玉米黃色素的功能和生產(chǎn)

玉米黃色素主要由葉黃素（C21H30O2，lutein）、玉米黃質(zhì)（C40H56O2，zeaxanthin）和隱黃質(zhì)（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(chǎn)保健食品的添加劑，它們作為天然色素已被歐美等許多國(guó)家批準(zhǔn)為食用色素，在玉米子粒中含有約0．01～0．9mg／100g。由于對(duì)人工合成色素和有關(guān)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(jié)構(gòu)相近或相似，因而對(duì)玉米黃色素的分析方法的研究一直是各國(guó)研究的和熱點(diǎn)。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(xiàn)中已有17種流動(dòng)相系統(tǒng)和6種具有不同顆粒尺寸和孔徑的RP－HPLC柱來(lái)鑒定分析玉米黃色素中的葉黃素、玉米黃質(zhì)和隱黃素等類胡蘿卜素，在此基礎(chǔ)上，Huck牞C．W研究了一種新的流動(dòng)相（乙腈、甲醇、氯仿和正庚烷）用來(lái)分離包括玉米黃質(zhì)和隱黃素在內(nèi)的多種類胡蘿卜素，采用RP－HPLC和RP－HPLC－MS－MS系統(tǒng)，所使用的是C18柱。Dachtler，M等人采用HPLC－MS和HPLC－NMR來(lái)分離和鑒定植物和組織樣品中的葉黃素和玉米黃質(zhì)，因?yàn)镃30柱在構(gòu)型的選擇性方面要強(qiáng)于C18柱，所以HPLC采用了C30柱來(lái)取代C18柱。研究人員研究了一種改進(jìn)的方法，從人乳中萃取主要的類胡蘿卜素（玉米黃質(zhì)、β－隱黃質(zhì)、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(fā)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(zhì)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(shí)分析玉米中類胡蘿卜素和生育酚的HPLC方法，運(yùn)行時(shí)間少于22分鐘。采用反相系統(tǒng)來(lái)分離玉米黃、β－隱黃質(zhì)、α－胡蘿卜素、α－生育酚、β－生育酚、γ－生育酚等，檢測(cè)器為多通道UV－VIS，其中一個(gè)通道用來(lái)檢測(cè)類胡蘿卜素在450nm的吸收，另外一個(gè)用來(lái)檢測(cè)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(zhì)，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(lái)對(duì)類胡蘿卜素進(jìn)行定性和半定量的分析研究，所采用的檢測(cè)器為PDA。研究人員采用HPLC－MS來(lái)分析鑒定芒果中的玉米黃質(zhì)，用MS對(duì)芒果中的類胡蘿卜素物質(zhì)進(jìn)行定性，然后以SudanⅠ作為內(nèi)標(biāo)，以HPLC來(lái)進(jìn)行定量研究。研究人員研究了一種分析測(cè)定蔬菜中和血漿中玉米黃質(zhì)等的HPLC方法，HPLC系統(tǒng)為：C18柱，紫外檢測(cè)器，流動(dòng)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(guó)蔬菜的類胡蘿卜素的含量，采用RP－HPLC系統(tǒng)，梯度洗脫的方法。

　　玉米黃色素的功能

　　近年來(lái)，有關(guān)玉米黃色素功能的研究越來(lái)越引起人們的興趣，主要集中在有關(guān)玉米黃色素與眼部疾病、心臟疾病和癌癥的關(guān)系上，同時(shí)它們的抗氧化性質(zhì)也是大家所感興趣的。流行病學(xué)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(fā)生呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，攝入富含類胡蘿卜素的食物可以增進(jìn)健康，降低患癌癥、心血管、眼部疾病和白內(nèi)障等的風(fēng)險(xiǎn)。

