玉米黄色素的功能和生产

玉米黄色素主要由叶黄素（C21H30O2，lutein）、玉米黄质（C40H56O2，zeaxanthin）和隐黄质（C40H50O，cryptoxanthin）等类胡萝卜素所组成，是许多植物中广泛存在的一类天然色素，也是人体所必需的一类化合物。

　　玉米黄色素是一种天然的食品着色剂，它既是一种天然色素，又是生产保健食品的添加剂，它们作为天然色素已被欧美等许多国家批准为食用色素，在玉米子粒中含有约0．01～0．9mg／100g。由于对人工合成色素和有关添加剂潜在影响的不确定性，因而在崇尚自然的今天，这类天然的食品添加剂广泛受到欢迎。

　　玉米黄色素的分析方法

　　由于玉米黄色素中各种类胡萝卜素的种类较多，且结构相近或相似，因而对玉米黄色素的分析方法的研究一直是各国研究的和热点。目前分析玉米黄色素等类胡萝卜素常用的方法是RP－HPLC，在文献中已有17种流动相系统和6种具有不同颗粒尺寸和孔径的RP－HPLC柱来鉴定分析玉米黄色素中的叶黄素、玉米黄质和隐黄素等类胡萝卜素，在此基础上，Huck牞C．W研究了一种新的流动相（乙腈、甲醇、氯仿和正庚烷）用来分离包括玉米黄质和隐黄素在内的多种类胡萝卜素，采用RP－HPLC和RP－HPLC－MS－MS系统，所使用的是C18柱。Dachtler，M等人采用HPLC－MS和HPLC－NMR来分离和鉴定植物和组织样品中的叶黄素和玉米黄质，因为C30柱在构型的选择性方面要强于C18柱，所以HPLC采用了C30柱来取代C18柱。研究人员研究了一种改进的方法，从人乳中萃取主要的类胡萝卜素（玉米黄质、β－隐黄质、α－胡萝卜素、番茄红素、α－生育酚、维生素A），类胡萝卜素先由乙醇和正己烷从人乳中萃取，然后将正己烷蒸发去除，再将混合物皂化、水解，后用正己烷从水解物中萃取类胡萝卜素，然后用HPLC分离。采用这种方法，玉米黄质的收率显著提高，所有类胡萝卜的收率大于90％。研究人员研究了一种同时分析玉米中类胡萝卜素和生育酚的HPLC方法，运行时间少于22分钟。采用反相系统来分离玉米黄、β－隐黄质、α－胡萝卜素、α－生育酚、β－生育酚、γ－生育酚等，检测器为多通道UV－VIS，其中一个通道用来检测类胡萝卜素在450nm的吸收，另外一个用来检测生育酚在290nm的吸收。研究人员采用LC－MS分析鉴定红辣椒中的玉米黄质，所采用的是C30反相柱。采用正己烷萃取枸杞中的类胡萝卜素，然后采用硅色谱分离。研究人员采用HPLC的方法来对类胡萝卜素进行定性和半定量的分析研究，所采用的检测器为PDA。研究人员采用HPLC－MS来分析鉴定芒果中的玉米黄质，用MS对芒果中的类胡萝卜素物质进行定性，然后以SudanⅠ作为内标，以HPLC来进行定量研究。研究人员研究了一种分析测定蔬菜中和血浆中玉米黄质等的HPLC方法，HPLC系统为：C18柱，紫外检测器，流动相为甲醇－四氢呋喃（95牶5，v／v），流速为1．0ml／min。研究人员研究了几种中国蔬菜的类胡萝卜素的含量，采用RP－HPLC系统，梯度洗脱的方法。

　　玉米黄色素的功能

　　近年来，有关玉米黄色素功能的研究越来越引起人们的兴趣，主要集中在有关玉米黄色素与眼部疾病、心脏疾病和癌症的关系上，同时它们的抗氧化性质也是大家所感兴趣的。流行病学研究显示摄入富含类胡萝卜素（包括玉米黄色素）的蔬菜与癌症的发生呈现负相关关系，摄入富含类胡萝卜素的食物可以增进健康，降低患癌症、心血管、眼部疾病和白内障等的风险。

　　维生素A对眼睛的重要性是人所共知的，近又发现其他的维生素、类胡萝卜素和微量元素对眼部营养也十分重要，如玉米黄质和叶黄素对眼睛也有保护作用。研究显示摄入较多的玉米黄质、叶黄素和维生素E的人患眼部黄斑退化（maculardegeneration）的可能性降低。人们研究了玉米黄质和叶黄素对视网膜的保护作用，研究了它们作为光过滤器（lightfilters）的作用和抗氧化活性，以及在饮食中增加玉米黄质和叶黄素的摄入后眼部黄斑色素的增加（macularpigment）。人们认为玉米黄质和叶黄素对健康的益处，认为增加这些类胡萝卜素的摄入将使人体器官中（特别是眼睛）这类物质的浓度上升，而这些器官中这些类胡萝卜素浓度的上升能够降低患慢性疾病（包括白内障、癌症和心脏病等）的风险。人们认为食物中的叶黄素和玉米黄质对眼部代谢功能有直接的影响，对由于处于氧压力和高光强度下所引起的婴儿的视觉损伤具有保护作用。老年性眼部黄斑退化（age－reatedmaculardegeneration）是导致75岁以上人群失明的主要原因，叶黄素和玉米黄质能够选择性地在眼部黄斑（macular）积累，并提供黄斑色素（macularpigment）。据悉在一生的饮食中，常吃富含这些类胡萝卜素的人群患老年性眼部黄斑退化的发生率明显降低。关于玉米黄质和叶黄素的作用机理，推测可能由于紫外线产生单分子氧对眼睛造成损害，而叶黄素和玉米黄质可以清除它的影响。已经证实叶黄素和玉米黄质是视网膜黄斑区域中存在的惟一类胡萝卜素，在饮食中摄取的叶黄素和玉米黄质可以影响黄斑色素密度。另外，摄入较多这些类胡萝卜素的人群的黄斑色素水平较高，降低了患老年性眼部黄斑退化的可能性，叶黄素和玉米黄质还可以降低中老年性失明的风险。

