玉米黄质:守护眼健康的关键营养素

02/06/2025 15:55:48

据《柳叶刀-全球健康》(The Lancet Global Health)在线发布的《全球眼健康特邀重大报告》信息预测,到2050年,全球将有18亿人患有未经治疗的视力损害。

在众多护眼食品原料中,除了老牌营养素叶黄素(叶黄素酯)的研究,玉米黄质在人眼健康中也扮演关键角色。研究发现,内消旋玉米黄质(meso-zeaxanthin)位于视网膜内,与玉米黄质(zeaxanthin)和叶黄素共同构成视黄斑色素。这种黄斑色素能有效过滤和吸收破坏性的高能蓝光,从而保护视网膜,维护眼睛健康。

但人体无法自身合成玉米黄质,必须通过食物或补充剂获得。1986年,玉米黄质被证实存在于21种食用鱼、虾和海龟中。中国营养学会在2023版《中国居民膳食营养素参考摄入量》中明确了叶黄素对成人健康的重要性,并为其设定了每日建议摄入量10mg和最高耐受摄入量60mg。除叶黄素之外,也建议同补玉米黄质,叶黄素和玉米黄质成分配比为5:1的比例。

富含玉米黄质的食物

以前的研究是将玉米黄质所有光学异构体作为一个整体来研究的,但随着近年来研究工作的深入,人们越来越意识到玉米黄质不同异构体的独特性,特别是发现了内消旋玉米黄质(meso-玉米黄质)在人眼健康功能上的特殊作用。

玉米黄质(zeaxanthin)与内消旋玉米黄质(meso-zeaxanthin)

玉米黄质和叶黄素是同分异构体,但他们并不是立体异构体,只是分子结构式中一个端链上双键位置的不同。叶黄素和玉米黄质共轭双键的不同一方面使得两种色素的颜色和淬灭单线态氧的能力不同;另一方面这使得叶黄素有三个手性中心而玉米黄质只有两个手性中心。叶黄素虽然有三个手性中心,但自然界、人体血液及视网膜中叶黄素一般都是(3R,3’R,6’R)立体构型。

理论上玉米黄质的两个手性中心使得其有四种光学异构体,但由于(3R,3’S)-玉米黄质和(3S,3'R)-玉米黄质是同一立体构型,因此玉米黄质只有三个立体构型,即(3R,3’R)-,(3R,3'S)-,(3S,3'S)-玉米黄质。(3R,3'S)-玉米黄质也叫内消旋玉米黄质(meso -zeaxanthin)。自然界中存在的和通过化学合成得到的玉米黄质都是(3R,3’R)-玉米黄质。

视黄斑中心玉米黄质(zeaxanthin)和内消旋玉米黄质(meso-zeaxanthin)是视黄斑色素的主要成分,在视黄斑外围叶黄素起主导作用。距离中心凹越近,玉米黄质(zeaxanthin)和内消旋玉米黄质(meso-zeaxanthin)含量越高可能意味着它们比叶黄素给视黄斑带来更好的保护作用。

玉米黄质保护眼睛示意图

1782年眼科医生首次在人类视网膜黄斑点发现一种黄色素开始,再到2013年美国国家眼科研究院的公布AREDS2项目研究结果推荐每日10mg叶黄素,2mg玉米黄质,人们对玉米黄质研究的逐渐深入,对其能够维护眼部健康的作用愈发重视。

玉米黄质:视网膜的“守护神”和对抗自由基的“战士”

叶黄素和玉米黄质是眼睛中发现的唯一的类胡萝卜素,存在于眼睛的视网膜黄斑区,而其是负责中央视力的地方。如果没有正常功能的黄斑区,人的主要视力功能会逐渐损坏,甚至有失明的危险。在黄斑区中心点,入射光最强,产生的活性氧也最多。类胡萝卜素具有清除活性氧的能力,这主要依赖于它们所含有的共轭双键数目,而玉米黄质含有11个共轭双键,是较好的单线态氧的清除剂,即具有较好的抗氧化能力。

紫外线一般能被眼角膜及晶状体过滤掉,但蓝光却可以穿透眼球直达视网膜及黄斑区,而晶状体和黄斑区的黄斑色素叶黄素和玉米黄质能过滤掉蓝光,避免蓝光对眼睛的损害,这与它们的抗氧化特性有关。

大量流行病学研究结果也表明,玉米黄质具有特异性吸收对视网膜最具损伤性的蓝色光线的作用,从而保护视网膜中央凹的视锥细胞,它是一种很有效的蓝光过滤器,可以有效减少视网膜的氧化损伤,对眼睛起到保护作用。

Landrum 等认为降低蓝光强度能有效地减少视网膜的氧化损伤,通常降低程度达40%,有时甚至高达90%,这样可充分解释一些流行病学研究中所观察到的患老年性眼部黄斑退化(亦称老年性黄斑变性,AMD)危险性降低的现象。AMD是西方发达国家老年人导致视力障碍和致盲的首要眼病,视网膜黄斑区的脂肪外层特别容易受到太阳光的氧化性伤害和光损伤,导致这个区域最常发生退化,甚至致盲。

叶黄素和玉米黄质积累于视网膜的黄斑部位,由于他们的抗氧化特性,可吸收高能量具有损伤性的蓝光,这使他们在预防AMD方面起到重要的作用。许多研究表明,短期增加玉米黄质摄入量,可以使黄斑色素增加,从而增强黄斑区对抗有害物质和光射线损害的能力,预防和减缓老年性黄斑变性。

玉米黄质的应用及产品

一、天然着色剂

玉米黄质因其较强的着色能力,使其作为一种天然食品着色剂而被欧美等许多国家批准为食用色素。玉米黄质用作饲料添加剂,可有效改善动物营养状况、蛋黄、家禽肉类及皮肤等色泽。在肉禽体内,玉米黄质沉积于爪、喙及皮下脂肪中使其着色、提高家禽胴体品质。在产蛋家禽体内,玉米黄质沉积于卵黄中使其呈黄色,提高了蛋的品质,并增加其营养价值。在现代养禽业中,饲料公司为迎合市场需要,往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。与合成的商品着色剂相比,玉米黄质具有天然、营养、安全、无毒等特点,同时使生产成本大大降低,它将成为理想的饲料着色剂。

二、保鲜剂

BHT)在抗氧化能力上进行比较,结果显示,在氧化的最初阶段,玉米黄质的抗氧化能力强于 BHT,总体来说其抗氧化能力与 BHT相当。玉米黄质的抗氧化能力可防止食品中脂质和维生素的氧化,保持食品的营养物质和风味不因氧化而破坏,延长食品的保鲜期,因此其可作为一种十分理想的天然食品保鲜剂。与其它来源的抗氧化剂相比,具有成本低、效果好且因其天然的特性而具有安全性高等优点。

三、功能性添加成分

玉米黄质又是一种保健食品添加剂,目前多个国家已批准玉米黄质为新型营养添加剂应用于食品中,其用量一般不超过5%。它对眼睛有保护作用,在预防AMD、白内障、心血管疾病、癌症等方面具有重要的作用,作为天然功能性成分,将逐渐被广大消费者所熟知和青睐。