【首页】风暴娱乐【风暴娱乐注册登录】-风暴娱乐平台【首页】-叶黄素作为功能性食品成分：稳定性和生物利用度(主管:QQ66306964 主管:skype live:.cid.6c7b79dae5ec9830)新博2新博2娱乐注册作者链接马里奥·奥乔亚·贝塞拉古斯塔沃·埃雷拉路易斯·莫吉卡·孔特雷拉斯

　　叶黄素是一种类胡萝卜素，存在于从细菌到藻类、酵母和植物的众多生物中。这种色素的生物学重要性源于各种研究，证明了它的抗氧化潜力，在预防与年龄相关的黄斑变性和癌症等其他疾病方面发挥着重要作用。叶黄素对婴儿大脑的发育也是必不可少的，必须摄入足够的量才能获得其健康益处。叶黄素的生物有效剂量由于其在食物来源中的低叶黄素生物可及性和生物利用度而难以达到。这些因素受食物基质的特性、加工过程和其他膳食成分的存在的不同影响。

　　类胡萝卜素是最丰富的天然脂溶性色素类型之一。一般存在于橙​​黄色水果、万寿菊花和深绿叶蔬菜中，对光合作用和光保护起着至关重要的作用（Maiani et al., 2009Walsh et al., 2015）。它们是由 8异戊二烯单元（烯，含有扩展的共轭双键系统（图 1B），负责赋予颜色和强抗氧化活性。（Hajare、Ray、Shreya、Avadhani 和 Selvaraj，2013 年)。类胡萝卜素分为两组：胡萝卜素图 1C），可以是具有化学式 C 40 H X的不饱和烃和叶黄素图 1D）；胡萝卜素的含氧衍生物（Gong 和 Bassi，2016 年）。全球类胡萝卜素市场持续增长；它在 2017 年的价值约为 14 亿美元，到 2022 年将达到 20 亿美元，2017-2022 年期间的年增长率为 5.7%。在这个市场上占主导地位的类胡萝卜素之一是叶黄素，市场份额为 23%；叶黄素具有最高的类胡萝卜素增长潜力（BCC Research，2018 年Del Campo 等人，2007 年）。类胡萝卜素是所有光合生物的必需色素，它们存在于植物组织中，如叶、根、花和果实。目前叶黄素的商业来源是万寿菊属的花；它的花瓣富含叶黄素和叶黄素脂肪酸酯，占该植物所鉴定色素的 90% 以上（Sandmann，2015 年）。尽管如此，微藻因其高叶黄素含量和生物质生产力而在该领域受到关注，使其成为这种类胡萝卜素的潜在替代来源（Fernández-Sevilla、Acién Fernández 和 Molina Grima，2010 年）。

　　图 1。异戊二烯分子 (A) 可以结合在一起 (B) 形成四萜，这种结构由 8 个异戊二烯单元组成。类胡萝卜素是四萜类化合物，分为胡萝卜素(C) 和叶黄素(D)。

　　叶黄素是类胡萝卜素叶黄素家族的一部分；它通常存在于花卉、谷物、水果和蔬菜中，例如菠菜和羽衣甘蓝Yang et al., 2018）。叶黄素市场细分为制药、膳食补充剂、食品以及动物和鱼类饲料行业。叶黄素的主要应用是提亮家禽羽毛的颜色并加深蛋黄的黄色（Lin, Lee, & Chang, 2015）。然而，由于叶黄素的不稳定性和食品加工过程中引起的化学变化，叶黄素在食品工业中的使用受到限制（Qv, Zeng, & Jiang, 2011）。可能影响叶黄素完整性的过程包括高温、氧气的存在、光照和极端 pH 值 (Gouveia & Empis, 2003）。

　　在加工过程中，食品需要通过煮、炒或蒸等方式暴露在高温下。此外，低于 4.0 或高于 8.0 的极端 pH 值会导致分子的去酯化和顺/反异构化。光的存在可能会导致形成低分子量的无色化合物（Boon 等人，2010 年Cheng 等人，2019 年Weigel 等人，2018 年）。因此，必须设计配方以确保最终产品储存期间的叶黄素稳定性（Boon 等人，2010 年）。冷冻、添加抗氧化剂等技术并且在真空密封和密封容器中排除氧气可减少食品加工和储存过程中类胡萝卜素的损失（Gouveia 和 Empis，2003 年）。

