葉黃素

葉黃素

植物黃體素
葉黃素是一種重要的抗氧化劑,為類胡蘿蔔素家族中的一員,又名“植物黃體素”。在自然界中與玉米黃體素共同存在。[1]葉黃素與玉米黃素是構成玉米、蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要組分,也是構成人眼視網膜黃斑區域的主要色素。人類的眼睛含有高量的葉黃素和玉米黃素,但這兩種元素是人體無法制造的,必須靠含葉黃素和玉米黃素的食物來補充,若缺乏這兩種元素,眼睛就會失明。目前,西安金綠生物工程技術有限公司是葉黃素及其衍生産品原料的主要生産廠家,
    中文名:葉黃素 外文名:Lutein 别名:植物黃體素

基本情況

化學名稱:

3.3’一二羟基一旺一胡蘿b素。

分子結構:

分子式:C40H5602

相對分子量:568.85

溶解性:不溶于水,易溶于油脂和脂肪性溶劑。

性狀:純的葉黃素為棱格狀黃色晶體,有金屬光澤。

穩定性:對光和氫不穩定,需貯存于陰涼幹燥處,避光密封。

和葉黃素酯之間的功能差别

葉黃素的生物利用度較低。多種綠葉的蔬菜如菠菜、芥菜、生菜、西蘭花、冬瓜、青蘿蔔、玉米等都含有非常大量的葉黃素,正常均衡的日常飲食就可攝得比補充劑更多的量。

含葉黃素的食物

葉黃素是人眼視網膜中的重要營養成分,也是人眼視網膜黃斑區域的主要色素,可以中和有害自由基,具有抗氧化、保護眼睛不受藍光損害、延緩眼睛老化以及防止眼部病變等作用。葉黃素在甘藍、羽衣甘藍、菠菜等深綠色葉菜以及金盞花、萬壽菊等花卉中含量最高。飲食多食:南瓜、菠菜、胡蘿蔔、核桃、紅薯、黑芝麻、猕猴桃、西紅柿、柑橘、紅果、紅棗、玉米、山藥、赤小豆、黑木耳、海帶。富含葉黃素的食物:如玉米、菠菜、甘藍菜、綠花椰菜、蛋黃、南瓜、胡蘿蔔等;水果如:芒果、猕猴桃、葡萄、橙子和橙汁、西紅柿;另外還有奇異果。大量吃綠色蔬菜即能保證葉黃素的吸收,尤其是玉米、胡蘿蔔、菠菜、紫甘藍等

分布和來源

葉黃素和玉米黃素在自然界分布廣泛,含量也較高,一些綠色蔬菜水果如卷心菜、菠菜、莴苣、綠豆、油菜中均富含葉黃素,但該類植物中同時也含較多的葉綠素、β-胡蘿蔔素及其他類胡蘿蔔素的環氧、氧代衍生物,遮蔽了葉黃素和玉米黃素的色澤;葉黃素是綠葉中主要的類胡蘿蔔素;玉米黃素的分布極其廣泛,它一般與黃體素是伴生在一起的。在人體中玉米黃素經過消化和吸收,轉化成為人體所需要的葉黃素。在大多數植物中,葉黃素的含量均大于玉米黃素;僅在玉米中玉米黃素的含量高于葉黃素。此外一些黃橙色水果如芒果、木瓜、桃子、南瓜等也均富含葉黃素和玉米黃素。

葉黃素本身是一種抗氧化物,并可以吸收藍光等有害光線。葉黃素在植物當中以脂肪酸酯的型态存在。在葉黃素酯的皂化過程中根據摩爾比例大概1:2的葉黃素。在蛋黃和動物脂肪中也可找到葉黃素。葉黃素是一種親油性的物質,通常不溶于水。因為在葉黃素份子中生色團有共轭雙鍵的結構,所以有吸收光線的特殊性質。動物無法自行制造葉黃素,動物體内(例如眼睛)中的葉黃素是從食物攝入的。雞蛋蛋黃的黃顔色也來自攝入的葉黃素。

