CN101522057B - 用于皮肤和毛发的类胡萝卜素异构体的稳定、生物可利用的组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对健康有益的组合物及有关这样的组合物的方法。在实施方案中，本发明提供了初级组合物，其包含至少一种含类胡萝卜素的物质，富含类胡萝卜素化合物的Z-异构体。例如，含类胡萝卜素的物质含有比13-Z异构体高的重量百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体。

Description

用于皮肤和毛发的类胡萝卜素异构体的稳定、生物可利用的组合物

发明领域

本发明涉及稳定性和生物利用率提高的初级组合物以及形成该组合物的方法，所述组合物包含至少一种含类胡萝卜素的物质，其中富含类胡萝卜素化合物的Z-异构体。本发明还涉及在食品、食品补充物、美容剂或药物制剂中的含有所述初级组合物的口服组合物。

技术背景

类胡萝卜素的吸收是一个复杂的过程，包括从食物微观结构基质中释放，溶解进入混合的微团，肠吸收，掺入乳糜微粒，分送到组织中，被肝吸收并再分泌为VLDL，VLDL被逐渐转化为LDL。

对从食物来源吸收番茄红素有着广泛记载。来自食物来源如番茄和番茄汁的番茄红素生物利用率很低。迄今，番茄酱是已知最好的生物可利用番茄红素的食物来源。番茄中有约＞90％的番茄红素为全E构型。

含有大量番茄红素的番茄提取物可以以含油树脂的形式商购得到，但来自这些来源的类胡萝卜素在人体中的生物利用率十分有限。在浓缩的番茄提取物中，番茄红素主要以结晶形式存在，这点被认为是降低其生物利用率的要素之一。

迄今为止，多数可商购的番茄红素来源，无论是衍生物(如沙司)或提取物，所显示的异构体分布均与最初的番茄十分相似，或者显示Z-异构体仅有少许增加。已知许多处理例如热处理促进异构化。Shi等人，JournalofFoodProcessEngineering2003，25，485-498，显示通过加热番茄沙司可以得到Z异构体的增加。但是某些番茄红素异构体不稳定，倾向于逆向异构化。根据文献，5-Z是主要的番茄红素异构体中最稳定的，其次是全E、9-Z和13-Z。因此，基于异构化番茄红素的产品稳定性取决于其番茄红素异构体的分布，因此可以通过影响此分布的技术加工进行调节。

已知番茄红素的热异构化改善其在食物基质中的生物利用率。然而，单独的番茄红素异构体的生物利用率还未经研究。至于稳定性，可以假定基于番茄红素的产品的生物利用率取决于其番茄红素异构体的分布，因此可以通过技术方法进行调节。

已有专利提出了改进类胡萝卜素生物利用率的技术方法和制剂。例如，WO2005/075575提供了富含Z-异构体的初级组合物，有效提高了类胡萝卜素化合物的生物利用率。然而，仍然需要具有更高的稳定性、从而生物利用率增加的含类胡萝卜素的产品。

发明概述

已发现单独的Z-番茄红素异构体的稳定性彼此之间有所不同；特别是13-Z番茄红素，比5-Z、或9-Z、或全E异构体不稳定得多。因此，根据本发明的初级组合物中13-Z异构体的水平必须尽可能地低，以显示最佳的稳定性。并且，已显示类胡萝卜素的一些Z-异构体(例如5-Z和9-Z)提高含有这些类胡萝卜素的组合物的生物利用率。因此初级组合物必须主要包含5-Z异构体，或9-Z和5-Z异构体的组合以提供改进的生物利用率和生物效价(bioefficacy)。

因此，本发明的第一个目的在于提供初级组合物，所述组合物包含至少一种含类胡萝卜素的物质，所述物质中富含类胡萝卜素化合物Z-异构体的特定混合物，所述含类胡萝卜素的物质含有比13-Z异构体高的重量百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体。

在实施方案中，本发明提供了口服组合物，其在食品、食品补充物、美容剂或药物制剂中含有所述初级组合物。

在实施方案中，本发明提供了初级组合物作为用于口服施用的食品中的添加物，如在营养组合物、食品补充物、宠物食品、美容剂或药物制剂中。

在实施方案中，本发明提供了生产初级组合物或含有该初级组合物的食品补充物、美容剂或药物制剂的方法。

在另一实施方案中，本发明提供了上述初级组合物在制备口服、美容或药物组合物中的用途，所述口服、美容或药物组合物旨在改善皮肤健康，特别是皮肤的光保护作用或保护皮肤组织抵抗衰老。

在可选的实施方案中，本发明提供了初级组合物在制备口服、美容或药物组合物中的用途，所述组合物用于预防或治疗心血管病或癌症。

本发明的优点在于提供了类胡萝卜素Z-异构体的组合物，其显示更高的稳定性、生物利用率和生物效价。

本文描述了其它特点和优点，从下文的发明详述和附图中显而易见。

附图简述

图1进食标准膳食后血浆TRL中番茄红素/三酰甘油的曲线下面积(AUC)，所述标准膳食中含有共25mg总番茄红素，来自：番茄酱(全E番茄红素)、或富含5-Z番茄红素(5-Z含油树脂)的番茄含油树脂、或富含13-Z番茄红素(13-Z含油树脂)的番茄含油树脂、或富含9和13-Z番茄红素(9-&13-Z含油树脂)的番茄含油树脂。