　　叶黄素被认为是有益于人类健康的有效功能性化合物，具有改善心血管疾病（Dwyer 等人，2001 年）、各种癌症（Demmig-Adams 和 Adams，2002 年Heber 和 Lu，2002 年）和年龄相关性黄斑的潜力变性 (AMD) (Landrum & Bone, 2001)，因为它具有抗氧化能力。因此，有必要考虑两个关键方面；在食品加工过程中保持叶黄素的完整性，并增加食品基质的可及性。生物可及性决定了消化过程中可吸收的总量（ONeill 等，2001），而进入体循环以参与生理功能的化合物部分称为生物利用度（Amorim-Carrilho 等人，2014 年Kopec 和 Failla，2018 年）。有几个因素会影响生物可及性和生物利用度的水平，包括食物基质组成、加工水平以及与其他膳食化合物的相互作用（Yonekura 和 Nagao，2007 年）。

　　此外，显着影响叶黄素生物利用度的一个关键因素是吸收率。如果在体内进行良好的吸收，则需要较低的剂量，因此该制剂将更具成本效益。考虑到这一点，必须考虑分子将掺入其中的基质，因为它可以促进或降低其在胃肠道 (GIT) 中的生物可及性 (ONeill 等人，2001)。此外，为了观察 AMD 的减少，需要消耗约 6 毫克/天的叶黄素剂量；由于水果和蔬菜中叶黄素的浓度和生物利用度低，这在人类常规饮食中难以实现（Khachik 等人，1997 年Rodríguez-Bernaldo de Quirós 和 Costa，2006 年））。

　　因此，已经开发出用于亲脂性生物活性剂的基于乳液的递送系统，包括水包油乳液、纳米乳液、微囊化和脂质体（Weigel 等人，2018 年）。这些策略可以设计为提高生物利用度，抑制类胡萝卜素的化学降解，保持系统的物理特性，隔离其他食物成分并改善 GIT 的吸收（Qv 等人，2011 年）。考虑到这一点，本工作旨在回顾食品加工中应用的常用方法及其对整合到食品基质中的叶黄素稳定性和生物利用度的影响。此外，保存技术还审查了目前用于维护产品完整性的方法。

　　的一大类亲脂性黄橙色色素衍生物【首页】风暴娱乐【风暴娱乐注册登录】-风暴娱乐平台【首页】-，这意味着它们含有 40 个碳原子。它们被认为是自然界中发现的最广泛的色素（Amorim-Carrilho 等人，2014 年Sandmann，2015 年），因为它们在光合生物中是必不可少的。类胡萝卜素是捕光色素-蛋白质复合物的成分，在细胞保护机制中发挥作用。几乎所有类胡萝卜素都具有清除细胞生命周期中可能产生的过多自由基的特性。这种抗氧化能力可以潜在地保护人类免受免疫反应受损、过早衰老、黄斑变性、心血管疾病和关节炎（Maiani 等人，2009 年）。

　　类胡萝卜素可分为两类，叶黄素（例如，叶黄素和玉米黄质）和胡萝卜素（例如，β-胡萝卜素、番茄红素）。叶黄素的化学结构中含有氧原子，而胡萝卜素是纯碳氢化合物。叶黄素中的氧以羟基和/或环氧化物的形式存在，因此，它们的较高极性使它们更容易在色谱过程中与胡萝卜素分离（Amorim-Carrilho 等人，2014 年）。

　　纯叶黄素通常以黄橙色结晶、亲脂性固体的形式出现，化学名称为 β,ε-carotene-3,3-diol (C 40 H 56 O 2 ) 。与所有类胡萝卜素一样，叶黄素含有共轭碳-碳双键骨架，允许电子自由移动并导致可见光谱蓝色区域的光吸收，使其呈现强烈的橙黄色（Mora-Gutierrez 等人。 ，2018 年易等人，2016 年）。叶黄素通常与其的双键共存 骨架可以存在于全反式（图 2A）或顺式构型中，也称为 E/Z 构象。在自然界中，叶黄素最常见的几何异构体是全反式（全-E）异构体，在热力学上比顺式更稳定（Yang et al., 2018）。

　　图 2。全反式叶黄素(A) 的结构。它可以与脂肪酸酯化，包括棕榈酸（B），其氧化产物通常是类胡萝卜素（C）。

　　叶黄素可以被脂肪酸酯化或非酯化，最常见的是棕榈酸图 2B）（Abdel-Aal 和 Rabalski，2015 年）。然而，酯化类胡萝卜素不能被 GIT 充分吸收，但与它们的游离形式相比，不易降解（Breithaupt 等人，2002 年Martínez-Delgado 等人，2017 年）。在万寿菊花中，叶黄素主要以酯化形式存在，用溶剂萃取后，需要进一步提纯为游离叶黄素。这是通过在低分子量醇（如乙醇）中与强碱（如KOH）反应来进行的（Clowutimon、Shotipruk、Boonnoun 和 Ponpesh，2018 年）。