在人類視網膜上的黃斑點有大量的葉黃素聚集,而黃斑點是負責中央視力的地方。葉黃素有助保護眼睛免受氧化及高能量光線傷害。很多研究都證實攝取葉黃素和眼睛内的色素沉着有直接的關系。亦有其他的研究證實加強黃斑點中的色素沉着可減低患上年齡相關性黃斑點退化(AMD)等眼疾的風險。由于現時唯一關于葉黃素對眼睛健康的随機臨床試驗隻屬于小型研究,所以需要更多深入的研究才可确定葉黃素對增強 視力的功。經過人們長期的尋找發現,萬壽菊花中黃體素和玉米黃素的含量極高,其它類胡蘿I-素雜質少,易于分離純化,可作為工業生産的良好來源。

加工工藝

目前,市場上所售葉黃素主要來源于萬壽菊鮮花的深加工,

加工工藝如下:

萬壽菊鮮花采收-酶解-脫水-烘幹-造粒-低溫浸出-葉黃素浸膏-包裝。

低溫浸出加工工藝又可分為4号溶劑亞臨界低溫浸出(河南省亞臨界生物技術有限公司專利技術)和6号溶劑浸出,兩種加工工藝相比4号溶劑油亞臨界低溫浸出方法所得葉黃素油膏中有效成分指标反式葉黃素得率相對較高,可以有效的減少資源浪費,是值得推廣的加工方法。

主要功效

1.保護眼睛視力

(1)葉黃素是眼睛中黃斑的主要成分,對老年性視網膜黃斑退化(AMD)有預防作用,改善老年人視力衰退。

(2)預防老年性黃斑變性所導緻的盲眼病。由于衰老而發生的肌肉退化症可使65歲以上的老年人引發不能恢複的盲眼病。而葉黃素在預防肌肉退化症方面效果良好,由于它在人體内不能産生,因此必須從食物中或額外補充,尤其是老年人必須經常選用含葉黃素豐富的食物。美國于1996年建議60-65歲的人每天需補充葉黃素6mg。

(3)眼睛中的葉黃素對紫外線有過濾作用,有保護由日光、電腦等所發射的紫外線所導緻的對眼睛和視力的傷害作用。

(4)降低白内障的發生率。

2.減輕體内和皮膚退行性老年斑的危險,通過抗氧化作用,降低過氧化脂質的形成。

3.調節血脂。防止低密度脂蛋白被氧化,從而減輕心髒病的危險。

4.抗氧作用。抑制活性氧自由基的活性,阻止活性氧自由基對正常細胞的破壞.葉黃素可通過物理或化學淬滅作用滅活單線态氧,從而保護機體免受傷害,增強機體的免疫能力。

5.延緩動脈硬化作用。血液中葉黃素含量較低,極易引起動脈血管壁增厚,随着葉黃素含量的逐漸增加,動脈壁增厚趨勢降低,動脈栓塞也顯著降低.同時,動脈壁細胞中的葉黃索還可降低LDL膽固醇的氧化性。

5.抗癌作用。葉黃素對多種癌症有抑制作用,如乳腺癌、前列腺癌、直腸癌、皮膚癌等.在膳食中攝人葉黃素不僅能抑制腫癌甚至可以起到預防腫瘤發生的作用.有關機構建議人均每天報人400g~600g的水果和蔬菜可使患癌症的相對危險性降低50%。

适應症

黃斑病變、視網膜色素變性、白内障、青光眼、糖尿病視網膜色素變性、近視、玻璃體渾濁(飛蚊症)、視疲勞、動脈硬化、心血管病、乳腺癌、宮頸癌、皮膚癌、抗氧化、護膚美容。

分離及提取

1、膜分離技術。

用陶瓷膜微濾(MF)對浸提液進行精濾提純,再用反滲透膜(R0)濃縮過濾液。這種工藝以膜分離技術為主體,替代了傳統的酒精提純和蒸發濃縮,工藝過程簡單、色素溶液基本處于常溫操作狀态,既節約能源,又保證了色素産品的質量。

