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玉米黃素亦稱“玉米黃質”。葉黃素類脂溶性色素成分。為β-胡蘿卜素的二羥基衍生物。化學式C40H56O2。熔點204～206℃。不溶于水，易溶于石油醚。茶葉中的含量為0.074～0.144毫克/克，隨葉片成熟度的提高而增加，中國種中的含量高于阿薩姆種。在紅茶制造中氧化降解為3-羥基-β-紫羅酮和3-羥基-α-紫羅酮，參與紅茶香氣、外形色澤和葉底色澤形成。
玉米黃素的用途非常廣泛，其主要性能在于它的著色性和抗氧化性。
1. 玉米黃素的著色作用
玉米黃素分子中的2個六元碳環上的1個含氧基團使其具有較大的穩定性，使它在被腸道吸收后不能轉化為VA，仍保持其原來的顏色和分子結構，具有較強的著色能力。在家禽工業中，玉米黃素作為一種經濟高效的著色劑受到生產者的青睞。玉米黃素用作飼料添加劑，可有效地改善動物營養狀況、蛋黃、家禽肉類及皮膚等色澤。在肉禽體內，玉米黃素沉積于爪、喙及皮下脂肪中使其著色，提高家禽胴體品質。在產蛋家禽的體內，玉米黃素沉積于卵黃中使其呈黃色，提高了蛋的品質，并增加其營養價值。在食品工業中，玉米黃素作為一種天然著色劑除了可為食品增加具有誘人食欲的色澤外，同時又具有抗氧化活性，可防止食品中脂質和維生素的氧化，保持食品的營養物質和風味不因氧化而破壞，延長食品的保鮮期。
2. 玉米黃素的抗氧化作用
氧化損傷是由于抗氧化保護和自由基代謝不平衡所引起的，可以導致很多疾病，如心血管、癌癥、衰老、炎癥反應、白內障及一系列神經系統疾病。早在30多年前，研究者就發現B一胡蘿卜素具有淬滅單線態氧的能力。隨著研究的不斷進行，人們發現，不僅B一胡蘿卜素具有抗氧化能力，大多數類胡蘿卜素都具有抗氧化能力。類胡蘿卜素分子的化學結構與它們的抗氧化活性有著密切的關系，氧化活性的大小取決于其分子結構中共軛雙鍵的數目和尾端基團的結構。玉米黃素分子中擁有11個共軛雙鍵且尾端基團上帶有羥基，這種結構使得它們具有較強的抗氧化能力。在體內，玉米黃素雖然不能轉化為VA，不具有VA活性，但卻是人體可利用的重要的強抗氧化劑，可通過淬滅單線態氧清除自由基等抗氧化行為來保護機體組織細胞，以降低某些疾病發生的危險。
3. 玉米黃素的視覺保護作用
葉黃素和玉米黃素在減少與衰老相關聯的黃斑退化和白內障等嚴重眼疾發生中起重要作用。據美國統計，40歲以上成年人視力下降的主要原因之一是“增齡性黃斑變性癥”(Age—relat.edMacularDegeneration-AMD)及其眼病(一種老年性角膜渾濁所至的盲眼病)，2001年美國AMD癥患者約有1，400萬人。對AMD患者365人和健康者520人進行研究，凡攝食富含葉黃素和玉米黃素的黃綠色蔬果者，患AMD癥危險性明顯下降。有關黃斑變性的病理生理學，近年來提出丁一些理論。這些理論認為黃斑變性的產生與高能短波光和紫外線、可見光的輻射有關。研究表明，葉黃素和玉米黃素以高濃度存在于人眼底黃斑中，可作為近紫外藍光的吸收劑行使保護功能。光線到達眼睛的視桿細胞與視錐細胞之前必先通過高濃度的葉黃素和玉米黃素層，其可吸收光線而防止黃斑氧化損傷，以保護黃斑免遭破壞。白內障是由于晶狀體透明度下降、渾濁而導致視力障礙的一種疾病。有研究發現，抗氧化維生素類胡蘿卜素(玉米黃素)和自由基清除劑具有抗白內障的作用。在眼睛的晶狀體中存在玉米黃素，它能淬滅單線態氧，能間接地減少晶狀體蛋白的氧脅強，從而防止白內障的形成。
1. 食品保鮮劑
將玉米黃色素、胡蘿卜素、隱黃素、葉黃素、玉米黃素)與常用的合成抗氧化劑(BHT)在抗氧化能力上進行比較，結果顯示在氧化的最初一段時間內，玉米黃色素的抗氧化能力強于BHT。玉米黃素的抗氧化活性，可防止食品中脂質和維生素的氧化，保持食品的營養物質和風味不因氧化而破壞，延長食品的保鮮期，因而玉米黃素是一種十分理想的天然食品保鮮劑。目前生產上將玉米黃素常用于固體食品中。
2. 天然著色劑
應用安全無毒的天然食用色素代替合成食用色素食品是工業發展的趨勢。玉米黃素本身就是食物中的正常成分，玉米黃素分子中的2個六元碳環上的1個含氧基團使其具有較大的穩定性，有較強的著色能力；同時兼有營養強化或一定藥理作用，調節人體代謝有積極作用，符合天然食品添加劑“天然”、“營養”、“多功能”的發展方向。但是玉米黃素作為天然色素比合成色素價格高，充分利用廉價的天然資源制取玉米黃素食用色素，降低其生產成本，才能更好推廣運用天然食用色素。