发明详述

本发明大体而言涉及对健康有益的组合物。更具体而言，本发明涉及能够用于改善皮肤和毛发的有益营养组合物以及关于这样的组合物的方法。

本发明现在令消费者能够获得来自天然产品的改进的组合物。所述初级组合物提供了特别高的生物可利用的和/或生物有效形式的类胡萝卜素。

在优选实施方案中，本发明提供了这样的番茄提取物或其衍生物，其中异构体的比例与至今可得的产品中天然存在的比例不同。特别地，本发明涉及这样的提取物或衍生物，其E异构体含量不高于番茄红素总含量的60％，优选其E异构体含量不高于番茄红素总含量的40％(用HPLC测定)。

在实施方案中，本发明提供了含有特定Z-异构体组合的初级组合物。优选，本发明的初级组合物中Z/E异构体的比例应高于1。

此外，所述组合物优选富含5-Z和9-Z，缺乏13-Z。在优选实施方案中，5-Z和9-Z的量多于类胡萝卜素总含量的30％，优选多于40％，最优选多于50％。并且，13-Z的量少于类胡萝卜素总含量的10％，优选少于5％，最优选少于3％。例如通过增加特定5-Z和9-Z异构体和/或减少13-Z异构体，可以获得稳定形式的初级组合物，其生物可利用程度和生物有效性更高。此外，本发明的提取物或衍生物在通常的储存条件下是稳定的，不发生逆向异构化。在常规的保护条件下(没有光和氧)，番茄红素总含量和E异构体含量保持不变。即使将提取物室温保存，E异构体含量也不增加。

例如，通过在固体基质如黏土上催化、或延长加热将类胡萝卜素异构化可以获得这样的分布(profile)(即类胡萝卜素的不稳定异构体，如13-Z异构体含量低)。

在实施方案中，含类胡萝卜素的物质的形式可以是例如提取物、浓缩物或含油树脂。在本说明书中，术语“含油树脂”应理解为指的是含类胡萝卜素的物质的脂提取物，其包括类胡萝卜素、三酰甘油、磷脂、生育酚、生育三烯酸、植物甾醇和其它较不重要的化合物。已令人惊奇的发现，在异构化的番茄含油树脂中，番茄红素的逆向异构化可以通过减少其13-Z异构体的含量而最小化。

在实施方案中，含类胡萝卜素的物质可以是提取物、浓缩物或含油树脂，其为从植物或蔬菜(vegetable)材料、微生物、酵母或动物来源的产品中获取、提取、富集或纯化而来。而后如下文所述经过进一步处理以增加其类胡萝卜素Z-异构体的含量。

如果类胡萝卜素的来源是植物，则可以来自植物的蔬菜(vegetable)、叶、花、果实和其它部分。在优选实施方案中，类胡萝卜素的来源是番茄(即整番茄、番茄提取物、番茄果肉、番茄泥、番茄皮，可以是有籽或无籽)、胡萝卜、桃、杏、桔、瓜、番石榴、番木瓜、葡萄柚、枸杞、野玫瑰果、黄豆、绿茶、香料如姜或其它、葡萄和/或可可。适合的植物或蔬菜浓缩物可以通过这样的方式得到，例如干燥或冻干刚采的植物或蔬菜或其各自的根、果实或种子，之后任选地研磨干燥的材料或将其制成颗粒。获得上述植物或蔬菜提取物的适合方法为本领域公知。例如可以通过用水、或用一种或多种食品级溶剂、或用水和一种或多种食品级溶剂的混合物提取刚采摘的或加工的植物或蔬菜或其各自的根、果实或种子，来获得植物或蔬菜提取物。优选，根据本发明的提取物和浓缩物可以是脂质或水性的。因为类胡萝卜素是脂溶性的，用水提取会除去水溶性的多余的成分，例如糖、氨基酸、可溶性蛋白质和/或有机酸。

如果含类胡萝卜素的物质是从微生物得到的，则可以使用任何生产类胡萝卜素的微生物，特别是益生微生物，例如乳酸细菌。并且，动物来源的产品可以来自例如鲑鱼、虾、磷虾或肝提取物或乳成分。在本说明书中，术语“乳成分”应理解为指的是乳的任何部分。

在可选的实施方案中，含类胡萝卜素的物质可为含油树脂。从上述植物或蔬菜中获得含油树脂的适合方法为本领域熟知。例如，含油树脂可以用适合食品行业、美容或制药的溶剂通过脂提取获得。例如，用常规方法制备的含油树脂中类胡萝卜素含量按重量计为约0.05％到50％。它们的类胡萝卜素全E异构体的含量通常高于Z-异构体，例如在选定的番茄含油树脂中番茄红素Z/E异构体的比例为约7∶93。

含油树脂是获得根据本发明的初级组合物的优选原材料，因为其含有其它类胡萝卜素或抗氧化剂如维生素E，这些物质也稳定组合物。含油树脂中类胡萝卜素化合物的生物活性和稳定性尤其可以在异构化过程中得到改善，也可以增加初级组合物中Z-番茄红素的产量。

含类胡萝卜素的物质优选包括胡萝卜素和叶黄素例如番茄红素、玉米黄素(zeaxanthine)、虾青素(astaxanthine)、β-隐黄素、辣椒红(capsanthine)、角黄素、黄体素及其衍生物例如酯。类胡萝卜素化合物已经过处理以增加初级组合物中Z-异构体的成分。

为了获得具有这样的异构体分布的初级组合物，含类胡萝卜素的物质在足以使类胡萝卜素化合物Z-异构体的含量增加的条件下经过处理，特别地，含类胡萝卜素的物质含有高于13-Z异构体的重量百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体。