2、幹燥法提取葉黃素。

研究出一種新型轉筒式幹燥機,用來幹燥和捶擊金盞花或者萬壽菊花瓣,可以從中提取葉黃素。當捶擊比率不同時,捶擊效率就在70%~90%之間波動。葉黃素的多少決定于幹燥時間長度。但在相同的幹燥時間裡,70℃下幹燥提取的葉黃素含量比60℃下提取的葉黃素含量要少。

3、高效液相色譜分析法提取。

以二氯甲烷(22.5mL)+乙腈(9.5mL)+甲醇(67.5mL)+水(0.5mL)為流動相,流量為1.0mL/min。使用光度檢測器(波長為450nm)檢測分離後的類胡蘿蔔素和葉綠素。樣品進樣體積為20μL。在此條件下,葉黃素、葉綠素b、葉綠素a、番茄紅素(lycopene)、α-胡蘿蔔素和β-胡蘿蔔素的保留時間分别為3.0、4.9、6.6、12.1、14.6和15.3min。取螺旋藻的培養液(通過測定光密度(560nm)得出培養液中螺旋藻幹重于離心管中,離心後棄去溶液,加水洗滌後,加入2mL體積分數為90%丙酮水溶液,置于超聲波發生器水浴上,使螺旋藻破碎。離心後取上層提取液用高效液相色譜法測定葉黃素/玉米黃質、β-胡蘿蔔素及葉綠素a的含量,其最高含量分别為:1.65μg/mg,2.15μg/mg和21.4μg/mg。

4、改良的高效色譜分析法。

采用美國Waters公司的680型自動程序梯度控制器,501型高壓液相泵,M-490型可編程序紫外可見光檢測器,730型數據處理器,記錄保留時間和峰面積,走紙速度為2cm/min。選擇最佳的色譜分離條件是色譜分析中的關鍵,本方法選用兩種流動相A液和B液,采用線性梯度洗脫分離色素組分。用改良的高效色譜分析法分析葉黃素循環組分,具有快速、準确、分離度好以及重複穩定等優點。

5、玉米黃漿水中提取玉米黃色素。

選用己烷質量分數高達74%~80%的抽提溶劑油,根據液一固萃取原理,通過液固二相存在濃度差時的分子擴散作用,利用泵循環施以外力時的對流擴散作用,達到色素浸出的目的。再通過真空濃縮精制獲得液态色素産品,或者添加輔料獲得固态色素産品。

6、大豆中葉黃素的解析。

在酸和堿性稻殼灰中大豆油色素(葉黃素)解析時,連續的異丙醇/己烷的洗滌,增加溶液極性可提高葉黃素的解析,表明競争吸附很大程度上決定于溶液的極性。但是當加入2%異丙醇洗滌時,用多種提取法解析出來的葉黃素會減少。葉黃素吸附的量越多必然伴随着更多的葉黃素的解析。這說明酸性環境比堿性環境更有利于解析。

7、葉黃素産品生産工藝。

以萬壽菊花中用正己烷萃取而得的葉黃素為例:

皂化時氫氧化鈉水溶液w(NaOH)=0.17。

萬壽菊(Marigold)是提煉葉黃素及類胡蘿蔔素的主要原料,其中黃色色素含量平均每公斤不低于12克,這種色素是無公害的天然色素。

葉黃素的選擇

葉黃素生物利用率研究

經研究發現,葉黃素本身的光、熱穩定性,以及對人體pH值的耐受範圍均不如葉黃素酯,在儲存過程以及人體服用過程中會由于以上因素,導緻葉黃素生物利用度較低,而在自然界當中葉黃素基本都是以酯化形式存在,能否直接采用葉黃素酯來進補人體,是類胡蘿蔔生物學家又一研究新課題。

而後類胡蘿蔔素生物學家經過探索,針對葉黃素酯和葉黃素穩定性的研究、葉黃素酯在體内消化吸收過程中水解的研究、葉黃素單體與酯的生物接進度比較研究、葉黃素酯與單體生物生物利用度的比較研究。在葉黃素酯生物利用度研究過程中,生物學家采用生物接進度的概念來描述這兩種化合物在從入口到被腸壁細胞吸收之前的生物利用度。