　　由于叶黄素呈现强烈的黄色，它被广泛用作天然食品着色剂。近年来，这些化合物因其潜在的健康益处而受到更多关注。天然色素添加剂的低稳定性是一个显着的阻碍，它减缓了它们融入食品工业的速度。提倡通过各种方法提高叶黄素稳定性，以尽量减少这一问题（Rodriguez-Amaya，2016 年）。

　　类胡萝卜素的主要健康益处是其强大的抗氧化潜力（Fiedor & Burda, 2014）。此外，特定的类胡萝卜素可能具有额外的好处，例如 β-胡萝卜素，具有作为维生素 A 原的能力（Gurmu, Hussein, & Laing, 2014）。叶黄素玉米黄质可以保护眼睛免受紫外线辐射，对大脑发育至关重要（Barker et al., 2011Tanaka et al., 2012）。其他类胡萝卜素可能具有通过阻止低密度脂蛋白形成来帮助预防心脏病的能力（Eggersdorfer 和 Wyss，2018 年岩本等人，2000 年吉田等人，2010 年）。

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　　黄斑是人类和灵长类动物视网膜中的一种特殊结构；它的中心是视力最高的区域，称为中央凹。在黄斑中，叶黄素和玉米黄质被选择性地积累并充当有效的生物抗氧化剂。它们用作高效的蓝光滤光片，淬灭光激发过程中形成的活性氧(ROS)（Nwachukwu 等人，2016 年Panova 等人，2017 年）。退行性疾病会影响黄斑，尤其是 65 岁以上的人。这一事实增加了在饮食中加入叶黄素的需要。食用富含叶黄素的食物可以降低患 AMD 和白内障的风险（Abdel-Aal 等人，2013 年Barker 等人，2011 年Moeller 等人，2008 年Nwachukwu 等人，2016 年）。

　　需要注意的是，在叶黄素在视网膜中积累产生有益效果之前，它必须首先从食物基质中释放出来，被肠道中的肠细胞吸收，然后转运到目标组织。由于叶黄素的亲脂性，它必须在吸收前掺入混合胶束中。在叶黄素生物活性食品的开发过程中，增加从食品基质转移到胶束中的叶黄素量是非常有意义的。促进对保护眼睛健康的积极影响，不仅适用于成人，也适用于儿童和怀孕期间（Panova 等人，2017 年Xavier 等人，2018 年）。

　　在发展中国家，维生素 A（视黄醇）缺乏是主要影响学龄前儿童和孕妇的主要健康问题；这主要会导致失明、生长不良和死亡（Gurmu 等人，2014 年世界卫生组织，2002 年）。在日常饮食中加入主要的类胡萝卜素来源有助于减少这一问题，因为它们可以转化为维生素 A。对抗维生素 A 缺乏症的一种方法是通过添加糖、脂肪和谷类产品等常用食品来强化类胡萝卜素。然而，其他因素会影响类胡萝卜素向视黄醇的转化，例如遗传和多态性（Eggersdorfer 和 Wyss，2018 年Gurmu 等人，2014 年韦伯和格鲁内，2012 年）。

　　氧化应激、炎症和血脂异常等因素与心血管疾病的发展有关，有证据表明叶黄素可能在这方面具有有益作用（Böhm，2012 年Müller 等人，2016 年）。新博2娱乐Melo van Lent 等人。(2016)表明，较高的膳食摄入量和叶黄素的血液浓度与较低的冠心病和中风风险相关。

　　在人乳中发现的两种主要类胡萝卜素是叶黄素和玉米黄质（Giordano 和 Quadro，2018 年）。这些分子对婴儿的视觉和认知发育至关重要（Hammond，2008 年Henriksen 和 Chan，2014 年Jackson 等人，1998 年）。当用人乳而不是配方奶喂养时，会发现更高的叶黄素/玉米黄质血液浓度。在一项研究中（Bettler、Zimmer、Neuringer 和 Derusso，2010) 母乳喂养婴儿的叶黄素/玉米黄质浓度从出生时的 48 µg/L 增加到一个月时的 96 µg/L。另一方面，未强化配方的婴儿从 49 µg/L 降至 33 µg/L。母乳喂养对于避免生长过程中叶黄素/玉米黄质不足至关重要。叶黄素/玉米黄质是在婴儿大脑中发现的主要类胡萝卜素，约占大脑中类胡萝卜素总浓度的 66-77%（Eggersdorfer 和 Wyss，2018 年Qiao 等人，2009 年）。