在实施方案中，提取物、浓缩物或含油树脂形式的含类胡萝卜素的物质经过用中性、酸性或碱性固体催化剂(例如粘土、沸石、分子筛、离子交换剂)异构化，以生产具有高Z/E比的混合物。使用固体催化剂以丰富Z-异构体的类胡萝卜素不会污染食品或有害，因为可以通过简单过滤或离心方便地除去催化剂。并且，固体催化剂与其它常见方法(例如热、光和自由基引发剂)的组合可以进一步提高几何异构化。

在另一实施方案中，根据本发明的提取物或衍生物可以从番茄、番茄部分(如皮)、衍生物(如沙司(sauce)和浓缩物)或提取物开始制备。通过在溶剂中延长加热进行异构化。特别地，当用番茄或其衍生物作为原材料时，可以用能够提取番茄红素的溶剂对它们进行处理。然后加热得到的提取物；除去溶剂，由此回收异构化的提取物。

另一方面，当用提取物或衍生物作为原材料时，用溶剂吸收，将混合物加热适当时间，然后除去溶剂，由此回收异构化的提取物。可以用于异构化步骤的溶剂为烃、氯化烃、酯、酮、醇；特别是C3-C10脂族烃、C1-C3氯化溶剂、C3-C6酯、C3-C8酮和C1-C8醇；更特别是己烷、四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮和丁醇。溶剂中的异构化在50到150℃的温度范围中进行，优选温度范围为60到130℃。异构化时间范围为4到240h，优选为10到180h。

然后初级组合物中Z/E异构体的比例可以增加至达至少20∶80，优选在20∶80和95∶5之间，更优选为从30∶70到90∶10。在优选实施方案中，(5Z+9Z)/E的比例高于1，除去了部分13Z。

在实施方案中，本发明提供了包含类胡萝卜素化合物的粉末、液体或凝胶形式的初级组合物，其相较于化合物单独有更好的生物利用率和/或生物效价。并且，如果选择粉末形式，初级组合物可以是高度水分散性组合物的形式。在此情况下，粉末在环境温度为水分散性。初级组合物还提供了在脂和有机溶剂中特别高度可溶形式的类胡萝卜素，其比较不易于结晶，且具有较低的聚集倾向。

在本发明的另一实施方案中，初级组合物可以单独使用或与其它活性化合物组合使用，所述活性化合物例如维生素C、维生素E(生育酚和生育三烯酸)、类胡萝卜素(胡萝卜素、番茄红素、黄体素、玉米黄素、β-隐黄素等)、泛醌(例如CoQ10)、儿茶素(例如表没食子儿茶素没食子酸酯)、含有多酚和/或二萜(例如kawheol和咖啡醇)的咖啡提取物、菊苣的提取物、白果树(ginkgobiloba)提取物、富含原花色素的葡萄或葡萄籽提取物、香料提取物(例如迷迭香)、含有异黄酮和相关植物雌激素的大豆提取物以及具有抗氧化剂活性的类黄酮的其它来源、脂肪酸(例如n-3脂肪酸)、植物甾醇、前生物纤维(prebioticfiber)、益生微生物、牛磺酸、白藜芦醇、氨基酸、硒和谷胱甘肽前体、或蛋白质例如乳清蛋白。

初级组合物可以额外包含一种或多种乳化剂、稳定剂和其它添加剂。适用于食品领域的乳化剂为例如磷脂、卵磷脂、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯或聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯、单月桂酸酯、甘油一棕榈酸酯、一油酸酯或三油酸酯；单酸甘油酯或二脂酰甘油酯。可以添加在食品行业、美容或制药中已知的任何类型稳定剂。并且，可以添加调味料、着色剂和任何其它在食品行业、美容或制药中已知的适合的添加剂。可以根据初级组合物的最终用途添加这些乳化剂、稳定剂和添加剂。

在可选的实施方案中，本发明提供了口服组合物，其在食品、食品补充物、宠物食品、美容剂或药物制剂中包含上述初级组合物。

在优选实施方案中，用于人类消费的食品组合物可以用初级组合物增补。此食品组合物可以是例如全面营养配方(nutritionalcompleteformula)、乳制品、冷藏或贮藏稳定的饮料、矿泉水、液体饮料、汤、食物补充物、代餐(mealreplacement)、营养棒(nutritionalbar)、糕饼、乳或发酵奶制品、酸奶酪、基于乳的粉末(milkbasedpowder)、肠内营养产品、婴儿配方乳(infantformulae)、婴儿营养产品、谷类产品或发酵的基于谷类的产品、冰淇淋、巧克力、咖啡、烹调产品如蛋黄酱、番茄泥或色拉味调料或宠物食品。

为用于食品组合物，可以将初级组合物加入上述食品或饮料，从而具有日摄取量为约0.001和50mg之间的包含在初级组合物中的类胡萝卜素例如番茄红素。优选考虑日摄取量为每天约5到20mg。

口服施用的营养补充物可以是胶囊、明胶胶囊、软胶囊、片剂、糖衣片剂、丸剂、糊剂或锭剂、口胶剂、或可饮用的溶液或乳剂、糖浆剂或凝胶剂，初级组合物的剂量为约0.001％到100％，然后可以直接用水或用其它任何已知方法摄取。此补充物还可以包括增甜剂、稳定剂、添加剂、调味料或着色剂。美容用途的补充物可以额外包含对皮肤有效的化合物。应理解补充物可以用本领域技术人员已知的任何方法制备。

在另一实施方案中，可以用足以治愈或至少部分抑制疾病和其并发症的症状的量施用含有初级组合物的药物组合物，以用于预防性和/或治疗性治疗。在本说明书中，将足以实现此目的的量定义为“治疗有效量”。对此有效的量取决于疾病的严重性和患者的重量及大体状况。