研究的具體實驗方法是測定二者在大鼠糞便中的排洩率,排洩率定義為:排洩率=排洩量/灌胃量.灌胃量包括:灌胃量=排洩量+在消化吸收過程中的損失量+被腸細胞吸收的量。生物接進度=(在消化吸收過程中的損失量+被腸細胞吸收的量)/口服量(灌胃量)排洩率被考慮為用來描述和比較葉黃素單體和葉黃素酯生物接進度的參數。

通過科學的實驗過程最終發現,葉黃素酯不但可以在人體内自然水解成遊離葉黃素,并且比葉黃素晶體的生物利用度高出61.6%。就此葉黃素的利用開始了新的變化,最新的葉黃素産品,紛紛選擇以葉黃素酯為功能性原料。2008年5月26(衛生部公告2008年第12号)[2]文件:國家衛生部确立批準葉黃素酯為新資源食品功效原料。2010年前後是葉黃素産品和葉黃素酯産品較大的生産分水嶺。

葉黃素和葉黃素酯

葉黃素酯是一分子的葉黃素與一分子或兩分子的脂肪酸形成的化合物,它就像我們所熟知的飲食脂肪、維生素A和維生素E一樣存在于我們的日常飲食中,它和葉黃素一樣,都是自然界的事物中自然存在的一種營養成分。葉黃素酯從萬壽菊花中提取:它在人體内可自然分解轉化為葉黃素,具有保護視力,緩解視疲勞,預防老年性黃斑區病變、白内障等疾病的眼盼保健及其它抗衰老的功效。

有文獻指出:葉黃素酯的吸收利用率高出葉黃素60%左右。這種生物利用率的差異,可能是因為葉黃素酯是脂溶性的葉黃素。因為葉黃素屬于類胡蘿蔔素的一種,而類胡蘿蔔素是脂溶性維生素,脂溶性維生素在脂肪中的生物活性更高,因此葉黃素酯的吸收率用率比葉黃素高出60%也是正常的。

适用人群

研究發現,眼睛缺乏葉黃素和維生素,極易導緻多種眼部疾病和眼睛發育不良。補充眼睛營養,刻不容緩!

那麼,什麼人需要補充葉黃素?

老化性視網膜黃斑區病變(AMD)

心血管疾病、腎髒病、尿蛋白、糖尿病患者

白内障、青光眼、老花眼

長期服用類固醇及降膽固醇藥物或脂肪抑制劑

幹眼症、飛蚊症、經常性流淚

長期暴露在陽光下者、開車族

高度近視600度以上

需在正午陽光下工作者(運動員、飛機駕駛員、衛兵、交通警察)

弱視、斜視、散光

經常使用電腦或凝視電視屏幕

視網膜色素病變家族

青少年讀書視力保養

使用單眼視力、畏光、夜盲

經常性眼睛疲勞、酸、澀、疼痛、霧茫

眼壓過高、眼睛漲痛、視力疲勞

夜間工作者、熬夜

經鐳射手術恢複視力之日常保養

40歲步入中年,開始視茫茫、閱讀不易者

葉黃素對降低白内障的發生率、延緩動脈硬化、抗癌、防治糖尿病性視網膜病變都有很大的作用。每日服用一定量的葉黃素是安全的,還未見到服用葉黃素有副作用的報導。适量補充供應一定量的葉黃素可避免對胃的刺激。針對一般的日常眼睛養護,每日20mg的葉黃素即可滿足需求。

前景展望

葉黃素無毒安全,具有優異的生理功效,符合食晶添加劑“天然”,“營養”,“多功能”的發展方向,與其它有益互補營養元素一起添加劑食品中,可有效的食品營養保健作用,随着提取工藝和食品工業化水平完善的提高,葉黃素在保健食品等領域的前景将越來越廣闊。

