玉米黃色素的功能和生產

玉米黃色素主要由葉黃素（C21H30O2，lutein）、玉米黃質（C40H56O2，zeaxanthin）和隱黃質（C40H50O，cryptoxanthin）等類胡蘿卜素所組成，是許多植物中廣泛存在的一類天然色素，也是人體所必需的一類化合物。

　　玉米黃色素是一種天然的食品著色劑，它既是一種天然色素，又是生產保健食品的添加劑，它們作為天然色素已被歐美等許多國家批準為食用色素，在玉米子粒中含有約0．01～0．9mg／100g。由于對人工合成色素和有關添加劑潛在影響的不確定性，因而在崇尚自然的今天，這類天然的食品添加劑廣泛受到歡迎。

　　玉米黃色素的分析方法

　　由于玉米黃色素中各種類胡蘿卜素的種類較多，且結構相近或相似，因而對玉米黃色素的分析方法的研究一直是各國研究的和熱點。目前分析玉米黃色素等類胡蘿卜素常用的方法是RP－HPLC，在文獻中已有17種流動相系統和6種具有不同顆粒尺寸和孔徑的RP－HPLC柱來鑒定分析玉米黃色素中的葉黃素、玉米黃質和隱黃素等類胡蘿卜素，在此基礎上，Huck牞C．W研究了一種新的流動相（乙腈、甲醇、氯仿和正庚烷）用來分離包括玉米黃質和隱黃素在內的多種類胡蘿卜素，采用RP－HPLC和RP－HPLC－MS－MS系統，所使用的是C18柱。Dachtler，M等人采用HPLC－MS和HPLC－NMR來分離和鑒定植物和組織樣品中的葉黃素和玉米黃質，因為C30柱在構型的選擇性方面要強于C18柱，所以HPLC采用了C30柱來取代C18柱。研究人員研究了一種改進的方法，從人乳中萃取主要的類胡蘿卜素（玉米黃質、β－隱黃質、α－胡蘿卜素、番茄紅素、α－生育酚、維生素A），類胡蘿卜素先由乙醇和正己烷從人乳中萃取，然后將正己烷蒸發去除，再將混合物皂化、水解，后用正己烷從水解物中萃取類胡蘿卜素，然后用HPLC分離。采用這種方法，玉米黃質的收率顯著提高，所有類胡蘿卜的收率大于90％。研究人員研究了一種同時分析玉米中類胡蘿卜素和生育酚的HPLC方法，運行時間少于22分鐘。采用反相系統來分離玉米黃、β－隱黃質、α－胡蘿卜素、α－生育酚、β－生育酚、γ－生育酚等，檢測器為多通道UV－VIS，其中一個通道用來檢測類胡蘿卜素在450nm的吸收，另外一個用來檢測生育酚在290nm的吸收。研究人員采用LC－MS分析鑒定紅辣椒中的玉米黃質，所采用的是C30反相柱。采用正己烷萃取枸杞中的類胡蘿卜素，然后采用硅色譜分離。研究人員采用HPLC的方法來對類胡蘿卜素進行定性和半定量的分析研究，所采用的檢測器為PDA。研究人員采用HPLC－MS來分析鑒定芒果中的玉米黃質，用MS對芒果中的類胡蘿卜素物質進行定性，然后以SudanⅠ作為內標，以HPLC來進行定量研究。研究人員研究了一種分析測定蔬菜中和血漿中玉米黃質等的HPLC方法，HPLC系統為：C18柱，紫外檢測器，流動相為甲醇－四氫呋喃（95牶5，v／v），流速為1．0ml／min。研究人員研究了幾種中國蔬菜的類胡蘿卜素的含量，采用RP－HPLC系統，梯度洗脫的方法。

　　玉米黃色素的功能

　　近年來，有關玉米黃色素功能的研究越來越引起人們的興趣，主要集中在有關玉米黃色素與眼部疾病、心臟疾病和癌癥的關系上，同時它們的抗氧化性質也是大家所感興趣的。流行病學研究顯示攝入富含類胡蘿卜素（包括玉米黃色素）的蔬菜與癌癥的發生呈現負相關關系，攝入富含類胡蘿卜素的食物可以增進健康，降低患癌癥、心血管、眼部疾病和白內障等的風險。

　　維生素A對眼睛的重要性是人所共知的，近又發現其他的維生素、類胡蘿卜素和微量元素對眼部營養也十分重要，如玉米黃質和葉黃素對眼睛也有保護作用。研究顯示攝入較多的玉米黃質、葉黃素和維生素E的人患眼部黃斑退化（maculardegeneration）的可能性降低。人們研究了玉米黃質和葉黃素對視網膜的保護作用，研究了它們作為光過濾器（lightfilters）的作用和抗氧化活性，以及在飲食中增加玉米黃質和葉黃素的攝入后眼部黃斑色素的增加（macularpigment）。人們認為玉米黃質和葉黃素對健康的益處，認為增加這些類胡蘿卜素的攝入將使人體器官中（特別是眼睛）這類物質的濃度上升，而這些器官中這些類胡蘿卜素濃度的上升能夠降低患慢性疾?。òò變日?、癌癥和心臟病等）的風險。人們認為食物中的葉黃素和玉米黃質對眼部代謝功能有直接的影響，對由于處于氧壓力和高光強度下所引起的嬰兒的視覺損傷具有保護作用。老年性眼部黃斑退化（age－reatedmaculardegeneration）是導致75歲以上人群失明的主要原因，葉黃素和玉米黃質能夠選擇性地在眼部黃斑（macular）積累，并提供黃斑色素（macularpigment）。據悉在一生的飲食中，常吃富含這些類胡蘿卜素的人群患老年性眼部黃斑退化的發生率明顯降低。關于玉米黃質和葉黃素的作用機理，推測可能由于紫外線產生單分子氧對眼睛造成損害，而葉黃素和玉米黃質可以清除它的影響。已經證實葉黃素和玉米黃質是視網膜黃斑區域中存在的惟一類胡蘿卜素，在飲食中攝取的葉黃素和玉米黃質可以影響黃斑色素密度。另外，攝入較多這些類胡蘿卜素的人群的黃斑色素水平較高，降低了患老年性眼部黃斑退化的可能性，葉黃素和玉米黃質還可以降低中老年性失明的風險。