在预防的应用中，根据本发明的初级组合物可以施用于容易感染或处于特定疾病风险中的患者。这样的量定义为“预防有效量”。在此用途中，准确量也取决于患者的健康状况和重量。

在可选的实施方案中，本发明的初级组合物可以与可药用载体一同施用，载体的性质根据施用方式有所不同，施用方式例如肠胃外、静脉内、口服和局部(包括眼睛)途径。期望的制剂可以用多种赋形剂制备，所述赋形剂包括例如药物级甘露糖醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、纤维素糖精钠、碳酸镁。药物组合物可以是片剂、胶囊、丸剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂、干燥口服补充物、湿的口服补充物。

优选，对于人而言，根据本发明的药物组合物可包含上述用于每日施用的量的初级组合物，为此类胡萝卜素的量范围为约0.01mg到100mg。当对宠物每日施用时，类胡萝卜素的量范围为约0.01mg到100mg。

应理解技术人员会基于其自身知识，考虑到施用路径(其可以是通过注射、局部应用、鼻内施用、通过植入或经皮的缓释系统施用等)选择适合的成分和药品形式，从而将活性化合物靶向目的组织例如皮肤、结肠、胃、肾或肝。

在另一实施方案中，本发明提供了包含上述初级组合物的美容组合物。其可以被配制在例如洗液、洗发剂、乳霜、防晒品、晒后乳霜、抗衰老乳霜和/或软膏中。优选，初级组合物的含量可以在美容组合物以重量计的10^-10％和10％之间。更优选，美容组合物包含的类胡萝卜素化合物按重量计为10^-8％到5％之间。可以局部使用的美容组合物可以额外包含可在美容品中使用的脂肪或油，例如在CTFAwork，CosmeticIngredientsHandbook，Washington中所提及的那些。

本发明的美容组合物还可以包含其它任何适合的美容活性成分。组合物额外包含建构剂(structuringagent)和乳化剂。美容组合物中还可以加入其它赋形剂、着色剂、芳香剂或遮光剂。应理解现在的美容产品会包含技术人员已知的不同成分的混合物，以确保目的物质快速透入皮肤，并在储存过程中防止其降解。

还应理解本发明的构思还可以用作协助目前使用的药物的辅助治疗。因为本发明的初级化合物可以容易地与食物材料共同施用，所以可以使用含有大量初级组合物的特殊临床食品。应明确，经过阅读本说明书和随附的权利要求书，技术人员会设想到本文提到的可选实施方案的许多不同的备选方案。

本发明额外涉及上述初级组合物、或口服组合物或美容组合物在制备这样的产品中的用途，所述产品旨在保护皮肤组织抵抗衰老，特别是用于通过抑制胶原酶和提高胶原合成来抑制对皮肤和/或粘膜的损害。实际上，例如使用上述初级组合物可以提高类胡萝卜素化合物在身体中的生物利用率，减缓皮肤衰老。初级组合物还可以用于预防或治疗敏感、干燥或反应性皮肤，或用于改善皮肤密度或紧实度(firmness)，用于改善皮肤的光保护作用，用于预防或治疗心血管疾病或病症和癌症。它们还特别有益于宠物的毛发和皮毛，如改善毛发或皮毛密度、纤维直径、颜色、油性、光泽度并且有助于预防毛发或皮毛脱落。

本发明的初级组合物对人或宠物皮肤的正面影响可以用常规方法测量，例如最小红斑量(MED)、比色法、经皮肤水分丢失、DNA修复、测量白介素和蛋白聚糖生产、或胶原酶活性、屏障作用或细胞更新或超声回波图术。

实施例

实施例1：研究番茄红素异构体的稳定性

在有机溶剂和番茄提取物两者中评估番茄红素异构体的稳定性。

材料

富含番茄红素的番茄含油树脂获自Indenas.p.a.公司(米兰，意大利)。其番茄红素总含量共计达9.1％，其中全E和5-Z异构体分别占93.5％和6.5％。通过加热番茄含油树脂处于乙酸乙酯中(1∶10w/w)的悬液1h或48h制备两份异构化的含油树脂。室温冷却后，离心悬液，减压下通过蒸馏除去回收的上清液中的乙酸乙酯。二叔丁基羟基甲苯(BHT)和N-乙基二异丙胺来自FlukaAG公司。所有溶剂为HPLC级别，使用时无须纯化。

纯番茄红素异构体的分离

从异构化番茄含油树脂(经过1小时加热)中分离纯的5-Z、9-Z、13-Z和全E番茄红素，这是通过HPLC分离后，收集含有相应峰的级分(实验条件见下)来实现的。收集连续两次HPLC运行过程中的峰，合并相应级分。

番茄红素分析

通过反相HPLC在C₁₈前置柱(ODSHypersil，5μm，20×4mm；惠普公司(HewlettPackard)，日内瓦，瑞士)和C₁₈柱(Novapak，3.9μm内径×300mm长，密理博公司(Millipore)，Volketswil，瑞士)上测定番茄红素的总量。于室温在等度条件下用乙腈/四氢呋喃/甲醇/乙酸铵1％(533.5∶193.6∶53.7∶28，wt/wt/wt/wt)组成的流动相实现分离。流动相流速为1.5mL/分钟。