　　鸡蛋黄已被公认为是叶黄素的极好来源。鸡蛋黄中叶黄素的浓度为 1622 ± 650 µg/100 g 蛋黄，由于其脂肪含量高，叶黄素的生物利用度很高（Abdel-Aal 等人，2013 年Handelman 等人，1999 年）Mangels 等人，1993 年Schaeffer 等人，1988 年）。表 1列出了一些先前研究过其叶黄素含量的食物，包括提取前收到的处理。在一些水果中，为了更好地提取，必须去除种子、茎、皮，因为这些部分是不可食用的，对总叶黄素含量没有显着影响。一些食品的加工模拟了它们在食用前所暴露的条件；这些包括烹饪、切片、热烫、罐装、冷冻和包装。根据不同的报道，冷冻和热烫等食品加工会导致总叶黄素含量降低（Fish 和 Davis，2003 年Morais 等人，2002 年）。此外，在储存期间影响叶黄素含量的其他参数是植物基质本身（物种、栽培品种）、加工（热烫、去皮）和储存条件（温度、湿度、包装）（Bouzari、Holstege 和 Barrett，2015 年）。热烫是一个需要加热的过程，会导致叶黄素降解。阿曼等人。（2005 年）报告说，与灭菌（26%）相比，漂白菠菜中的总叶黄素含量减少了 17%。漂烫的较低温度和更短的热暴露导致较低的大量叶黄素降解。Rubio-Diaz、Santos、Francis 和 Rodriguez-Saona（2010 年）报告说，罐装降低了反式叶黄素的含量，表明热处理呈现出强烈的异构化趋势。另一方面，冷冻温度往往会在储存过程中保持叶黄素的稳定性。然而，正如Tacken 等人所提到的。(2009), 冷藏和冷冻对人乳中的类胡萝卜素甘油三酯含量，叶黄素除外。结果表明，维生素A和E、β-胡萝卜素和番茄红素的浓度没有显着变化，而叶黄素含量在冷冻28天后下降了24%，冷藏48小时后下降了28%。这可能是由于在此温度下脂质过氧化增加，叶黄素被用作抗氧化剂van Zoeren-Grobben, Moison, Ester, & Berger, 1993）。

　　如表 1所示，各种食物来源的叶黄素含量主要存在于深绿色蔬菜中，例如西兰花、生菜、香菜和羽衣甘蓝（1290–7703 µg/100 g 植物材料）（Walsh 等人，2015 年） . 在水分较高的水果中可以观察到叶黄素含量降低，如番石榴、腰果和菠萝蜜，每 100 克来源含有 3–55.61 微克叶黄素。这可能是由于类胡萝卜素在水中的低溶解度，和/或这种高水含量的存在如何对有机溶剂的提取率产生负面影响. 此外，水果和蔬菜中叶黄素的存在通常可以通过它们的颜色来预测，例如发现橙黄色蔬菜含有大量的类胡萝卜素（Priyadarshani & Jansz, 2014）。在这种情况下，表 1中调查的橙黄色作物（胡椒、南瓜、甘薯）被发现是叶黄素的良好来源，每 100 克植物来源含有 623–1100 µg。

　　目前，叶黄素的主要来源是万寿菊，万寿菊属的通用名称。它的橙黄色花瓣富含这种叶黄素；据报道，随着花瓣颜色的加深，叶黄素含量会增加。叶黄素生产最常见的颜色范围从橙色到深橙色。中国使用直立花作为主要花卉品种，因为叶黄素含量高，约为 20 g/kg，主要以酯形式存在（Lin et al., 2015）。作为传统的叶黄素来源，金盏花必须定期收获，使其成为一个劳动密集型的过程。与叶黄素生产相关的成本很高，因为它仅在开花季节提取，每年 7 月至 10 月发生。

