叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究.docx

1、叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究第27卷第1期2007年2月林产化学与工业ChemistryandIndustryofForestProductsVol_27No.1Feb.2oo7LIDa-jing叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究李大婧,一,方桂珍,刘春泉,于家鹏(1.东北林业大学林学院食品科学与工程教研室,黑龙江哈尔滨1501340;2.江苏省农科院原子能农业利用研究所,江苏南京210014;3.东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:研究光,热,酸,碱,金属离子,氧化荆和还原剂对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响.结果表明,光对叶黄素酯和叶黄素的稳定

2、性影响很大,日光照射0.5h,二者的保存率仅为0.35%,而放置在暗处保存率基本不变;叶黄素酯和叶黄素对热较稳定,但随着温度的升高和加热时间的延长,保存率下降,降解速度加快;在相同的光,热条件下,叶黄素酯的稳定性优于叶黄素,叶黄素以与脂肪酸结合的形式存在,稳定性更强;强酸性条件对叶黄素酯和叶黄素有一定的破坏作用,而其在中性,碱性条件下较稳定;Fe,Fe,cu对它们的破坏作用较强,保存率下降较多,而zn,Mg2,Ca2,K,Na对它们基本无影响;氧化剂H2O2对其有轻微的破坏作用;还原剂Na2SO,对叶黄素酯和叶黄素影响不大,Vc可以使它们降解,与,c共存叶黄素酯的降解程度比叶黄素大.关键词:叶

3、黄素酯;叶黄素中图分类号:TQ91;Q562;0629.4文献标识码:A文章编号:02532417(2007)01011205StabilityofLuteinandItsEstersLIDa-jing一,FANGGui.zhen,LIUChun.quan,YUJia.peng(1.FoodSciencesandEngineeringDepartment,CollegeofForestry,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,CMna;2.InstituteofApplicationinAtomicEnergy,JiangsuAcademyofAg

4、riculturalSciences,Nanjing210014,China;3.CollegeofMaterialScienceandEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)Abstract:Stabilitiesofluteinanditsestersagainstlight,heat,acid,alkali,metalions,oxidantandreductantwerestudied.Resultsshowedthatbothluteinandluteinesterswereunstableagainstl

5、ight,andstableindarkness.Theirpreservationratewas0.35%towardoutdoorsunlightfor0.5hwhiletheywerepreservedconstantlyindarkness.Theywereslighflystableagainstheatbuttheirdegradationcouldbeacceleratedwithdecreasedpreservationrateunderlongtimeandhightemperature.LuteinesterWasmorestabletowardlightandheatth

6、anluteinunderthesarlleconditionandesterificationof一0Hgrouptllfattyacidsmightstabilizeluteinagainstheatandlight.TheywereunstablewithdecreasedpreservationratetowardFe,Fe,Cu2andstrongacidwhilestableagainstZn,M,Ca2,K,Na,alkaliandNa2SO3aswellasslighflystabletowardH2O2.ItWasnotedthatVccoulddegradesignific

7、antlyluteinestersandlutein,inwhichabsorbanceofluteinestersdecreasedmorequicklythanthatoflutein.Keywords:luteinesters:lutein在植物组织中叶黄素以与脂肪酸结合生成叶黄素酯的形式存在,叶黄素酯在人体内代谢可转化为叶黄素.叶黄素能吸收对视网膜有损害作用的蓝光,同时具有抗氧化作用,因此,在老年性黄斑退化病和白内障疾病防治方面具有重要的作用.此外,叶黄素还具有预防心血管疾病,抗癌和提高机体免疫力等作用.目前叶黄素酯和叶黄素稳定性方面的研究较少,盛爱武等发现万寿菊叶黄素提取液在皂化前,