用正相HPLC根据Schierle等人(1997).Food.Chem.59：459所述的方法测定番茄红素异构体分布。将异构化的含油树脂样品溶于含50ppmBHT的正己烷，并且在艾本德实验室离心机(EppendorfLabcentrifuge)中最高速度旋转。得到的上清液立即用HPLC分析。使用的HPLC系统是装配了紫外线-可见的光电二极管阵列检测器的惠普1100系列型号。同时在470nm、464nm、346nm和294nm获取数据。使用三个Nucleosil300-5柱(4mm内径×250mm长，Macherey-Nagel公司)的组合来分离样品(10μL)。于室温在等度条件下用含0.15％N-乙基二异丙胺的正己烷组成的流动相实现分离。流速为0.8mL/分钟。根据文献数据鉴定番茄红素Z-异构体。

基于HPLC峰的表面积，用与全E番茄红素相同的消光系数计算番茄红素异构体的量。因此，略微低估了含Z-异构体的产品中的番茄红素浓度，因为认为Z-异构体的消光系数比全E异构体低。

稳定性测试的条件

研究番茄红素异构体的稳定性，其处于正己烷中和通过在乙酸乙酯中加热4小时来异构化的番茄含油树脂中。为此，纯番茄红素异构体在正己烷中室温无光储存33天，异构化的番茄含油树脂室温无光保存55天。在储存过程中在多个时间间隔处测量番茄红素总浓度和番茄红素异构体的分布。

结果

正己烷中的番茄红素异构体的稳定性

表1中报道了纯番茄红素异构体在正己烷中室温无光储存的过程中的稳定性测试结果。所有异构体，即包括全E异构体，在储存过程中均经过几何异构化。13-Z是比较不稳定的异构体：33天储存之后有少于50％的5-Z、9-Z和全E番茄红素被转化，而在这一时间段内有多于80％的13-Z番茄红素转化为其它异构体。并且，13-Z番茄红素与其它Z-异构体的转化途径不同：在储存于正己烷的过程中，13-Z异构体主要转化为全E异构体，而5-Z和9-Z异构体主要转化为其它Z-异构体。

表1：纯番茄红素异构体在正己烷中室温储存过程中的稳定性。

番茄红素异构体在番茄含油树脂中的稳定性

表2中报道了在乙酸乙酯中加热48小时的番茄含油树脂中番茄红素异构体的稳定性测试结果。

表2：异构化的番茄含油树脂中的番茄红素异构体在室温储存过程中的稳定性(n＝2)。

储存时间(天)	总番茄红素(mg/g)	13-Z％	9-Z％	全E％	5-Z％
						0	55.6±3.0	17.4±0.4	32.7±0.7	18.7±0.6	12.0±0.4
3	56.6±0.8	12.4±0.1	31.4±0.3	25.6±0.5	13.0±0.1
						5	58.7±0.4	9.5±0.0	30.6±0.5	30.6±0.6	14.0±0.4
7	59.2±0.1	7.3±0.2	30.9±0.7	32.9±0.3	14.4±0.2
						11	59.3±0.8	5.2±0.1	29.4±0.0	36.5±0.1	15.0±0.1
17	60.1±0.9	3.3±0.4	29.0±0.4	38.9±0.4	15.4±0.4
						20	58.8±0.9	2.9±0.3	29.2±0.4	39.9±1.3	15.2±0.6
34	51.3±7.7	2.2±0.1	30.0±0.1	40.1±0.7	14.1±1.0
						47	53.9±1.2	1.9±0.6	30.0±0.3	41.4±0.7	14.6±1.3

番茄红素总含量在室温储存过程中是稳定的。然而，番茄红素的异构体分布显著改变，13-Z番茄红素含量降低，全E番茄红素增加。9-Z和5-Z番茄红素的含量在储存期间保持稳定。

结论

两个稳定性测试均显示13-Z番茄红素比5-Z、或9-Z、或全E异构体不稳定得多。因此，具有低水平13-Z番茄红素的异构化的番茄含油树脂应当表现出其番茄红素异构体分布的好的稳定性。

实施例2：生物利用率提高的异构化的番茄含油树脂

目的：

本研究的目的在于研究多种Z-番茄红素异构体在人中的生物利用率。为阐明特定Z-番茄红素异构体在人体中的生物利用率，已令番茄含油树脂富含不同Z-番茄红素异构体，总番茄红素含量达约60％，即一种富含5-Z番茄红素，另一种富含13-Z番茄红素，最后一种富含9-Z番茄红素和13-Z番茄红素的混合物。

材料和方法

受试者

三十名健康男性加入了本研究。选择标准为受试者应为非素食者、非吸烟者，没有代谢性病症如糖尿病；高血压；肾、肝或胰疾病；或溃疡。受试者血脂正常，即他们的血浆胆固醇与HDL胆固醇的比例＜5.0，血浆三酰甘油(TAG)浓度＜1.5mmol/L。由于研究过程中要抽取大量血液，受试者的血液血红蛋白浓度必须＞13g/dL。如果受试者在研究开始之前三个月直到研究结束时使用了改变胆固醇的药物或降血脂治疗或维生素和矿物质补充物，或曾动过重大肠胃手术；剧烈运动，如跑马拉松；每天饮用＞2杯酒(3dL)，＞2杯啤酒(3dL)，或＞1玻璃杯(矮玻璃杯)烈酒，则会被从研究中排除。30名志愿者中有27名完成了4次餐后测试。3名志愿者由于以下原因在结束之前放弃了试验：未能参加，由于眼损伤进行内科治疗，由于进食油腻膳食而恶心。受试者年龄为24±1岁，体重为70±1kg，身体质量指数(BMI)为22.5±0.3kg/cm²。方案经马赛伦理委员会(theethicalcommitteeofMarseille)(马赛，法国)批准。加入之前，受试者收到了关于背景的信息、研究设计并给予了书面知情许可。他们可以在任何时间自由退出研究。

