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番茄红素是一种重要的具有生理活性的类胡萝卜素,能够降低多种慢性疾病的发病风险。天然番茄红素90%以上为全反式构型,其生物活性和生物利用度较顺式番茄红素低。本课题以天然番茄红素为原料,采用碘掺杂TiO2纳米粒（简称碘纳米粒,I-TiO2）为催化剂,于非均相体系中制备了高顺式占比的番茄红素。在此基础上,研究了番茄红素异构化产品的稳定性及生物利用度,制备了番茄红素纳米结构脂质载体（Lyco-NLC）。本课题旨在提高或进一步提高番茄红素的稳定性、生物活性、生物利用度。主要内容包括:1.非晶态I-TiO2纳米粒制备、表征及催化番茄红素构型转化:以钛酸四丁酯为前躯体,碘化钾为碘源,通过改进的溶胶-凝胶法制备了非晶态I-TiO2催化剂;采用XRD、BET、SEM等手段对其进行了表征;以番茄红素总顺式占比（即各种顺式构型异构体之和占番茄红素总量的百分比）为指标,考察了主要因素对其催化番茄红素异构化的影响。结果表明,该催化剂是由有机碳化合物包裹着锐钛矿相TiO2粒子和碘负离子（I–）所构成,其中的I–具有重要的催化活性作用。在非均相催化番茄红素异构化方面,该催化剂显示出高活性。以乙酸乙酯为溶剂,在番茄红素浓度为1 mg/m L、75℃条件下,反应2 h,番茄红素总顺式占比达到75%以上。该催化剂被重复利用5次,其活性约为最初的89%。本研究为生产高顺式占比的番茄红素产品提供了一种高效制备路线。2.晶态I-TiO2纳米粒制备、表征及催化番茄红素构型转化:为弥补非晶态I-TiO2催化剂的不足,以钛酸四丁酯为前躯体,碘化钾为碘源,通过改进的水热法制备了晶态I-TiO2催化剂;采用XRD、BET、SEM等手段对其进行了表征;以转化率和选择性为指标,考察了主要因素对其催化番茄红素异构化的影响。结果表明,I-被吸附于锐钛矿相介孔结构TiO2粒子的表面或其晶隙中。该催化剂在非均相催化番茄红素异构化方面,虽没有选择性但也显示出了高活性。在以乙酸乙酯为溶剂、番茄红素浓度为1 mg/m L、75℃条件下,反应2 h,全反式番茄红素的转化率达到80%以上。该催化剂可被重复利用5次,其活性约为最初的84%。在此基础上,对该催化剂可能的催化机理进行了初步探讨。本研究为生产高顺式占比的番茄红素产品进一步提供了一种高效的制备路线。3.研究了异构化番茄红素产品的贮藏稳定性及降解动力学。结果表明,总顺式占比78.5%的番茄红素降解过程可近似认为假一级反应,随着温度升高,番茄红素降解加速。从表观活化能来看,番茄红素异构体中,5Z异构体的稳定性最高。总顺式占比78.5%的番茄红素比全反式的稳定性略高,其异构体组分间未表现出显著的稳定性差异。采用扩散模型法研究了一系列不同顺式占比番茄红素对其生物利用度的影响,发现随着番茄红素总顺式占比的增加,生物可给率以线性模式增加,顺式番茄红素的生物可给率约为全反式番茄红素的5倍。比较研究了总顺式占比分别为78.5%和3.6%的两种不同番茄红素的微结构和熔点,结果表明,前者的微观形貌多为球形非结晶结构,完全不同于后者的针叶状晶体结构,且熔点前者较后者低了约27℃,这为解释高顺式占比番茄红素生物可给率提高的机理提供了证据。4.通过熔化-预乳化和高压均质联用法制备了番茄红素纳米结构脂质载体（Lyco-NLC）;以包封率、载量及保留率为评价指标,重点研究番茄红素纳米结构脂质载体的制备及贮藏过程中的物理化学稳定性。在避光、20℃条件下,Lyco-NLC贮藏30d的试验结果表明,其平均粒径分布在199236范围内,PDI值均小于0.3,番茄红素保留率超过了77%,所制备的Lyco-NLC表现出较好的物理化学稳定性。通过原子力显微镜、透射电镜、X-射线衍射、红外光谱等手段对Lyco-NLC结构进行了表征,结果表明,Lyco-NLC中粒子为类球形结构,番茄红素是以分子态分散到固液脂质所构成的非完美晶格体系中。