　　另一方面，几种微藻物种是叶黄素的潜在来源，因为它们主要以游离叶黄素形式产生约 5 g/kg 的生物量（表 1）。它们的生长速度也比植物高 5-10 倍。可以在废水海水中培养的微藻不与传统农业竞争资源，是一种有吸引力的替代叶黄素来源（Lin et al., 2015Soares et al., 2019Yen et al., 2013）。微藻中的类胡萝卜素是通过光合作用形成的；微藻利用 H 2 O 和阳光吸收 CO 2作为他们的主要碳源。这些微生物在世界范围内分布，并且非常适合在冰冷的海水、高渗透压和紫外线照射等广泛的环境条件下生存（Guedes、Amaro 和 Malcata，2011 年）。与万寿菊花相比，使用微藻的主要优点是更高的生长速度和更低的需水量。这意味着较高的 CO 2固定率，1 kg 微藻能够储存 1.85 kg CO 2 ，​​重要的是减少了其大气排放。尽管在正常条件下，微藻中的叶黄素含量低于万寿菊花，但微藻产生的叶黄素可能与其他基于藻类的代谢物如维生素、色素和多糖Hsieh-Lo、Castillo、Ochoa-Becerra 和 Mojica，2019 年）。微藻也可用于废水处理和CO 2的生物固定。Choix、Ochoa-Becerra、Hsieh-Lo、Mondragón-Cortez 和 Méndez-Acosta (2018)发现了小球藻当与龙舌兰酒糟一起培养并成功固定所有存在的CO 2时，生物量显着增加。结合这些优势，可以开发一种连续的工业过程，使微藻适用于叶黄素生产，同时带来环境效益。微藻也可以在管状生物反应器中培养它可以垂直建造，避免了万寿菊种植所需的大面积土地（Fábryová et al., 2019Molino et al., 2019Sun et al., 2016Xiao et al., 2018）。目前尚无微藻叶黄素的商业化生产工艺，但已有多种微藻衍生的类胡萝卜素产品，如β-胡萝卜素和虾青素Acién、Fernández、Magán 和 Molina（2012 年）计算了一个真正的微藻生产厂的生产成本，计算出每年 70-150 吨/公顷的微藻产量。这是使用微藻Scenedesmus估计的almeriensi，其叶黄素浓度为 8.54 mg/g。相比之下，鲜万寿菊（Tagetes patula）年平均产量为 30-60 吨/公顷，叶黄素浓度为 12.31 mg/g（Lin 等人，2015 年Manke Natchigal 等人，2012 年Molino 等人。 , 2019 年）。需要进一步的研究来克服微藻叶黄素生产的技术障碍，例如高收获成本和细胞破碎和提取的高能量需求（Lin et al., 2015）。

　　叶黄素可采用多种有机溶剂提取，如丙酮己烷、异丙醇、甲醇、等（表1）。也可以使用多种溶剂组合，这对叶黄素的提取率产生协同作用。因此，有效提取叶黄素的最关键因素之一是选择合适的溶剂或溶剂组合。类胡萝卜素的碳链长度和极性、样品基质、其成分和水分含量在选择合适的溶剂时起着至关重要的作用，因此使决定变得相当困难。番茄红素和β-胡萝卜素等类胡萝卜素缺乏极性官能团，使其具有高度亲脂性和非极性。出于这个原因，己烷优选用于提取这些类胡萝卜素。

　　另一方面，极性官能团（环氧、羟基或酮基）的存在会增加其在丙酮或乙醇等溶剂中的溶解度。由于其与水混溶的特性，丙酮和乙醇是从高水分植物材料中有效提取叶黄素的首选（Amorim-Carrilho 等人，2014 年Saini 和 Keum，2018 年）。在表 1中，用于叶黄素提取的溶剂几乎都是极性溶剂，此外，在玉米和树番茄的情况下，极性溶剂与己烷结合使用以提取总含量的类胡萝卜素（极性和非极性） )。

　　用于提取的溶剂存在各种安全、健康和环境风险，例如慢性和急性毒性、皮肤刺激和在环境中的持久性。为了提高可持续性，应该探索更环保的溶剂和萃取方法（Alfonsi 等人，2008 年）。出于在食品中添加叶黄素的目的，乙醇将成为理想的溶剂，因为它被 FDA 标记为公认安全 (GRAS) 物质，其中指出乙醇可以安全地用于人类食用的食品中。食品药品监督管理局，2017 年）。

　　营养物质的生物可及性是了解膳食成分在人类健康中的作用的一个重要因素。由于营养不良人口的存在，人们对营养物质的生物可及性的兴趣增加了（Van Den Berg 等人，2000 年）。这个过程可以通过体外和体内模型的应用来研究。体外模型用于研究影响类胡萝卜素生物可及性的前吸收过程和食物基质相关因素（Chitchumroonchokchai 等人，2004 年期间等人，2002 年）。然而，这也应该使用体内模型进行研究。