　　維生素A對(duì)眼睛的重要性是人所共知的，近又發(fā)現(xiàn)其他的維生素、類胡蘿卜素和微量元素對(duì)眼部營(yíng)養(yǎng)也十分重要，如玉米黃質(zhì)和葉黃素對(duì)眼睛也有保護(hù)作用。研究顯示攝入較多的玉米黃質(zhì)、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(zhì)和葉黃素對(duì)視網(wǎng)膜的保護(hù)作用，研究了它們作為光過(guò)濾器（lightfilters）的作用和抗氧化活性，以及在飲食中增加玉米黃質(zhì)和葉黃素的攝入后眼部黃斑色素的增加（macularpigment）。人們認(rèn)為玉米黃質(zhì)和葉黃素對(duì)健康的益處，認(rèn)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(zhì)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?nèi)障、癌癥和心臟病等）的風(fēng)險(xiǎn)。人們認(rèn)為食物中的葉黃素和玉米黃質(zhì)對(duì)眼部代謝功能有直接的影響，對(duì)由于處于氧壓力和高光強(qiáng)度下所引起的嬰兒的視覺(jué)損傷具有保護(hù)作用。老年性眼部黃斑退化（age－reatedmaculardegeneration）是導(dǎo)致75歲以上人群失明的主要原因，葉黃素和玉米黃質(zhì)能夠選擇性地在眼部黃斑（macular）積累，并提供黃斑色素（macularpigment）。據(jù)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(fā)生率明顯降低。關(guān)于玉米黃質(zhì)和葉黃素的作用機(jī)理，推測(cè)可能由于紫外線產(chǎn)生單分子氧對(duì)眼睛造成損害，而葉黃素和玉米黃質(zhì)可以清除它的影響。已經(jīng)證實(shí)葉黃素和玉米黃質(zhì)是視網(wǎng)膜黃斑區(qū)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(zhì)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(zhì)還可以降低中老年性失明的風(fēng)險(xiǎn)。

　　一般常見(jiàn)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(zhì)（beta－cryptoxanthin）、葉黃素（lutein）、玉米黃質(zhì)（zeaxanthin），玉米黃質(zhì)還被認(rèn)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(nèi)障的形成過(guò)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(hù)作用，飲食中的抗氧化劑，包括類胡蘿卜素，通過(guò)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(nèi)障（age－relatedcataracts）的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)8年的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，男性患白內(nèi)障的風(fēng)險(xiǎn)由于攝入較多的葉黃素和玉米黃質(zhì)而降低19％，而攝入較多葉黃素和玉米黃質(zhì)的女性患白內(nèi)障的風(fēng)險(xiǎn)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(duì)44種甜玉米和臼齒形玉米中的葉黃素、玉米黃質(zhì)和生育酚等進(jìn)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(zhì)，生育酚中以γ型占主要部分，玉米種類不同，這些物質(zhì)的含量會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。人們研究了在體外條件下玉米黃質(zhì)對(duì)低密度脂蛋白（low－densitylipoprotein）氧化的抑制作用，從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，食物中的這類類胡蘿卜素有助于減緩動(dòng)脈硬化的進(jìn)程。討論了飲食中類胡蘿卜素的抗氧化活性及其對(duì)老年疾病的防治。在老年性（degenerativediseases）疾病發(fā)生過(guò)程中氧化對(duì)細(xì)胞的破壞作用，論述了胡蘿卜素在這類疾病防治過(guò)程中的作用；葉黃素和玉米黃質(zhì)對(duì)眼部黃斑退化（maculardegeneration）和動(dòng)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(jī)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(qiáng)與氧反應(yīng)的能力，可以與氧以及由于氧化而產(chǎn)生的自由基快速反應(yīng)，阻止了過(guò)氧化反應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鬟f，中斷過(guò)氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

　　玉米黃色素還可以作為自由基清除劑和食品中的光保護(hù)劑，研究了玉米黃色素的光降解現(xiàn)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(shí)吸收光譜來(lái)判斷狀態(tài)的變化，結(jié)果顯示，含羰基玉米黃色素的穩(wěn)定性要好于不含羰基的，越穩(wěn)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(zhì)可以保護(hù)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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(zhì)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(shù)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(shí)間、二氧化碳流量對(duì)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(fā)現(xiàn)1％溶液對(duì)光敏感，在40℃下較穩(wěn)定，在低溫下或添加到固體食品中穩(wěn)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(duì)對(duì)玉米黃色素應(yīng)用中的各種影響因素進(jìn)行了分析，提出了應(yīng)用的佳工藝條件。研究人員介紹了一種對(duì)玉米淀粉廠副產(chǎn)品蛋白粉（黃漿粉）生產(chǎn)玉米黃色素的生產(chǎn)方法，采用溶劑萃取的方法。研究人員從浸提溶劑、溫度、時(shí)間及提取次數(shù)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。