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在大自然的植物、藻类等生物中存在着一种人类和大部分动物都没有办法自己合成的物质——
类胡萝卜素
（carotenoids），而叶黄素就是类胡萝卜素的一种。虽然目前已知的类胡萝卜素有600余种
[2]
，但是只有很少一部分可以被人体组织吸收利用，其中，就包括叶黄素。
广义的叶黄素是指类胡萝卜素叶黄素类（carotenoids xanthophy II），而它又包括了叶黄素（Lutein）及其同分异构体玉米黄素（Zeaxanthin）和内旋玉米黄素（mesozeaxanthin）等。虽然它们的名字不同，但本质上都属于叶黄素类（xanthophy II），而且可以互相转化并达到一定的比例共存
[3]
。天然叶黄素的主要工业来源是提取和皂化万寿菊中的叶黄素酯获得叶黄素单体
[4]
。
叶黄素作为具有多重生物活性的天然植物色素，已经在食品、药品与化妆品中广泛应用，但是由于叶黄素大部分为不饱和结构，导致叶黄素水溶性及稳定性差，极易降解失活，口服生物利用度低，大大影响其功效的发挥
[5]
。1g叶黄素等于1g黄金的价值
[6]
，被赋予“植物黄金”的美誉。
- 中文名
- 叶黄素 [1]
- 外文名
- Lutein
- 别 名
- 万寿菊提取物/葉黃素/β,ε-9-胡萝烯-3-3'-二醇/9-胡萝烯-3-3'-二醇/胡萝卜醇
- 化学式
- C 40 H 56 O 2
- 分子量
- 568.871
- CAS登录号
- 127-40-2
- EINECS登录号
- 204-840-0
- 熔 点
- 183 ℃
- 沸 点
- 702.3 ℃
- 水溶性
- 不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯
- 密 度
- 0.9944 g/cm³
- 外 观
- 淡黄色-棕色,粘性液体
- 闪 点
- 269.1 ℃
- 应 用
- 食品着色、造纸、印染、抗氧化等
- 安全性描述
- S26；S37/39
- UN危险货物编号
- UN1170 - class 3 - PG 2 - Ethanol, solution
- 风险声明（欧洲）
- R36/37/38
- 危害码（欧洲）
- Xi
叶黄素的分子结构
播报
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叶黄素的分子结构
[7]
应用
播报
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叶黄素的功能作用
[7]
1.预防肥胖相关疾病
[7]
叶黄素可以抑制前脂肪细胞增殖分化，起到降脂的作用。具体为抑制负责激活脂肪细胞的转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPARγ）的活性。PPARγ的活化可下调炎症因子，如TNF-α、LP和白细胞介素-6(IL-6）的表达，并诱导脂联素（一种使肝脏和肌肉对胰岛素敏感的脂肪因子）的表达，进而调节胰岛素的敏感性，干预脂肪细胞分化，发挥降脂作用。
2.改善年龄相关性黄斑变（AMD）患者和健康人的视觉功能
[8]
叶黄素是视网膜黄斑中的主要类胡萝卜素，可在一定程度上过滤进入人眼视网膜的蓝光，有效降低视觉损害，同时抑制氧自由基的活性，阻止氧自由基对视细胞的破坏。AMD的确切病因还不明确，可能与遗传、长期光损害、代谢及营养功能障碍等因素有关。补充叶黄素和玉米黄质可以改善早期AMD患者中央视网膜的早期功能异常。
3.降低健康人群心血管疾病发病风险
[8]
叶黄素具有良好的抗氧化能力，能有效抑制动脉粥样硬化进程中的氧化应激反应，从而减轻炎症反应和减少组织细胞的氧化损伤。叶黄素的摄入量、血中或脂肪组织中叶黄素的水平高，心血管疾病发生风险会降低。
4.减缓正常人紫外线诱导的皮肤损伤
[8]
叶黄素具有抗氧化、抑制脂氧酶的功能，可以减少紫外线对皮肤照射造成的红斑、老化、皮肤的灼伤甚至皮肤癌。
5.为蛋黄、家禽和鸡饲料着色
[9]