　　此外，叶黄素吸收的机制尚不完全清楚，但有人提出叶黄素通过简单的扩散或受体介导的转运通过肠细胞吸收。在胃中，叶黄素被乳化成小和胆磷脂的帮助下掺入混合胶束中然后，胶束在清道夫受体B 类 I 型 (SR-BI)的作用下被肠细胞吸收（ Xavier 等人，2018 年）。考虑到这一点，在体外胃肠道消化，认为存在于胶束相中的叶黄素含量反映了可在肠细胞中吸收的叶黄素量。因此，通过计算胶束相中游离叶黄素的比例与消化前食物基质中的原始叶黄素含量相比，估算了表 2中描述的各种食物来源的体外叶黄素生物可及性。

　　在这种情况下，众所周知，类胡萝卜素的生物可及性很大程度上受食物基质的物理化学性质的影响（West & Castenmiller，1998）。例如，在绿叶蔬菜中，类胡萝卜素具有显着的捕光能力，它们主要存在于叶绿体的类囊体膜中。另一方面，在果实和根中，类胡萝卜素在膜中以半结晶结构出现。这种环境的差异对所需的提取方法和分析以及类胡萝卜素的细胞摄取有重要影响（Faulks & Southon, 2005)。2010 年，在西班牙进行的一项研究评估了西班牙日常饮食中各种水果和蔬菜中类胡萝卜素的生物可及性（Granado-Lorencio、Herrero-Barbudo、Olmedilla-Alonso、Blanco-Navarro 和 Pérez-Sacristán，2010 年）。结果发现，非绿色蔬菜（番茄酱、红辣椒、胡萝卜）的叶黄素生物可及性总体较高，而绿色蔬菜（西兰花、菠菜）的生物可及性最低；尽管它们是叶黄素最丰富的来源（表 2）。作者得出结论，这可能与叶黄素的细胞定位有关，因此与叶黄素的可提取性有关。Burgos 等人获得的结果进一步证实了这一点。(2013)表 2)，这表明黄肉马铃薯中叶黄素的生物可及性高于绿叶蔬菜中的叶黄素 (63-71%)。

　　此外，泽维尔等人。(2018)测试了不同强化水平的纸杯蛋糕中叶黄素的生物可及性（表 2)，发现与对照相比，强化纸杯蛋糕中叶黄素从产品转移到胶束相的增加。叶黄素生物可及性从对照纸杯蛋糕中的 36% 分别增加到 0.5 和 1 毫克/份叶黄素强化纸杯蛋糕中的 45% 和 65%。尽管生物可及性百分比显着上升，但在接下来的两个强化水平上变得稳定，分别为 61% 和 58%，显示出与 1 mg 叶黄素/份中观察到的非常相似的值。在下一个强化水平，生物可及性在 4 mg 叶黄素/份时显着增加，达到 81%，在 6 mg 叶黄素/份时降至 60%。似乎生物可及性和强化量之间的相关性并没有表现出线性行为，

　　然而，影响叶黄素生物可及性的一个因素是膳食中含有脂肪。这会刺激胆汁和胰腺分泌，从而有助于叶黄素的吸收。出于这个原因，牛奶的脂肪含量使其成为一种有效的输送工具，代表了一种通过强化来增加微量营养素供应的低成本替代品（Hayes、Pronczuk 和 Perlman，2001 年）。在这方面，强化乳制品对饮食不均衡和微量营养素缺乏的人群特别感兴趣（Berner, Clydesdale, & Douglass, 2001）。如表 2 所示，叶黄素强化发酵乳中的总叶黄素含量显示出高水平的生物可及性，在胶束阶段平均回收了初始含量的 95% 至 100%，支持发酵乳作为人类叶黄素的充分载体的适用性消费（Granado-Lorencio 等人，2010 年）。

　　在这方面，表 2还显示，使用高类胡萝卜素和曲奇之间的叶黄素生物可及性存在显着差异，大饼的生物可及性最低（23.0%），其次是松饼（37.9%）和曲奇（ 56.0%）。这些样品分别含有 0.3%、12% 和 22% 的脂肪，进一步表明高脂肪有助于叶黄素的生物可及性（Read、Wright 和 Abdel-Aal，2015 年）。