8、后均对温度不甚敏感,而光可使其成分降解.Achmad等对叶黄索和叶黄索肉豆蔻酸酯的收稿日期:20050713基金项目:江苏省科技攻关资助项目(BG2006319)作者简介:李大婧(1976一),女,黑龙江肇东人,讲师,博士,主要从事天然产物方面的研究;E-mall:lidajing163.corn通讯作者:刘春泉,研究员,主要从事功能食品方面的研究.第l期李大婧,等:叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究Il3光热稳定性进行了研究J,但对在其他条件如pH值,金属离子等存在时的情况未见报道.本实验以叶黄素酯和精制成的叶黄素晶体为原料,研究了它们在光,热,酸,碱,金属离子,氧化剂和还原剂存在条件下的性质变化

9、情况,并对其稳定性进行比较,为进一步工业化开发叶黄素和叶黄素酯产品提供依据.l材料与方法1.1材料,主要仪器与试剂材料:叶黄素酯为超临界CO萃取物;叶黄素由叶黄素酯皂化,冻干制得(纯度为90%).仪器:可见分光光度计,上海棱光技术有限公司;数显恒温水浴锅,江苏省金坛市大地自动化仪器厂;数显酸度计,上海虹益仪器仪表有限公司;电子天平,上海恒平科学仪器有限公司.试剂:丙酮,亚硫酸钠,过氧化氢,氯化钠,硫酸铜,硫酸锌,氯化钙,硫酸铁,硫酸亚铁,硫酸镁,氯化钾,盐酸,氢氧化钠等均为分析纯;,c为生化试剂.1.2试验方法1.2.1光照对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响分别取一定量的叶黄素酯和叶黄素晶体,用丙

10、酮定容,立即测吸光值.分别放置在暗处,室内自然光,室外阳光直射的地方,隔0.5,1,3,6,9,12,24,72,120和240h测定它们在最大吸收波长(446nm)处的吸光值.1.2.2温度对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响分别取一定量的叶黄素酯和叶黄素晶体,用食用调和油定容,立即测吸光值.分别在25,40,60,80和100oC恒温,隔1,2,3,4,5和6h取样一次,迅速冷却后测定它们在最大吸收波长(431nm)处的吸光值.1.2.3pH值对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响由于叶黄素酯和叶黄素不溶于水,但溶于丙酮水(体积比为9:1,以下同)的溶液.配制叶黄素酯和叶黄素晶体的丙酮水溶液,用盐酸,氢

11、氧化钠调节pH值在114范围,置于数只比色管中,室温下避光静置2和4d后,测定它们的吸光值.1.2.4金属离子对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响将叶黄素酯和叶黄素溶解于丙酮水溶液中,加入常见的离子Mg(硫酸镁),Ca(氯化钙),Fe(三氯化铁),K(氯化钾),Cu(硫酸铜),Fe(硫酸亚铁),Na(氯化钠),Zn(硫酸锌),质量浓度为0.5g/L,放置1和4d后测定吸光值,并观察溶液状态.1.2.5氧化剂对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响分别配制含有H2o的叶黄素酯和叶黄素丙酮水溶液,体积分数为0.3%,0.6%,0.9%和1.2%在室温下避光放置1,3,6和24h后,测定吸光值.1.2.6还原剂对叶

12、黄素酯和叶黄素稳定性的影响分别配制含有NasO,和V的叶黄素酯和叶黄素丙酮水溶液,质量浓度为0.6,1.2,2.4和4.8L,在室温下避光放置1,3,6和24h后,测定吸光值.1.2.7保存率的计算实验采用保存率考核叶黄素酯和叶黄素的稳定性.保存率=测定吸光值/初始吸光值X100%2结果与讨论2.1光照对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响叶黄素酯和叶黄素晶体的丙酮水溶液在不同环境下放置不同时间吸光值的变化如表1所示.表1光照对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响Table1Effectsoflightonthestabilityofluteinestersandlutein1)A.暗处dark;B.室内自然