叶黄素着色力强，能够增加鸡蛋的孵化，增加禽类的繁殖率。在世界许多国家和地区,特别是美国和许多亚洲国家的消费者,由于习惯和心理作用,多数人偏爱金黄色或橙红色的蛋黄,喜欢金黄色皮肤的禽类、软红的肉质,并且往往从蛋黄的色泽判断蛋品的营养价值和新鲜程度。消费者根据经验将黄色的皮肤视为肉质和风味较好的肉鸡的标志,直接影响产品的售价。因此在现代养禽业中,饲料公司为了迎合市场的需要,往往在饲料中添加超常量的合成商品着色剂,不仅使成本大大增加,且对人类健康不利
[2]
，所以叶黄素还是一种没有副作用的天然色素，能够为蛋黄、家禽和鸡饲料着色。因其安全和营养性功能符合市场的需求，因此被各国广泛应用于饲料着色。
6.抗癌功能
叶黄素属于类胡萝卜素，有着特殊的生理活性，能够抑制人体肿瘤的生长
[10]
，可以抵御多种癌症，如皮肤癌、乳腺癌、结肠癌等。
影响稳定性因素
播报
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环境因素对叶黄素稳定性的影响
[7]
氧气
由于叶黄素含有许多不饱和双键，且两个紫罗酮环均连有羟基，因此叶黄素发生降解最常见的原因是氧化。水果和蔬菜干燥过程中，叶黄素暴露在空气中，可能会发生氧化，导致叶黄素发生异构化。研究发现
[11]
，叶黄素在加工过程中除了会发生最基本的环氧化、羟基化外，叶黄素多烯链的直接断裂还会形成无色的小分子化合物，同时叶黄素的生物活性也会丧失。
[7]
温度
热处理下菠菜的细胞壁和细胞膜会发生破坏，促使叶黄素溶出，全反式构象会部分转变成顺式结构（9-顺式和13-顺式叶黄素），其稳定性下降，从而导致叶黄素的降解，生物活性降低。
[7]
pH
不同的pH条件下，叶黄素会产生不同的变化，低于4.0或高于8.0的极端pH值情况下，叶黄素会发生去酯化和顺/反异构化，导致叶黄素发生降解，因此叶黄素适合在中性条件下保存及反应
[12]
。
光照
光照对于叶黄素具有明显的降解作用，这是由于光加速叶黄素分子链的氧化，载色体降解断裂，形成低分子量化合物，使叶黄素失去颜色。同时，叶黄素的共轭多烯链发生去质子化、失去电子的同时叶黄素的稳定性降低
[5]
。
提取方法
播报
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目前,叶黄素的提取方法主要有干燥法、萃取法、微波提取法、浸提法、超声波法、酶辅助提取法等
[13]
。
干燥法
用一种新型转桶式干燥机，捶击和干燥万寿菊，并从中得到叶黄素。当捶击比率不同时，捶击效率在70%～90%之间波动。叶黄素的多少取决于干燥时间的长短;在干燥时间相同的情况下，60℃下干燥所得到的叶黄素含量比70℃下多
[14]
。
萃取法
用超临界CO
2
从万寿菊中提取叶黄素，是将万寿菊鲜花经发酵、干燥、粉碎后作为原料，以乙醇作夹带剂，用超临界CO
2
萃取万寿菊浸膏，将万寿菊花浸膏经过氢氧化钾皂化，最终得到水溶性天然食用色素叶黄素树脂的方法
[14]
。采用超临界CO
2
萃取法获得的叶黄素没有溶剂的残留、减少了提取过程中对人体的毒害和对环境的污染，使用CO
2
气体价廉易得、无毒、安全性好、成本低、分离容易、萃取速度快。萃取法法具有工艺简单、能耗低、环保及产品纯度高、色调正、耐热耐光性好、色泽稳定等优点。
微波提取法
微波是一种瞬时穿透式的加热方式，在微波场的作用下破碎植物细胞壁，从而加快萃取速率和有效地提高产率
[15]
。
浸提法
其工艺主要包括原料前处理、破碎、浸提、过滤、浓缩、干燥等，所用溶剂根据色素及原料的不同而有所不同
[16]
，一般使用四氢呋喃进行处理。
超声波法
超声波能产生并传递强大的能量，高能量的超声波作用在液体里，当液体处于稀疏状态时，液体会被撕裂成很多小的空穴，这些空穴一瞬间就闭合，闭合时产生瞬间高压，即产生空化效应。超声波的空化效应产生的极大压力造成被粉碎物细胞壁及整个生物体的破碎，而且整个破碎过程在瞬间完成。同时，超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散及溶解，有利于胞内有效成分的提取
[17]
。超声波法可以使万寿菊花中的叶黄素充分溶出，提高溶出速度，缩短提取时间，提取效率高，免去了高温对提取成分的影响，节省了溶剂的消耗，已经逐渐替代了传统的提取方法。
酶辅助提取法
酶辅助提取法是利用纤维素酶处理万寿菊等叶黄素含量高的细胞壁，破坏细胞壁的结构，使有机溶剂能很快的进入细胞，便于提取
[18]
。酶辅助提取法由于酶介质具有活性，因此能够提高叶黄素的萃取率。