　　来自不同来源的叶黄素的体内生物利用度列于表 3格拉纳多-洛伦西奥等人。(2010)对 24 名健康人进行了一项人体研究。他们评估了食用强化发酵奶后叶黄素的生物利用度。他们发现，在美国和欧洲人群中，经常食用叶黄素强化发酵奶，在强化和消耗量（8 毫克/天）的水平上，血清叶黄素水平高于参考范围的 90%（0.50 μmol/L）（Olmedilla 等人，2001 年）。在一项小鼠研究中，Arunkumar、Prashanth 和 Baskaran (2013)据报道，与简单的乳液载体相比，8 小时后，叶黄素包封的聚合壳聚糖在血浆、肝脏和眼睛中的叶黄素浓度大约高出 2 倍。此外，Vishwanathan、Wilson 和 Nicolosi (2009)进行了一项临床试验，他们发现在稳定的亲水性纳米乳液中补充叶黄素 1 周与以药丸形式递送的叶黄素相比，血浆叶黄素浓度增加 1.3 倍。由于叶黄素的常规膳食摄入量并未达到与其益处相关的水平，因此采取食品配方和工程方法来提高叶黄素的生物利用度以产生显着的健康益处非常重要。在这种情况下，两项研究评估了提高叶黄素生物利用度的配方，一项使用纳米颗粒封装（Kamil 等人，2016 年），另一项使用叶黄素 自乳化磷脂悬浮液（SEPS）（Shanmugam 等人，2011 年）) 都获得了积极的结果。在这两种情况下，显着增加血浆和视网膜组织中的叶黄素浓度（在 SEPS 的情况下），进一步鼓励开发新的食品技术，以提高叶黄素从食物基质中的吸收。

　　由于食品加工过程中存在的条件，骨架容易降解，这可能导致分子断裂。光、热和机械应力形式的能量能够中断分子的结合，导致颜色和生物活性丧失（Martínez-Delgado 等人，2017 年）。如今，商业叶黄素的生产涉及四个步骤。经栽培、预处理、加工和精细加工。新鲜万寿菊花是目前用于提取叶黄素的原料，它们被收获然后送到加工设施。鲜花被青贮（厌氧发酵），目的是在储存期间将它们保存更长的时间。青贮后，只有花瓣经过干燥、压碎和压缩制成“万寿菊颗粒”，被认为是第一个粗叶黄素产品。这些颗粒必须经过提取过程才能制成第二种产品：“万寿菊油树脂”或“叶黄素油树脂”。最后，如果叶黄素产品对纯度要求更高，可以通过“万寿菊油树脂”的最终工艺皂化）。它们的疏水性限制了类胡萝卜素几乎完全用于脂质系统（乳液）；大量的类胡萝卜素可以存在于能够使水性基质着色的非常细的分散体中。使用类胡萝卜素为脂质相食品基质着色很容易实现。油、猪油、调味品、人造黄油和黄油等产品经常使用类胡萝卜素着色。通常，在脂肪产品澄清后，将类胡萝卜素悬浮液添加到温热的产品（40-50°C）中，同时搅拌直至完全溶解。进行随后的冷却处理。如果添加抗氧化剂以保护脂肪的氧化酸败，它们还将对类胡萝卜素产生额外的稳定作用。在面包店使用中，饼干、蛋糕糖霜、甜甜圈等将取决于温度和颜色级别。高温过程，如油炸油可能会影响类胡萝卜素的稳定性。对类胡萝卜素化学和配方的持续研究将改进和开发新的制造方法，从而增加其在食品基质中的应用并通过更广泛的应用扩大市场（Kruger et al., 2002Mortensen, 2006Rodriguez-Amaya, 2016） . 在植物细胞中，类胡萝卜素主要储存在叶绿体内部，保护它们免受外部与其他细胞成分的接触。一旦细胞完整性丧失，类胡萝卜素就容易因环境压力而降解。如图所示（表4) 在胡萝卜和血橙汁的加工过程中，叶黄素的降解范围为 26-50%，因为在榨汁过程中，细胞完整性丧失，产生较小的阻力并导致严重的降解 (Chen, Hsieh, Lee, Chang, &常，2016）。此外，由于叶黄素的水溶性低，富含脂肪的配方（基于乳液的系统）可以通过限制亲水性自由基的存在来减少食物基质中的降解（Meléndez-Martínez, Vicario, & Heredia, 2004） . 由于叶黄素的水溶性低，富含脂肪的配方（基于乳液的系统）可以通过限制亲水性自由基的存在来减少食品基质中的降解（Meléndez-Martínez 等人，2004 年）。在表 4可以观察到，在加工胡萝卜和血橙汁的过程中会损失 26-50% 的叶黄素。在这些情况下，在榨汁过程中细胞完整性会丧失，从而对降解产生较小的抵抗力（Chen 等人，2016 年）。

