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叶黄素浸膏纯化方法研究

1.前言

叶黄素[1]（lutein），一种胡萝卜素，存在于人血液中，具有抗氧化性，在水

果、蔬菜、花卉中含量很高。叶黄素不仅能够减少来自手机、电视、电脑等电子

产品带来的辐射以及长时间紫外线照射的伤害，还是预防各种疾病的有效良药，

如，AMD（老年性黄斑变性）症、肌体衰老而引起的心血管硬化、白内障、冠

心病和肿瘤等疾病；适当的摄入叶黄素可以增强肌体的免疫力，治疗和预防白内

障、老年性视网膜黄斑变性等因氧化性损伤导致的眼部疾病[2-6]，是叶黄素的独

特之处。此外，作为食品添加剂，叶黄素有着稳定的着色能力，用于饲料中，不

但能够提高动物肉质和蛋的品质，还可以给动物补充营养[7]。因此，叶黄素在

保健品、动物饲料、化妆品、以及医药等方面有着广阔的市场。此外，叶黄素还

有着“植物黄金”的称号。国际市场上叶黄素十分昂贵，1g的叶黄素和1g的黄金

等价。叶黄素的诸多功效造成了它的市场前景必然十分广阔。

万寿菊是最好的叶黄素来源。但是游离的叶黄素在万寿菊中的含量很低，大

部分与软脂酸、肉桂酸、肉豆蔻酸等脂肪酸酯化，以叶黄素酯的形式存在。万寿

菊中的叶黄素和叶黄素酯约占其所含类胡萝卜素的70%左右。因此，需要加入金

属强碱。通过金属强碱的作用使万寿菊中的叶黄素酯因发生皂化反应而转变为叶

黄素晶体。游离的叶黄素在人和动物体内可以直接被吸收，而叶黄素酯则不易被

吸收[8]；而且游离的叶黄素在人和动物体内的生物利用率比叶黄素酯高。所以，

叶黄素的分离和提纯一直是人们研究的热点之一。

1.1叶黄素的结构与理化性质

1.1.1叶黄素的结构

叶黄素（见图1）是一种萜类化合物，它的分子式为C40H56O2。叶黄素的

结构复杂，是由一条C18原子的共轭链和两个六元碳环组成。叶黄素有反式和

顺式之分[9]，反式叶黄素比顺式更稳定，自然界中的叶黄素都是以反式为主。

图1叶黄素的结构

1.1.2叶黄素酯的结构

植物中的叶黄素主要是以与软脂酸、肉桂酸、肉豆蔻酸等脂肪酸酯化的形式

存在的。其结构见图二。

图2叶黄素酯的结构

1.1.3叶黄素的理化性质

叶黄素为黄色棱状结晶，略带干草味，易溶于极性较低的有机溶剂，不溶于

水。叶黄素晶体在高温、光照下，会发生降解或氧化[10]。李大婧[11]等人通过

研究发现叶黄素酯相对于叶黄素晶体，在相同的光、热条件下较稳定；在强酸性

的条件下，叶黄素晶体和叶黄素酯都会受到破坏，而叶黄素晶体和叶黄素酯在中

性和碱性的环境中较稳定；Cu2+、Fe2+、Fe3+能够破坏叶黄素晶体和叶黄素酯，

而K+、Ga2+、Na+、Mg2+、Zn2+等离子则不能对叶黄素晶体和叶黄素酯造成

破坏。所以，叶黄素的提取和保存应该在避光、低温的条件下进行。从叶黄素的

结构可以看出，叶黄素的结构复杂，通过人工化学合成难以实现，所以迄今为止，

叶黄素主要是从自然界中提取获得。

1.2叶黄素的提取方法

万寿菊是叶黄素的主要来源。万寿菊花有着叶黄素、β-胡萝卜素、玉米黄素

和大量的叶黄素酯等丰富的类胡萝卜素化合物。从万寿菊中提取叶黄素的主要方

法[12-13]有：微波提取法[14]，有机溶剂萃取法，膜分离法，干燥法，超临界CO2

萃取法[15-16]。

1.3叶黄素浸膏的纯化

现今，叶黄素的产业研究主要分为三个环节：由万寿菊粉碎加工成万寿菊颗

粒；万寿菊颗粒经溶剂萃取得到叶黄素浸膏；及叶黄素浸膏经皂化，纯化后得到

叶黄素。其中，由万寿菊粉碎加工成万寿菊颗粒，进而经溶剂萃取得叶黄素浸膏

技术已经比较成熟。而得到高纯度的叶黄素的技术，并且使之工业化，还不是很

成熟。为此，国内多所大学及多家公司均展开了高纯度叶黄素的研究工作，其中

河北晨光天然色素有限公司，曾找到了一种从万寿菊油树脂中制备高纯度叶黄素

晶体的方法，可以得到90%纯度的叶黄素晶体[17]。但是这种方法价格代价较高，

且难以实现工业化。据了解，目前大多企业的主要技术都还停留在叶黄素浸膏阶

段。现今的纯天然叶黄素或晶体，主要是通过叶黄素浸膏加工得到的。

表1叶黄素浸膏中的主要成分（%）反式叶黄素70顺式叶黄素20环氧化物

0.58不皂化物1.02其他8.4

叶黄素酯是不容易被人体吸收的，且大多数的功能性食品添加剂在叶黄素的

纯度上要求较高，用于医药方面则纯度要求更高，所以开发