研究设计

此为双盲、随机、4周期、4处理的交叉临床实验，清除期最少为3周。整夜禁食后，受试者抵达马赛大学临床药理学和治疗试验中心(ClinicalPharmacologyandTherapeuticTrialCenter)，进食标准膳食，所述膳食包含25mg番茄红素，掺在与70g小麦粗面粉混合的40g花生油中(用200mL自来水烹制)。而且，他们进食40g面包、60g熟蛋白、含5g白糖的125g酸奶酪、饮用330mL水(Aquarel，雀巢公司)。此标准膳食以下列营养组合提供842kcal(3520lJ)：蛋白质(11.7％)、碳水化合物(39.3％)和脂类(49.0％)。在15分钟内进食此膳食。在接下来的6h中不许进食其它食物，但允许受试者在吸收后的最后3h中喝光一瓶的瓶装水(330m1)(Aquarel，雀巢公司)。

番茄红素补充物

测试4种不同的番茄产品，每种提供25mg总番茄红素。它们包括：

·番茄酱(THOMY，瑞士)，所含番茄红素大部分为全E构型

·富含5-Z番茄红素的番茄含油树脂

·富含13-Z番茄红素的番茄含油树脂

·富含9-Z和13-Z番茄红素混合物的番茄含油树脂

表3显示这四种番茄产品的番茄红素含量和番茄红素异构体分布。

表3：总番茄红素，4种番茄产品中的全E和总Z-番茄红素异构体。

	全E(占总番茄红素的％)	5-Z(占总番茄红素的％)	9-Z(占总番茄红素的％)	13-Z(占总番茄红素的％)	X＊-Z(占总番茄红素的％)
						番茄酱	94.9	4.1	nd	0.1	nd
5-Z	33.4	65.3	1.3	nd	nd
						13-Z	29.3	7.6	9.6	41.5	12.0
9-&13-Z	27.7	7.7	30.8	23.5	10.2

^＊未鉴定的番茄红素异构体为共同的未知的番茄红素异构体，由HPLC色谱图中相应的峰面积计算得到。

采集血液样品

通过静脉穿刺从肘前(anticubital)静脉抽取空腹血液，抽入含钾EDTA/K₃的抽空管，立即置入冰水浴，用铝箔覆盖以避免光照。在进食标准膳食之前即进食之前20分钟和5分钟，以及吸收后2h、3h、4h、5h、6h采集空腹血液样品。含血液的管避光储存于4℃，然后在2h之内离心(10分钟，4℃，2,800rpm)以分离血浆。加入抑制剂混合物(10μL/mL)(Cardin等人，DegradationofapolipoproteinB-100ofhumanplasmalowdensitylipoproteinbytissueandplasmakallikreins，BiolChem1984；259：8522-8.).

分离血浆富含三酰甘油的脂蛋白(TRL)

进食油腻膳食之后，饮食中的亲脂分子被掺入乳糜微粒，其分泌进入血液中。脂蛋白基于其密度通过超速离心法分离。由于乳糜微粒(0.95g/ml)和VLDL(1.006g/ml)的密度十分相似，不可能将其彼此分离，而全被收集在称为富含三酰甘油的脂蛋白(TRL)的级分中。然而，餐后状态下，此血浆TRL级分主要包含由肠分泌的乳糜微粒，其为肠内生物利用率的很好评估。

主要包含乳糜微粒、而几乎没有VLDL的富含三酰甘油的脂蛋白(TRL)立即通过如下超速离心进行分离：用0.9％NaCl溶液覆盖6mL血浆，L7超速离心机(贝克曼公司)中在SW41TI转子(贝克曼公司(Beckman))中以32,000rpm，10℃超速离心28分钟。离心后，立即将TRL等份分装，在分析测定前储存在-80℃。番茄红素分析在10天内进行，三酰甘油分析在30天内进行。

分析测定

使用商品化试剂盒(Bio-Merieux公司试剂盒)用酶和比色法测定三酰甘油。分别用反相和正相HPLC法测定总番茄红素和番茄红素异构体分布(M.Richelle，K.Bortlik，S.Liardet，C.Hager，P.Lambelet，L.A.Applegate，E.A.Offord，J.Nutr.(2002)132，404-408.)。番茄红素总含量计算为5-Z、9-Z、13-Z、x-Z和全E番茄红素异构体的总和。用全E番茄红素的消光系数定量番茄红素异构体，因为所有单个Z-番茄红素的准确值仍为未知。以单个番茄红素异构体对于总番茄红素的比确定番茄红素异构体的分布，用百分比表达。

统计分析

通过测量TRL-时间中番茄红素浓度曲线下的面积(AUC)评估番茄红素的生物利用率。用梯形法(AUC(0-6h))在0-6小时的期间计算面积。数据表示为平均数±SEM。基线浓度为在进食标准膳食之前采集的两个血浆样品中测量的浓度平均值，所述膳食含有25mg来自番茄基质的番茄红素。对于各个受试者和各项番茄红素处理，通过从在吸收后的各个时间点测量的浓度值中减去基线浓度，而完成AUC(0-6h)的计算。如果此值为负，则认为浓度为零。

对于各项处理，如果经过或不经对数变换，AUC_(0-6h)的分布(distribution)正常(偏度和峰态检验)，则用经处理的线性混合模型作为固定效应，受试者作为随机效应进行对比。所有统计分析均用SAS软件完成(8.2版本；SAS软件研究所(SASinstitute)，Cary，NC)。统计测试中的拒绝水平等于5％。

结果

番茄红素的生物利用率

由于四种番茄处理诱导三酰甘油分泌程度的变化，用三酰甘油吸收标准化番茄红素的生物利用率(AUC_(0-6h))。标准化的番茄红素生物利用率在四种番茄处理之间有显著不同(图1)。