　　在食品加工过程中，尤其是热加工（例如热烫、巴氏杀菌、烹饪、罐装、油炸和干燥）过程中，叶黄素浓度可能会降低，但与此同时，通过破坏细胞壁和细胞膜可能是有益的（Maiani 等人。 , 2009 年）。温度对叶黄素浓度的影响见表 4。高温加速了类胡萝卜素的降解反应速度（Abdel-Aal 等人，2010 年）。一般来说，叶黄素的所有双键都以反式异构体的形式存在，在热暴露过程中会部分转化为顺式形式，这种形式在热力学上不如反式异构体稳定（Meléndez-Martínez 等人，2004 年）。由于热降解是叶黄素的常见现象，因此在食品加工过程中将其保持在安全温度范围内至关重要。食品基质所经历的热处理，尤其是在氧气存在的情况下，会导致叶黄素的异构化和降解（Boon 等人，2010 年）。艾哈迈德、阿森斯托弗、索里亚诺和马雷斯 (2013)得出结论，由于不同的加热条件，叶黄素的降解遵循一级动力学。当温度达到 40 °C 时，在他们研究中使用的储存期内，总的叶黄素损失很低。在 50 和 60 °C 之间的温度下，叶黄素损失显着增加，但在高温（≥80 °C）下储存时，叶黄素损失显着。

　　强光的存在可以诱导类胡萝卜素的断裂，从而形成低分子量化合物。Kline、Duncan、Bianchi、Eigel 和 OKeefe (2011)报告说，对叶黄素最具破坏性的波长被发现在 200-400 nm 和 463 nm 的紫外范围内。这与Khalil 等人的结果一致。（2012 年）表 4），他们报告了 72 小时内 365 nm 的叶黄素降解高达 55%。然而，发现在中链叶黄素提高了叶黄素酯提取物对 365 nm 紫外光的稳定性。这强调了一个事实，除了热稳定性，对于强化食品的长期储存和使用，还应提供紫外线 . 氧化

　　在食物基质中，叶黄素的氧化机制非常复杂，因为它依赖于许多因素。叶黄素在暴露于大气中的氧气时可能会发生自动氧化，发生氧化的速率将根据光、高温、促氧化剂和抗氧化剂的存在而变化。氧化过程会形成类胡萝卜素，含有少于 40 个碳原子的类胡萝卜素（图 2C），以及与之后发现的类似的低分子量化合物脂肪酸氧化。结果，色素沉着和生物活性特性丧失（Meléndez-Martínez 等人，2004 年）。7 . 防止食物基质中的叶黄素降解

　　叶黄素与其他食物成分的相互作用可以防止氧化反应，例如通过添加更高浓度的不太可能被氧化的饱和脂肪源，限制自由基的存在（Meléndez-Martínez 等人，2004 年）。其他替代方法是使用不透明且密封的容器，有助于避免与氧气和光线接触。此外，冷冻或冷藏、抗氧化剂的加入和富含氮的环境可以减少色素的损失（Boon 等人，2010 年）。

　　在这方面，目前正在研究新技术以试图提高类胡萝卜素的稳定性（Steiner 等人，2018 年）。的氧化，并且可以很容易地使粉末更好地分散在水中（Rigon & Zapata Noreña，2016 年）。纳米乳液纳米胶囊是用于稳定叶黄素的其他技术，小于 1 µm 的粒径有助于叶黄素溶解，从而提高生物利用度和稳定性（Brum 等人，2017 年）壳聚糖纳米粒子之前已开发出用于提高叶黄素溶解度的产品，与聚乙二醇纳米胶囊相比，稳定性提高了 58%。提示纳米封装是类胡萝卜素等亲脂性分子的有效载体。布恩等人。（2010 年）报告说，油滴周围的多层乳液可能会减少可能到达类胡萝卜素的光量，具体取决于膜的厚度。

　　寻找高叶黄素来源导致万寿菊花作为工业生产的主要来源。然而，采花被认为是非常劳动密集型的，而且由于它们每年都在生长，因此只能定期提取叶黄素。微藻已被认为是生产叶黄素的一种可能替代品，因为它们可以捕获 CO 2排放，可全年收获。此外，叶黄素促进健康的特性使其成为功能性食品成分。叶黄素与其他食品成分的相容性以及暴露于某些环境因素（例如高温、光和氧气）可能会导致分子降解。应更广泛地探索有前景的稳定技术，例如纳米乳液微胶囊。他们已经证明可以增加叶黄素的稳定性和生物利用度，而不会影响其生物活性和色素沉着能力。然而，缺乏

　　模型需要进一步研究以了解叶黄素在人体中的吸收、代谢途径和作用机制。另一方面，来自同一基质的叶黄素的生物可及性和生物利用度受到食物基质的内在特性（成熟状态）、加工（热或机械）以及某些膳食成分（如脂肪、纤维或植物甾醇。所有这些因素都不是单独作用的，而是相互影响的，应该进一步研究相互作用。新博2娱乐