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番茄紅素是植物中所含的一種天然色素，色澤暗紅。主要存在于茄科植物西紅柿的成熟果實中。它是目前在自然界的植物中被發現的最強抗氧化劑之一。科學證明，人體內的單線態氧和氧自由基是侵害人體自身免疫系統的罪魁禍首。番茄紅素清除自由基的功效遠勝于其他類胡蘿卜素和維生素E，其淬滅單線態氧速率常數是維生素E的100倍。它可以有效的防治因衰老，免疫力下降引起的各種疾病。不僅如此，人體內番茄紅素的含量過低，容易衰老、容易發生某些慢性器質性疾病和癌癥。人體各組織器官中番茄紅素含量見表一。
人體不能自行合成番茄紅素，必須從外源食品中獲得。番茄紅素在自然界中分布很廣，如番茄、西瓜、胡蘿卜、葡萄、紅色葡萄柚、草莓、柑桔等，其中以番茄中含量最高，其中尤以番茄中含量最高（見表二）。番茄又因產地、品種等差異，其中的番茄紅素含量各異，歐美各國產的番茄醬中番茄紅素含量為40mg/kg左右，而中國新疆產番茄醬中番茄紅素的含量可達60mg／kg。有些研究表明新疆番茄中番茄紅素含量可達130mg/kg。
1、抗氧化
單線態氧和過氧化自由基都是體內生成的活性氧，均能與體內的蛋白質、DNA或脂質等生物大分子發生反應，削弱其功能。番茄紅素能高效淬滅單線態氧及清除過氧化自由基，表現出較高的抗氧化作用。國外學者研究了逾30種生物抗氧化劑淬滅單線態氧的效果，其中以番茄紅素的速率常數最高。番茄紅素清除氧自由基的能力較其他類胡蘿卜素高，保護淋巴細胞免受二氧化氮自由基損害細胞膜或細胞致死的能力較強。增加番茄紅素的攝食可有效抑制蛋白質、DNA和脂質的氧化作用，使血清中脂質過氧化產物如丙二醛等明顯減少。
番茄紅素還能通過與其他形式的活性氧的化學反應消除氧化自由基，如過氧化氫、亞硝酸根等氧化自由基，而氧化自由基能引起脂質過氧化形成多種產物，這些產物與人體老化、癌癥發生、自身免疫病及貧血等疾病都有關系。
2、增強免疫力
有研究者通過試驗證明，攝食番茄人群的淋巴細胞，DNA損傷可降低33%和42%。脂類、蛋白質、DNA等生物大分子損傷在慢性病中起著重要作用。日食番茄汁25g（含番茄紅素7mg，β-胡蘿卜素0.3mg）連續14d后，淋巴細胞和血漿中番茄紅素濃度明顯增加，淋巴細胞的DNA損傷約降低50％，避免增殖過程中DNA復制時可能發生的損傷。番茄紅素對T淋巴細胞轉化有促進作用，具有保護吞噬細胞、預防和修復細胞損傷，使其免受自身氧化損傷的作用，還可以促進T、B淋巴細胞增殖，刺激效應T細胞的功能，活化細胞，增強T細胞、巨噬細胞對腫瘤細胞的殺傷力，促進某些白介素的產生，減少淋巴細胞DNA的氧化損傷，提高人體免疫力。
3、抗衰老
隨著年齡的增長，人體許多組織會發生變性，而番茄紅素具有強抗氧化性，可中和自由基、促進細胞再生，對由衰老引起的人類疾病具有抑制作用。高番茄紅素水平對急性心肌梗死有預防作用，可降低患心血管病的風險。血清中番茄紅素低水平與衰老、患冠狀動脈疾病風險、死亡率及低含量LDL膽固醇具有直接關系。還有研究發現，番茄紅素具有調節血脂、預防心血管疾病的功效，其血清中含量水平與老年人的自理能力、自控能力有關。
4、抗癌
番茄紅素具有預防、抑制惡性腫瘤的作用。美國健康專家通過跟蹤調查發現，多食用番茄可使美國老年人癌癥死亡率降低50%，具有預防消化道癌的作用。血液中番茄紅素對預防前列腺癌作用顯著，且在前列腺癌患者血漿中發現低濃度的番茄紅素和高濃度的活性氧類物質。另外，番茄紅素可以抑制膀胱癌、結腸癌、胃腸癌、乳腺癌、皮膚癌、食道癌、咽癌、胰 腺癌和直腸癌等癌細胞的生長，濃度與其發生率成負相關。血清中含較高量番茄紅素的婦女罹患子宮頸癌的幾率較低。飲食頻度調查顯示，每周消費番茄或番茄制品≥10次可使前列腺癌風險減低35%，攝取番茄紅素量與患前列腺癌風險成顯著負相關。番茄紅素對體外培養人胚食管上皮癌細胞有明顯抑制作用，且隨濃度增加，抑制作用增強。
5、抗紫外線、保護皮膚
紫外線與單線態氧、自由基產生有關，紫外線輻射可導致皮膚灼傷、老化或引發皮膚癌。類胡蘿卜素在植物中可淬滅紫外線輻射產生的氧化產物，與其在人類皮膚中的功能相似。因此，增加皮膚內番茄紅素量可保護皮膚，減輕或防止紫外線損傷皮膚，受日光照射的皮膚中番茄紅素量較相鄰未受陽光照射的皮膚下降31%-46%。
目前，國外已將這一產品廣泛用于食品添加劑、功能性食品、醫藥原料和高級化妝品等行業。以下是整理出的國際上番茄紅素的主要應用方向和典型的產品。
番茄紅素為脂溶性物質，一般可用于美容和延緩衰老的乳霜類產品中。典型的產品如Kie—hlg契爾氏生產的番茄紅素保濕乳液等產品，具有美白和抗衰老效果。