胞中堆积即形成老年斑，在脑细胞中堆积，会引起记忆力减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症。自由基还可导致老年人皮肤松弛、皱纹增多、骨质再生能力减弱等，还会引起视网膜病变，诱发老年性视力障碍（如花眼、白内障）。而且，自由基还可以引起器官组织细胞老化和死亡。老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的一个重要原因，就是由于过多的自由基导致了神经细胞数量大量减少。