13、光indoordaylight;C.阳光直射outdoorsunLight114林产化学与工业第27卷由1.2.7节的计算方法可得出,暗处放置240h叶黄素酯的保存率基本不变,叶黄素晶体的保存率98.48%;室内自然光照射24h后叶黄素酯的保存率84.52%,叶黄素83.16%,240h后叶黄素酯仅0.94%,晶体为0.82%;而目光照射0.5h叶黄素酯的保存率仅为0.352%,晶体为0.351%.这些结果说明:光对叶黄素酯和叶黄素的稳定性影响很大,El光对其有明显的破坏作用,而放置在暗处的影响很小,这与其他类胡萝卜素的光稳定性研究结果一致.实验发现在光照条件下,叶黄素以与脂肪酸结合生成酯的形

14、式存在比叶黄素晶体更稳定,叶黄素以晶体形式存在更容易被光降解.所以含有叶黄素的食品,功能食品或药品在储存和运输过程中要避免阳光照射.2.2温度对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响叶黄素酯和叶黄素晶体的食用调和油溶液分别在25,40,60,80和100oC下恒温一定时间,吸光度值的变化情况见表2.表2温度对叶黄素酯和叶黄素晶体稳定性的影响Table2Effectsoftemperatureonthestabilityofluteinesterandlutein由表2可知,室温下放置6h叶黄素酯保存率未发生明显变化,叶黄素晶体的保存率98.34%;40下叶黄素酯保存率96.63%,晶体97.65%;60

15、oC下叶黄素酯保存率93.83%,晶体96.12%;80加热1h,叶黄素酯保存率96.49%,晶体保存率96.15%,加热6h后叶黄素酯保存率94.67%,晶体89.89%;100oC加热1h,叶黄素酯的色素保存率95.23%,晶体的色素保存率95.30%,加热6h后叶黄素酯92.14%,晶体87.46%.随着温度的升高和加热时间的延长,两者的降解速度都有所加快,但叶黄素的更快,这与Achmad_5研究的叶黄素对热不稳定,而其酯对热较稳定相一致.因而2种物质,尤其是叶黄素应避免在80以上高温下长时间加热.2.3pI-I值对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响配制pH值1一l4的叶黄素酯和叶黄素丙酮水溶

16、液放置2和4d后的吸光值见图1.pH值pH值叶黄素酯luteinesters:一?一0d;一一2d.一一4d叶黄素lutein:一口一0d;一一2d;一.一4d图1pI-I值对叶黄素酯(a)和叶黄素(b)稳定性的影响Fig.1EffectsofpHvalueonthestabilityofluteinesters(a)andlutein(b)图1结果表明,在强酸性范围(pH值14)内,叶黄素酯和叶黄素吸光值下降较大.放置4dpH值2的叶黄素酯保存率48.42%,叶黄素47.99%;pH值3的叶黄素酯保存率80.70%,叶黄素71.56%.在碱性范围内二者的吸光值都略有增加,叶黄素的增加趋势较为

17、明显,而叶黄素酯在pH值11,12时出现下降,这可能由于实验误差造成的.上述结果说明,强酸性范围对叶黄素酯和叶黄素的稳定性影响较大,在碱性范围内叶黄素酯和叶黄素晶体吸光值略有增加,这与大多数关于类胡萝卜素pH值稳定性的87,o543第1期李大婧,等:叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究1l5研究结果相一致.2.4金属离子对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响含有不同金属离子(质量浓度均为0.5L)的叶黄素酯和叶黄素溶液放置1和4d后的吸光值见表3.表3金属离子对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响Table3Effectsofmetalionsonthestabilityofluteinestersandlutein

18、实验中发现含Fe,cu,Fe的溶液放置4d后,均出现了不同程度的混浊或沉淀,而ca,K,Na对溶液状态无影响;与Mg共存叶黄素酯和叶黄素保存率分别为98.70%和99.60%,与Fe共存其保存率分别为82.15%和81.27%,与Fe共存保存率分别为84.36%和81.27%,与cun共存其保存率分别为79.31%和80.37%;Zn,Ca4-,K,Na的保存率分别为95.94%和98.62%,99.34%和98.34%,91.49%和97.56%,99.20%和96.80%.这些结果说明:Fe,Fen,cu对叶黄素酯和叶黄素影响较大,破坏作用较强;而Zn,Mgn,Ca,K,Na对其基本无影响