相關研究文獻

1.1988年哈佛大學HandelmanGJ,DratzEA,ReayCC,vanKuijkJG.博士等人研究發現:人類視網膜中葉黃素濃度越高視覺敏感度越強。

2.1988年哈佛大學眼睛疾病個案管理小組對老年性視網膜黃斑變性(AMD)和視網膜色素變性(RP)與葉黃素的攝入量關系作了研究,将患者分成三組,每日分别攝入30mg、10mg、3mg以下葉黃素。每日攝入30mg葉黃素達140天者,視網膜色素平均增加20~40%,老年性視網膜黃斑變性(AMD)和視網膜色素變性(RP)病變者的視力皆明顯增加。而攝入30mg組和3mg以下組,兩組相差86%的治療率。

3.1990年英國皇家BaunO,VindingT,KroghE.博士等人四年内完成英國皇家支持的老年性視網膜黃斑變性(AMD)視力的研究,報告中均指出葉黃素的抗氧化作用能保護視網膜,防止AMD的發生。

4.1995年美國食品與藥物管理局(FDA)批準葉黃素作為食品補充劑用于食品、飲料。

5.俄羅斯國立醫學大學的生物物理學家認為,眼球的晶狀體細胞膜被自由基逐漸氧化是老年性白内障的主要病因。平均每天葉黃素的攝入量為6.0mg,可以明顯減少白内障的手術。

6.據2002年6月16日《新民晚報》報道,西方營養學家經深入研究終于揭開了農村學生近視率遠遠低于城市學生近視率這一謎底:近視的發生與一種名為“葉黃素”的營養物質攝入過少大有關系。農村孩子由于每天吃從地裡直接采來的綠色蔬菜,故葉黃素攝入量十分充分。而城市孩子通常吃高蛋白、高營養食物,很少吃新鮮綠色蔬菜,故葉黃素攝入量相應要比農村孩子少得多。這就是造成城鄉兒童視力巨大差異的主要原因。

7.眼病病例-對照研究(EDCC)組織調查了391位患有濕性老年性黃斑變性的病人和578位作為對照的正常人。第一個報告發現:老年性黃斑變性的風險随血清中葉黃素濃度的增加而顯着減小。第二個報告發現:葉黃素攝入量最高(6mg)人群和攝入量最低(2mg)的人群相比,老年性黃斑變性的風險明顯降低。在膳食調查結果中發現,經常食用菠菜和羽衣甘藍(膳食中最豐富的葉黃素來源)也會降低老年性黃斑變性風險。兩項研究調查的結果相當一緻,表明老年性黃斑變性與葉黃素的攝入量有直接關系。

8.Olmedilla,B.,Granado,F.,Blanco,I.,Vaquero,M.,Cajigal,C.等作了白内障、老年性黃斑變性患者補充葉黃素的長期研究,論文發表于:《JOURNALOFTHESCIENCEOFFOODANDAGRICULTURE》(81(9):904-9092001)。診斷患有白内障(CA)(n=5)和老年性黃斑變性(AMD)(n=5)的患者每周服用3粒(每粒含12mg葉黃素)葉黃素膠囊,AMD平均補充時間為13個月(範圍4-20月),CA的平均時間為26個月(範圍16-36個月)。每3個月采集血樣分析葉黃素水平,同時記錄視力水平。研究表明:3-6個月血清中葉黃素水平顯著提高;視力檢查顯示:視力平均增加0.4,視敏度也提高了。

9.GDagnelie,ISZorge,TMMcDonald作了題目為:通過互聯網研究葉黃素提高視網膜色素變性患者的視功能的研究,論文發表于:《JournaloftheAmericanOptometricAssociation》(71(3):147-1642000)。研究目的:驗證補充葉黃素對視敏度、中心視野以及對視網膜色素變性(RP)患者的視力影響。方法是:通過電子郵件向全球招募參與者。16名參與者(13名RP患者,3名其他視網膜炎患者)經過26周補充葉黃素(前9周40mg/天,以後20mg/天),參與者通過電腦屏幕自測視敏度和牆上的挂圖自測中心視野的擴展。結果:參與者的視敏度平均提高0.75dB,中心視野隻有原來補充過葉黃素的患者能大大提高(0.55dB)。

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