葉黃素的生理功效

    葉黃素著色作用

    葉黃素突出生理作用是其卓越的著色能力 。人們主要把含葉黃素的材料作為飼料添加劑[6],用在家禽、水產動物和鳥的蛋黃、皮膚、羽毛以及肉的著色上 。在世界許多國家和地區,特別是美國和許多亞洲國家的消費者,由于習慣和心理作用,多數人偏愛金黃色或橙紅色的蛋黃,喜歡金黃色皮膚的禽類、軟紅的肉質,并且往往從蛋黃的色澤判斷蛋品的營養價值和新鮮程度 。消費者根據經驗將黃色的皮膚視為肉質和風味較好的肉雞的標志,直接影響產品的售價 。因此在現代養禽業中,飼料公司為迎合市場的需要,往往在飼料中添加超常量的合成商品著色劑,不僅使成本大大增加,且對人類健康不利 。因此,生物來源的含葉黃素和玉米黃素的材料就成為天然飼料著色劑的主要來源,其研究日益受到關注 。在以此為飼料的家禽中,禽蛋上有70%的色素為葉黃素,而且當禽蛋煮熟后其著色效果并無變化 。因為其良好的著色能力和穩定安全等特性,在歐美等國家已經把葉黃素列為食品著色劑,賦予食品美麗的金黃色 。

    葉黃素沉積作用

    近幾年來,對葉黃素和玉米黃素新陳代謝過程及生理活性的研究表明:葉黃素在預防某些疾病方面具有獨特的療效 。葉黃素可以吸收進入人體管(Bowenetal,1997),促進淋巴細胞生長,防止乳瘤的生成(Chewetal,1996)[8] 。年齡關聯性斑點變性ARMD)[9]對于65歲以上的人來說,是成為永遠失明的第一原因 。在西方國家,ARMD是導致后天性失明的首要誘因 。全球有2500萬~3000萬人受其影響 。但是對于此病仍未找有效的治療手段 。但是近幾年來的研究表明,葉黃素和玉米黃素不僅具有預防ARMD的效果,而且被認為對這種眼病具有治療效果 。多項研究表明,葉黃素對于降低白內障和老年性黃斑變性(ARMD)的發病率有積極的作用 。

    Schalch,Hendelman[10]等人先后對視黃斑色素及視網膜進行的研究表明:在眼睛的晶狀體中沒有B2胡蘿卜素,反而存在葉黃素和玉米黃素,該研究發現糾正了以往認為B2胡蘿卜素保護視網膜的錯誤觀點,認識到了葉黃素和玉米黃素在防止老年視黃斑退化和視網膜的氧化性損傷方面的重要作用 。1988年,Goldberg等人報道,老年性視黃斑變性(ARMD)發病率與攝食富含葉黃素的蔬菜、水果之間存在明顯的負相關。研究又證明:血液中葉黃素和玉米黃素的含量高時,形成黃斑變性的危險性降低 。最近有人研究比較了356名患者,他們的視黃斑變性均處于發展時期,年齡在55~80歲之間,在調整了視黃斑有影響的其它因子后,發現攝食葉黃素量最高的病人與攝食量低的病人相比,濕型黃斑變形的危險性降低43%(機會比率0.57,95%置信區間0.35~0.92) 。經常食用菠菜(含大量葉黃素和玉米黃素),黃斑變性的危險性顯著降低(在眼膏中就含有葉黃素的棕櫚酸鹽) 。

    Martin,Pool2Zoble等分別研究證明葉黃素的代謝過程包含一系列氧化還原反應,可以預防和防止氧化性損傷導致的疾病,并減少與年齡有關的老化病的危險(Landrumetal,1997) 。據美國約翰斯霍普金斯大學Wilmer眼科研究的研究人員報道他們讓有視網膜變性疾患的16例患者6個月每日早餐時攝入20c葉黃素增強劑,結果15例視力有大幅度提高 。

    葉黃素抗氧化作用

    葉黃素的藥用價值不僅可以應用在眼部健康,甚至可以擴大到其它的治療領域 。最近的研究結果表明,葉黃素在治療心臟病上有所幫助 。研究者發現在受試者血液中葉黃素含量水平與動脈壁增厚之間的相互關系,并發現葉黃素可以預防動脈壁變厚 。Nishino等對抗癌食物的研究證實了多食富含葉黃素和玉米黃素的蔬菜水果可大大降低癌癥的發病率 。又有發現,葉黃素對EB病毒激活劑TPA有強烈抑制作用。

    對于葉黃素和玉米黃素的抗氧化性機理和對眼睛的保護作用,目前為止還沒有統一明確的解釋 。普遍認為是葉黃素和玉米黃素可通過自由基機理泯滅氧自由基及單態活性氧,分散所吸收的過多能量而達到抗氧化之目的 。其中3-2C上的羥基受臨近雙鍵的影響極易被氧化,42C受臨近雙鍵、羥基的影響被氧化的可能性也比較大 。

    另外,葉黃素具有保護皮膚的作用 。最新研究表明:自然的抗氧化劑黃體素能夠阻止由太陽有害光線引起的皮膚損害,由cornell大學weill醫學院的RiardGranstein博士領導的研究小組表明,黃體素能夠阻止紫外光對動物皮膚產生的負面效應,這個小組同時發現當皮膚暴露在紫外光中時,黃體素的吸收光能夠幫助免疫系統保持正常反應的證據 。關于黃體素對皮膚影響的突破性研究顯了抗氧化劑可能保持皮膚,就象保持眼睛一樣,這項研究的發現對其它一些皮膚免于太陽傷害的產品產生重要的影響 。