1. 溶液直接分離提取
1）直接浸提提取工藝
有機溶劑分離提取法的主要特點是提取工序比較簡單，提取率較高，工藝中過濾得到的濾渣可以二次浸提，蒸餾后得到的溶劑可以回收再循環抽提利用。目前對于玉米蛋白粉中玉米黃素的提取已經比較成熟，主要是將玉米蛋白粉烘干，粉碎，加入95乙醇，反復浸泡提取數次，將蛋白粉黃色提取到無色為止，收集浸泡液進行真空濃縮，即得深紅色液體色素產品，用結晶化方法分離得到玉米黃素(以上操作均應在避光條件下進行)。此方法特別要對提取時間的掌握，時間過短提取就不充分，提取時間過長，容易沉積其它的雜質影響純度。
2）酶法提取
植物體中類胡蘿卜素與蛋白質一般以結合的狀態存在，采用傳統的直接浸提法，濃縮后得到玉米黃色素粗制品中含有一定的醇溶蛋白，不利于最后玉米黃素的純化。采用酶法提取玉米黃色素，就是利用蛋白酶使部分蛋白質水解，拆散蛋白質的網絡結構，不僅可以提高玉米黃色素的提取速率，而且可得到較高純度的玉米黃色素。
3）超聲波提取
超生波提取玉米黃素，也是在直接浸提法的基礎上，以超聲波為輔助，提高玉米黃素的得率。超聲輻射的提取過程中，超聲場聲能量產生超聲空化作用，大大加快了內擴散速度，同時對固體顆粒表面進行剝離、凹蝕和粉碎作用，創造了新的活性表面，使傳質比表面積增大，從而提高提取速度。以95％乙醇作為提取溶劑，提取溫度為50℃，超聲提取1.5h，玉米黃色素的提取收率可達8.7。超聲波提取玉米黃色素縮短了提取的時間，操作簡單，所得產品質量穩定，但浸出后的物料蛋白含量較高，需要對產物進一步純化分離得到玉米黃素。
4）超臨界流體萃取
采用超臨界丙烷萃取玉米黃色素獲得成功，在壓力8.5～10.0MPa，溫度96.8℃條件下，萃取時間4h，丙烷流量控制為35g／min，丙烷純度>99.5，可得到純度較高的玉米黃色素，并且溶殘含量低，這有利于近一步得到高品質的玉米黃素。采用超臨界流體萃取法提取玉米黃素它不引進任何化學合成物質，其操作溫度低，壓力不會過高，玉米黃素亦不易降解，有利于保持玉米黃素的天然性。但由于該技術對于設備的要求較高，還不能形成大規模工業化生產，并且產出率較低。
5）膜輔助分離提取技術
膜分離作為一種新發展的高新分離技術，它利用半透膜作為障礙層，借助于膜的選擇滲透作用，在能量、濃度或化學位差的作用下對混合物中的不同組分進行分離純化。采用膜技術對玉米中的葉黃素類(Xanthophyl1)進行提取，將經過磨碎的玉米材料經85％的酒精在5O℃下提取30rain，得到的提取液采用超濾(U20T和RTM-PX膜)進行分離得到玉米醇溶蛋白，再采用納米過濾技術(TFC—SR1膜)分離純化得到葉黃素類物質(葉黃素和玉米黃素)，再采用結晶化方法或層析法對葉黃素和玉米黃素進行分離得到玉米黃素，整個過程裝置比較簡單，同時操作方便、結構緊湊、維修費用低且方便、易于自動控制。
2. 其它制備合成玉米黃素的方法
1）生物合成法制備玉米黃素
玉米黃素是植物的次生代謝產物，可以通過重組基因技術可調控異戊二烯途徑合成玉米黃素，構建高產植物或菌株。國外研究人員采用草生歐文氏菌的基因簇克隆人大腸桿菌中，經修飾加工后在釀酒酵母細胞中表達。將多余的某些部分刪除后，這種再構建的基因表達的牛兒焦磷酸(GGPP)成酶的活性從6.35增至23.4nmol／min，把合成番茄紅素環化酶原有的起始碼GTG更換成ATG，并將編碼六氫番茄紅素合成酶基因與釀酒酵母磷酸甘油酸激酶啟動子融合后用一個整合載體轉化到酵母中，可產玉米黃素。
2）化學方法制備玉米黃素
葉黃素分子結構在多羥基醇和堿作用下可轉化成玉米黃素，利用這一性質可以進行玉米黃素的生產。用葉黃素異構化生成玉米黃素速率較快，全部過程可在常壓下進行，較適合于工業化生產。在乙醇鈉和苯存在下，可以將葉黃素轉化為玉米黃素在氮氣中，在甲醇、甲醇鉀和二甲亞砜存在下，可以將葉黃素轉化為玉米黃素。美國專利報道葉黃素在無催化劑的水相體系中能異構化產生玉米黃素的方法。在該方法中，葉黃素與強堿水溶液長時間反應得到玉米黃素。
[1] 中國茶葉大辭典
[2] 玉米黃素及生理功能
[3] 玉米黃素提取及應用研究進展