　　一般常见的具抗氧化功效的类胡萝卜素有番茄红素（lycopene）、α－胡萝卜素（alpha－carotene）、β－胡萝卜素（beta－carotene）、β－隐黄质（beta－cryptoxanthin）、叶黄素（lutein）、玉米黄质（zeaxanthin），玉米黄质还被认为是抗氧化维生素（antioxidantvitamins）中的一种。眼球晶状体中蛋白的氧化在白内障的形成过程中扮演重要的角色，食物中的抗氧化剂可以起到一定的防护作用，饮食中的抗氧化剂，包括类胡萝卜素，通过防止眼球晶状体中蛋白和脂类的氧化，可以降低患老年性白内障（age－relatedcataracts）的风险。通过8年的跟踪研究发现，男性患白内障的风险由于摄入较多的叶黄素和玉米黄质而降低19％，而摄入较多叶黄素和玉米黄质的女性患白内障的风险降低了22％。类胡萝卜素和生育酚这些可以防治老年性疾病（degenerativedisease）的抗氧化剂在玉米组织中均存在。人们对44种甜玉米和臼齿形玉米中的叶黄素、玉米黄质和生育酚等进行了定性和定量研究，甜玉米中的类胡萝卜素主要是叶黄素和玉米黄质，生育酚中以γ型占主要部分，玉米种类不同，这些物质的含量会发生相应的变化。人们研究了在体外条件下玉米黄质对低密度脂蛋白（low－densitylipoprotein）氧化的抑制作用，从结果中发现，食物中的这类类胡萝卜素有助于减缓动脉硬化的进程。讨论了饮食中类胡萝卜素的抗氧化活性及其对老年疾病的防治。在老年性（degenerativediseases）疾病发生过程中氧化对细胞的破坏作用，论述了胡萝卜素在这类疾病防治过程中的作用；叶黄素和玉米黄质对眼部黄斑退化（maculardegeneration）和动脉硬化的防治；推荐的摄入的水果和蔬菜等。玉米黄色素的抗氧化机理在于它作为类胡萝卜素所具有的共轭不饱和双键的特性，这一特性使之具有较强与氧反应的能力，可以与氧以及由于氧化而产生的自由基快速反应，阻止了过氧化反应的链式传递，中断过氧化的链式反应。

　　玉米黄色素还可以作为自由基清除剂和食品中的光保护剂，研究了玉米黄色素的光降解现象，主要描述了玉米黄色素在不同的氧压力下的降解，采用瞬时吸收光谱来判断状态的变化，结果显示，含羰基玉米黄色素的稳定性要好于不含羰基的，越稳定的玉米黄色素作为食品中的天然抗氧化剂也越有吸引力。人们研究了玉米黄色素清除自由基的行为，随着玉米黄色素浓度的增高和氧分压的降低，抗氧化作用更加明显，玉米黄质可以保护酯类不被氧化。

　　玉米黄色素的制备

　　人们采用超临界二氧化碳（SCF－CO2）萃取玉米黄质等类胡萝卜素色素的方法。研究了萃取体积、压力和助溶剂等的影响，发现较高的萃取体积、萃取压力和使用助溶剂（如乙醇）可以获得较高的色素收率。在较低的压力下，所获得的色素主要是β胡萝卜素，而在较高压力下，则主要是玉米黄质等类胡萝卜素和少量的β－胡萝卜素。研究人员以玉米蛋白粉为原料，利用超临界二氧化碳萃取技术萃取玉米黄色素的工艺，探索了萃取压力、温度、分离温度、分离压力及操作时间、二氧化碳流量对玉米黄色素萃取率的影响。研究人员由玉米淀粉厂的黄蛋白粉提制食用玉米黄色素，提取率6％左右，大吸收峰446nm左右，发现1％溶液对光敏感，在40℃下较稳定，在低温下或添加到固体食品中稳定性很好。研究人员研究确立了玉米黄色素提取的方法和工艺条件，其次对对玉米黄色素应用中的各种影响因素进行了分析，提出了应用的佳工艺条件。研究人员介绍了一种对玉米淀粉厂副产品蛋白粉（黄浆粉）生产玉米黄色素的生产方法，采用溶剂萃取的方法。研究人员从浸提溶剂、温度、时间及提取次数等方面探讨了自玉米渣皮中提取玉米黄色素的佳工艺条件，确定了色素提取的工艺路线。