19、.所以在叶黄素的制取与使用过程中尽量避开铁器和铜器.2.5氧化剂对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响用丙酮配制的含有不同体积分数氧化剂的叶黄素酯和叶黄素溶液放置不同时间后的吸光值见表4.由表4看出,HO0.3%时,室温暗处放置24h叶黄素酯和叶黄素的保存率分别为96.35%和99.46%;0.6%叶黄素酯和叶黄素的保存率分别为96.08%和97.45%;0.9%时,保存率分别为95.10%和96.62%;1.2%时,保存率分别为94.91%和95.82%.此结果说明有氧化剂存在时,叶黄素酯和叶黄素发生轻微降解,但降解不大,可认为叶黄素酯和叶黄素有抗氧化作用.表4H2o:对叶黄素酯和叶黄素晶体稳定性的

20、影响Table4EffectsofH2O2onthestabilityofluteinestersandlutein2.6还原剂对叶黄素酯和叶黄素稳定性的影响用丙酮配制的含有不同浓度还原剂的叶黄素酯和叶黄素溶液放置不同时间后的吸光值见表5.116林产化学与工业第27卷由表5看出,NaSO,质量浓度为2.4g/L,室温暗处放置24h叶黄素酯和叶黄素的保存率分别为96.61%和94.77%;NaSO3质量浓度为4.8g/L二者的保存率分别为99.0o%和97.35%,这说明NaSO,对叶黄素酯和叶黄素的稳定性无影响,同时NaSO,很容易与氧发生反应从而减少叶黄素的氧化.由表5还看出,V质量浓度为2

21、.4g/L,室温暗处放置24h叶黄素酯和叶黄素的保存率分别为13.95%和89.24%;Vc质量浓度为4.8g/L它们的保存率分别为12.41%和85.95%.这一结果说明,vc与叶黄素酯和叶黄素共存时可加速叶黄素酯和叶黄素降解,尤其是叶黄素酯几乎全被降解,降解幅度很大.3结论对叶黄素酯和叶黄素稳定性的研究表明:光对叶黄素和叶黄素酯的稳定性影响很大,日光对其有明显的破坏作用,而放置暗处影响很小;叶黄素酯和叶黄素对热较稳定,但随着温度的升高和加热时间的延长,它们降解速度加快;在相同的光,热条件下,叶黄素酯的稳定性优于叶黄素,叶黄素以与脂肪酸结合的形式存在稳定性更强;强酸性条件对叶黄素酯和叶黄素有

22、一定的破坏作用,而在中性,碱性条件下较稳定;Fe,Fe,Cu对其破坏作用较强,而zn,Mg,Ca2,K,Na对其基本无影响;氧化剂HO对其有轻微的破坏作用;还原剂NaSO,对叶黄素酯和叶黄素影响不大,V可以使其降解,与V共存叶黄素酯的降解程度比叶黄素大得多.参考文献:1PHILIPT,BERRYJW.Natureofluteinacylationinmarbigold(Tageteserect)flowersJ.JFoodSei,1975,40:1089-1090.2KRINSKYNI.Possiblebiologicmechanismsforaprotectiveroleofxanthoph

23、yllsJ.JNutr,2002,132(3):540542.3CHEWBP,PARKJS.CarotenoidactionontheimmuneresponseJ.JNutr,2004,134(1):257261.4盛爱武,陈翠云,谢应毅,等.万寿菊浸提方法及其性质的初步研究J.仲恺农业技术学院,2001,14(4):38-41.5ACHMADS,HIROKOW,NAOFUMIM.StabilityofluteinanditsmyristateestersJ.BiosciBiotechnolBiochem,1999,63(1O):l7841786.6杨晓萍,郭大勇.水溶性茶绿色素的提取及性质研究J.林产化学与工业,2003,23(3):l-4.7李大婧,杨同舟.玉米黄色素稳定性的研究J.食品与机械,2001(1):3132.