    黃體素的應用在我國尚未引起食品界重視,開發黃體素及含黃體素的保健食品將在本世紀的保健食品市場上占有一席之地 。

    葉黃素的生產和研究

    我國在葉黃素的生產和研究方面起步較晚 。20世紀80年代,最初由山東諸城蓮春天然色素提純有限公司引進美國的種子開始在山東等地種植萬壽菊花,并引進墨西哥技術進行提取加工生產葉黃素樹脂 。生產的產品主要出口,進入歐美市場 。現在已經有青島大學天然產物研究所、青島賽特精香料有限公司、青島天然色素廠、青島同鑫天然色素有限公司、邯鄲中進天然色素有限公司等多個生產廠家,2002年產量達1500噸,按每噸13萬元計算,銷售額達到1.95億元,占2002年全國天然色素總產值30%相當可觀 。估計2002年全國葉黃素產量已經超過全球的一半 。目前,我國已經形成了一條葉黃素樹脂的產業鏈 。由萬壽菊花的種植、到萬壽菊花的加工制粒再到葉黃素樹脂的提取,再到葉黃素樹脂的深加工,最后到葉黃素樹脂在飼料、保健品、醫藥上的應用,環環相扣,共同發展 。

    從1831年首次分類胡蘿卜素到本世紀50年代,人們對類胡蘿卜素的研究主要集中在B胡蘿卜素上;僅是近幾年,葉黃素類(Xanthophylls)在抗氧化能力和生物活性方面的更高價值才受到人們關注,對它的研究才日益活躍起來 。1967年,Valadon和Munmery研究認為萬壽菊花中單獨在的葉黃素和玉米黃素210%,環氧類胡羅卜素是主要的色素[15];而Quackenbush和Miller(1972)則認為在分離出的幾種色素中,88)92%是葉黃素(Lutein)和玉米黃素,僅23%環氧色素,更有人認為萃取物中的環氧和氧產物是在工業生產過程中形成的 。這一類問題還有待于人們進行不懈的研究[16] 。

    目前,多種分離新技術的發現,使葉黃素和玉米黃素的生產進入了一個新的發展階段 。青島大學早在98年應用超臨界二氧化碳流體萃取技(SFECO2)從萬壽菊花中萃取葉黃素樹脂或從葉黃素樹脂精制高品質葉黃素獲得成功,并用SFECO2萃取萬壽菊花中的葉黃素的技術已進行了工業生產 。超臨界二氧化碳流體萃取技術(SFECO2)已被用于從玉米蛋白粉中萃取玉米黃色素(主要是葉黃素和玉米黃素),為玉米淀粉行業的綜合利用探索了一條新途徑;發酵培養技術也大有用武之地,小球藻(Chlosella)、綠藻(Chlorcoccum)、衣藻Chlamydomonas)等藻類均富含葉黃素 。培養這些藻類產生葉黃素的方法有好幾個專利申請 。美國GrainProcessing公司用土壤綠藻發酵生產,干燥粉冠以A2Zanth商品用做雞飼料添加劑,工藝過程是將該藻在含有葡萄糖玉米漿、尿素、無機鹽的培養基中,28e培養9d,培養過程中適當添加葡萄糖,可產葉黃素294mg/L 。霍夫曼-羅氏化學公司曾有專利,用核蛋白小球藻的一株嗜熱菌種A119Logos于35e培養四天產葉黃素207mg/L,但并未工業化 。重組基因技術為構建高產菌株開拓了新途徑 。Luetke2Brinkhaus將草生歐氏文菌(E.herbicola)因克隆入大腸桿菌中,激活酶的活性,并經過載體轉化,可產玉米黃素5%,很有應用前景 。最近有一則美國專利報道經過基因重組的土壤綠藻的高產菌株可產玉米黃素0.65%(W/W) 。

    葉黃素的應用和發展

早在20世紀90年代,在歐洲和美國,已經批準了萬壽菊花提取物成為允許的食品著色劑 。目前,在美國和歐洲,多家公司正在致力于研究葉黃素的藥用價值,并且已經開發了添加葉黃素和玉米黃素的用于治療眼病的藥膏 。現在正在開發含有葉黃素的/超視力飲料0,對于預防和治療眼部疾病有很好效果 。在這方面,美國的建明(Kemin)公司、胡茲制造公司、瑞士的羅氏(ROCHE)公司處于研究的前沿 。瑞士羅氏公司近日推出兩種新型葉黃素劑型,分別為葉黃素5%CWS(冷水擴散性干粉)和葉黃素5%TG/P(藥用片劑型) 。該產品可用作食品添加劑 。

    國內,以萬壽菊花提取的葉黃素樹脂經皂化作用后制成動物飼料著色劑代替進口化學合成的動物飼料(例如加麗黃等)已有5至10年的歷史 。青島大學率先申請了葉黃素方面的國家發明專利,并形成了保健品級原料)))葉黃素粉末,含量達到50克/公斤)200克/公斤 。廣州范樂醫藥科技有限公司生產葉黃素為主的維視保軟膠囊保健品,已經面世 。