令人惊讶地，来自富含5-Z番茄红素的番茄含油树脂的番茄红素的生物利用率是来自另外三种处理的番茄红素的约两倍，另外三种处理即番茄酱、富含13-Z番茄红素的番茄含油树脂以及富含13-Z和9-Z番茄红素混合物的番茄含油树脂(p＜0.0001)(图1)。

而番茄酱中番茄红素的生物利用率与13-Z和9-Z混合物的番茄含油树脂相似。13-Z番茄含油树脂中的番茄红素与番茄酱相比，显示略微但显著较低的生物利用率(p＜0.03)。

结论

这些结果表明番茄红素分子的构型显著影响番茄红素在肠胃道内的运输，从而影响吸收的番茄红素的量。来自富含5-Z番茄红素的番茄提取物的番茄红素生物利用率是来自番茄酱的约两倍。相反，富含9-Z和13-Z番茄红素混合物的番茄提取物中的番茄红素与番茄酱的生物利用率相似，而富含13-Z番茄红素的番茄含油树脂显示略低的番茄红素生物利用率。若干作者已经指出番茄产品中Z-番茄红素的存在与番茄红素生物利用率的增长相关。本文为显示番茄红素生物利用率的提高与番茄红素构型特异性相关的首次研究，即5-Z番茄红素＞9-Z番茄红素＞13-Z番茄红素。

实施例3：乙酸乙酯中的提取和异构化

将含100ppm番茄红素的52kg新鲜番茄剁碎并搅匀。在减压下蒸馏出部分水，得到18kg番茄浓缩物。用36l水饱和的乙酸乙酯提取；在提取过程中，混合物避光室温保存，并搅拌2小时。然后从番茄浓缩物中分离提取物。对此番茄浓缩物重复上述操作两次，共使用108l溶剂。用27l水在单独的漏斗中洗涤合并的提取物。之后弃去水相，而有机相在减压下浓缩，得到具有10％w/v干残渣的悬液；干残渣的番茄红素总含量为9.1％w/w，Z-异构体含量为0.46％w/w。在减压下浓缩至干燥之前，此混合物在搅拌下回流(76℃)7天。

得到46.8g最终提取物，其中番茄红素总含量为9％w/w，Z-异构体含量为5.59％w/w；特别地，E异构体含量为3.41％w/w，13-Z异构体含量为0.16％w/w。图中报道了提取物的HPLC谱。

实施例4：己烷中的提取和异构化

将含140ppm番茄红素的10kg新鲜番茄剁碎并搅匀。在减压下蒸馏出部分水，得到2.5kg番茄浓缩物，用12.5l己烷提取。在提取过程中，混合物避光室温保存，并且搅拌2小时。然后从番茄浓缩物中分离提取物。对此番茄浓缩物重复上述操作一次，共使用25l溶剂。合并提取物，在减压下浓缩，得到的溶液具有10％w/v干残渣；干残渣的番茄红素总含量为9.1％w/w，Z-异构体含量为0.46％w/w。在减压下浓缩至干燥之前，此混合物在搅拌下回流(69℃)6天。得到16.5g最终提取物，其中番茄红素总含量为9.1％w/w，Z-异构体含量为5.62％w/w；特别地，E异构体含量为3.38％w/w，13-Z异构体含量为0.18％w/w。

实施例5：丁醇中的异构化

将含90ppm番茄红素的10kg新鲜番茄剁碎并搅匀。在减压下蒸馏出部分水，得到3.4kg番茄浓缩物，用7l水饱和的乙酸乙酯提取。在提取过程中，混合物避光室温保存，并且搅拌2小时。然后从番茄浓缩物中分离提取物。对此番茄浓缩物重复上述操作两次，共使用21l溶剂。用5.3l水在单独的漏斗中洗涤合并的提取物。之后弃去水相，而有机相在减压下浓缩至干燥。干残渣(9.8g)的番茄红素总含量为7.8％w/w，Z-异构体含量为0.40％w/w，所述干残渣在98ml正丁醇中悬浮。在减压下浓缩至干燥之前，混合物保存在130℃并搅拌4小时。得到9.8g最终提取物，其中番茄红素总含量6.35％w/w，Z-异构体含量4.50％w/w；特别地，E异构体含量为1.85％w/w，13-Z异构体含量为0.47％w/w。

实施例6：在固体催化剂上异构化

材料

富含番茄红素的番茄含油树脂获自Indenas.p.a.公司(米兰，意大利)。其番茄红素总含量总计达9.1％，其中全E和5-Z异构体分别占93.5％和6.5％。

方法

过滤乙酸乙酯中的番茄含油树脂悬液(1∶100w/w)，在持续搅拌下与5％固体催化剂室温孵育2h。用艾本德实验室离心机以最高速度离心混合物，上清液的等分试样在N₂下蒸发，并在正己烷/BHT中重悬。

番茄红素分析

在实施例1所述的分析条件下，分别用反相和正相HPLC测定番茄红素总量和番茄红素异构体分布。

结果

表4中报道了在室温用固体催化剂异构化2h的番茄含油树脂中，所测量的番茄红素异构体分布。

表4.用固体催化剂异构化的番茄含油树脂中的番茄红素异构体分布

^＊未知的番茄红素异构体

在TonsilOptimum或Amberlyst15存在下，番茄红素在乙酸乙酯中室温反应2h的过程中有效异构化。用两种催化剂，大部分番茄红素全E异构体都转化为Z-异构体。在鉴定的番茄红素异构体中，多数形成5-Z，然后分别是9-Z和13-Z；于是，13-Z异构体的浓度因此在异构化的番茄含油树脂中在10％以下。