　　一般常見的具抗氧化功效的類胡蘿卜素有番茄紅素（lycopene）、α－胡蘿卜素（alpha－carotene）、β－胡蘿卜素（beta－carotene）、β－隱黃質（beta－cryptoxanthin）、葉黃素（lutein）、玉米黃質（zeaxanthin），玉米黃質還被認為是抗氧化維生素（antioxidantvitamins）中的一種。眼球晶狀體中蛋白的氧化在白內障的形成過程中扮演重要的角色，食物中的抗氧化劑可以起到一定的防護作用，飲食中的抗氧化劑，包括類胡蘿卜素，通過防止眼球晶狀體中蛋白和脂類的氧化，可以降低患老年性白內障（age－relatedcataracts）的風險。通過8年的跟蹤研究發現，男性患白內障的風險由于攝入較多的葉黃素和玉米黃質而降低19％，而攝入較多葉黃素和玉米黃質的女性患白內障的風險降低了22％。類胡蘿卜素和生育酚這些可以防治老年性疾?。╠egenerativedisease）的抗氧化劑在玉米組織中均存在。人們對44種甜玉米和臼齒形玉米中的葉黃素、玉米黃質和生育酚等進行了定性和定量研究，甜玉米中的類胡蘿卜素主要是葉黃素和玉米黃質，生育酚中以γ型占主要部分，玉米種類不同，這些物質的含量會發生相應的變化。人們研究了在體外條件下玉米黃質對低密度脂蛋白（low－densitylipoprotein）氧化的抑制作用，從結果中發現，食物中的這類類胡蘿卜素有助于減緩動脈硬化的進程。討論了飲食中類胡蘿卜素的抗氧化活性及其對老年疾病的防治。在老年性（degenerativediseases）疾病發生過程中氧化對細胞的破壞作用，論述了胡蘿卜素在這類疾病防治過程中的作用；葉黃素和玉米黃質對眼部黃斑退化（maculardegeneration）和動脈硬化的防治；推薦的攝入的水果和蔬菜等。玉米黃色素的抗氧化機理在于它作為類胡蘿卜素所具有的共軛不飽和雙鍵的特性，這一特性使之具有較強與氧反應的能力，可以與氧以及由于氧化而產生的自由基快速反應，阻止了過氧化反應的鏈式傳遞，中斷過氧化的鏈式反應。

　　玉米黃色素還可以作為自由基清除劑和食品中的光保護劑，研究了玉米黃色素的光降解現象，主要描述了玉米黃色素在不同的氧壓力下的降解，采用瞬時吸收光譜來判斷狀態的變化，結果顯示，含羰基玉米黃色素的穩定性要好于不含羰基的，越穩定的玉米黃色素作為食品中的天然抗氧化劑也越有吸引力。人們研究了玉米黃色素清除自由基的行為，隨著玉米黃色素濃度的增高和氧分壓的降低，抗氧化作用更加明顯，玉米黃質可以保護酯類不被氧化。

　　玉米黃色素的制備

　　人們采用超臨界二氧化碳（SCF－CO2）萃取玉米黃質等類胡蘿卜素色素的方法。研究了萃取體積、壓力和助溶劑等的影響，發現較高的萃取體積、萃取壓力和使用助溶劑（如乙醇）可以獲得較高的色素收率。在較低的壓力下，所獲得的色素主要是β胡蘿卜素，而在較高壓力下，則主要是玉米黃質等類胡蘿卜素和少量的β－胡蘿卜素。研究人員以玉米蛋白粉為原料，利用超臨界二氧化碳萃取技術萃取玉米黃色素的工藝，探索了萃取壓力、溫度、分離溫度、分離壓力及操作時間、二氧化碳流量對玉米黃色素萃取率的影響。研究人員由玉米淀粉廠的黃蛋白粉提制食用玉米黃色素，提取率6％左右，大吸收峰446nm左右，發現1％溶液對光敏感，在40℃下較穩定，在低溫下或添加到固體食品中穩定性很好。研究人員研究確立了玉米黃色素提取的方法和工藝條件，其次對對玉米黃色素應用中的各種影響因素進行了分析，提出了應用的佳工藝條件。研究人員介紹了一種對玉米淀粉廠副產品蛋白粉（黃漿粉）生產玉米黃色素的生產方法，采用溶劑萃取的方法。研究人員從浸提溶劑、溫度、時間及提取次數等方面探討了自玉米渣皮中提取玉米黃色素的佳工藝條件，確定了色素提取的工藝路線。