Claims (37)

1.稳定的初级组合物，其包含至少一种含类胡萝卜素的物质，所述物质富含类胡萝卜素化合物的Z异构体，其中含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。

2.权利要求1所述的初级组合物，其特征在于E异构体的含量不高于类胡萝卜素总含量的60％。

3.权利要求1所述的初级组合物，其中含类胡萝卜素的物质为从植物或蔬菜材料、微生物、酵母或动物来源的产品中获取、提取或纯化而来。

4.权利要求1所述的初级组合物，其中含类胡萝卜素的物质为提取物、浓缩物或含油树脂的形式。

5.权利要求1所述的初级组合物，其中类胡萝卜素化合物中Z-异构体为有效提高类胡萝卜素化合物的生物利用率和/或生物效价的量。

6.权利要求3所述的初级组合物，其中植物或蔬菜材料选自番茄、胡萝卜、桃、杏、桔、瓜、番石榴、葡萄柚、野玫瑰果、黄豆、绿茶、香料、葡萄、可可及其组合。

7.权利要求6所述的初级组合物，其中所述瓜是番木瓜。

8.权利要求1所述的初级组合物，其中类胡萝卜素化合物选自番茄红素、胡萝卜素、玉米黄素、虾青素、β-隐黄素、辣椒红、角黄素、叶黄素、六氢番茄红素、八氢番茄红素及其组合。

9.权利要求1所述的初级组合物，其中类胡萝卜素化合物Z/E异构体的比例为至少20∶80。

10.权利要求1所述的初级组合物，其中组合物为液体、凝胶或粉末形式。

11.口服组合物，其包含根据权利要求1到10中之一所述的初级组合物。

12.权利要求11所述的口服组合物，其中初级组合物在食品、食品补充物、宠物食品或药物制剂中。

13.权利要求12所述的口服组合物，其中食品选自全面营养配方、冷藏或贮藏稳定的饮料、矿泉水、液体饮料、汤、代餐、营养棒、糕饼产品、乳或发酵奶制品、基于乳的粉末、肠内营养产品、谷类产品、冰淇淋、巧克力、咖啡、烹调产品、宠物食品及其组合。

14.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为食物补充物。

15.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为酸奶酪。

16.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为婴儿配方乳。

17.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为婴儿营养产品。

18.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为发酵的基于谷类的产品。

19.权利要求12所述的口服组合物，其中食品为乳制品。

20.权利要求12所述的口服组合物，其中提供的食品补充物的形式为胶囊、片剂、丸剂、糊剂或锭剂、口胶剂、可饮用的溶液或乳剂、糖浆剂或凝胶剂。

21.权利要求20所述的口服组合物，其中所述片剂是糖衣片剂。

22.权利要求20所述的口服组合物，其中所述胶囊为明胶胶囊或软胶囊。

23.权利要求11所述的口服组合物，其还包含至少一种增甜剂、稳定剂、调味料和着色剂。

24.权利要求11所述的口服组合物，其中初级组合物的含量按重量计在约0.001和100％之间。

25.权利要求11所述的口服组合物，其中初级组合物的含量按重量计在约10和50％之间。

26.美容组合物，其包含具有至少一种含类胡萝卜素的物质的初级组合物，所述物质富含类胡萝卜素化合物的Z异构体，其中含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。

27.权利要求26所述的美容组合物，其中初级组合物的含量占美容组合物重量的大约10^-10％和10％之间。

28.制备初级组合物的方法，所述方法包含在足以使类胡萝卜素化合物的Z异构体的含量增加的条件下处理含类胡萝卜素的物质，其中Z-异构体含量为有效增加类胡萝卜素化合物生物利用率和生物效价的量，含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。

29.权利要求28所述的方法，其中所述处理为酸处理、电磁辐射或自由基反应。

30.权利要求28所述的方法，其中所述处理为用中性、酸性或碱性固体催化剂异构化，以生产具有高Z/E比的混合物。

31.权利要求30所述的方法，其中所述固体催化剂为黏土、沸石、分子筛或离子交换剂

32.权利要求28所述的方法，其中所述处理为将Z-异构体溶于选定的有机溶剂，然后用离心或过滤进行相分离。

33.初级组合物在制备用于改善皮肤健康的口服、美容或药物组合物中的用途，所述初级组合物具有至少一种富含Z异构体的含类胡萝卜素的物质，其中含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。

34.权利要求33所述的用途，其中初级组合物用于保护皮肤组织抵抗衰老，预防或治疗敏感、干燥或反应性皮肤，或改善皮肤密度或紧实度，或增加皮肤的光保护作用。

35.初级组合物在制备用于改善毛发和皮毛质量的口服、美容或药物组合物中的用途，所述初级组合物具有至少一种富含Z异构体的含类胡萝卜素的物质，其中含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。

36.权利要求35所述的用途，其中初级组合物用于改善毛发或皮毛密度、纤维直径、颜色、油性、光泽度和/或预防毛发或皮毛脱落。

37.初级组合物在制备用于预防心血管疾病的口服、美容或药物组合物中的用途，所述初级组合物具有至少一种富含Z异构体的含类胡萝卜素的物质，其中含类胡萝卜素的物质含有按类胡萝卜素总含量的重量计比13-Z异构体高的百分比的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，并且含有按类胡萝卜素总含量的重量计多于30％的选自5-Z、9-Z及其组合的异构体，和按类胡萝卜素总含量的重量计少于10％的13-Z异构体。