内消旋玉米黄质一种健康功能的重要类胡萝卜素（一）旋玉3’R

焦点

一、内消玉米黄质（zeaxanthin）和内消旋玉米黄质（meso—zeaxanthin）

玉米黄质化学名称为3R，旋玉3’R—beta，米黄beta—carotene一3，质种3’一diol，健康属于类胡萝卜素中的类胡萝卜黄体素类，没有维生素A活性。内消玉米黄质晶体是旋玉橙红色结晶粉末，几乎无味，米黄不溶于水，质种易溶于氯仿，健康暴露在空气或光照中易被氧化。类胡萝卜CAS号为148—68—3，内消分子式为C40H5602，旋玉相对分子量为568.87，米黄其化学结构式如图1。

与玉米黄质相关的另一种类胡萝b素为叶黄素。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。玉米黄质和叶黄素都是含有40个碳的类异戊二烯结构，具有光学异构体（R一，S一）和几何异构体（trgns一，cis一），光学异构是基于CD光谱和高效液相手性柱分析研究，而顺反（trans一，cis一）异构体是基于电子、红外、核磁共振、液质联用、液相核磁共振联用方面分析研究。叶黄素和玉米黄质的主要不同点在其末端环中双键的位置，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）一玉米黄质和（3S，3’R）一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）一，（3R，3’S）一，（3S，3’S）一玉米黄质。（3R，3’S）一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）一玉米黄质。叶黄素和玉米黄质的三种立体异构体结构式如图2所示。

二、内消旋玉米黄质的功能和分布

作为同分异构体的叶黄素和玉米黄质对人眼健康有着十分重要的作用。它们存在于人眼视网膜中，共同组成视黄斑色素。视网膜黄斑色素能通过过滤和吸收高能量破坏性的蓝光而保护视网膜细胞，另外，它们还是很好的抗氧化剂，能阻止自由基的侵害、淬灭单线态氧和捕获活性氧自由基，保护视网膜免受自由基的破坏。大量的人体试验和流行病学调查研究发现视黄斑色素水平与老年性黄斑变性（Age—relatedMacularDegeneration，AMD）呈负相关，而且饮食或者血液中的玉米黄质和叶黄素水平高时相应的在视网膜中这两种类胡萝卜素的含量也高。除了对AMD有良好的治疗和预防作用外，叶黄素和玉米黄质还能有效地缓解视疲劳，纠正色差，提高视觉敏锐度，改善视觉敏感度和减少眩光恢复时间。

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，人们越来越意识到叶黄素和玉米黄质各种光学异构体的独特性，特别是发现了内消旋玉米黄质在人眼健康功能上的特殊作用。之所以得出这样的结论是基于对自然界、人体血液、人眼中不同部位的叶黄素和玉米黄质各光学异构体组成的深入研究后发现的。

人体自身不能合成叶黄素和玉米黄质，必须从饮食中摄入。很多蔬菜和水果中尤其是玉米、菠菜、万寿菊花、枸杞子和黄辣椒中玉米黄质和叶黄素含量很高，蛋黄中玉米黄质含量相对也较高。由于叶黄素分子结构的不对称性，化学合成比较困难，所以一般是从植物特别是万寿菊花中提取得到。而玉米黄质可以通过witting反应合成，也可以由万寿菊花经萃取、皂化后再通过纯化和重结晶得到，还可由叶黄素晶体经差向异构化产生。

如前所述，叶黄素虽然有三个手性中心，但在自然界（3R，3’R，6’R）一立体异构体的形式存在。而玉米黄质的情况则不一样，自然界中和通过全化学合成得到的玉米黄质主要是（3R，3’R）构型，在人血浆和肝脏中，也仅含有（3R，3’R）一玉米黄质和（3R，3’R，6’R）一叶黄素，内消旋玉米黄质和外消旋玉米黄质在植物体内、人血浆和肝脏中都不存在。但是在整个视网膜中都可以发现（3R，3’R）一玉米黄质、（3R，3’R，6’R）一叶黄素和内消旋玉米黄质，而且在视网膜中心凹处内消旋玉米黄质含量最高。（3R，3’R）一玉米黄质、内消旋玉米黄质和（3R，3’R，6’R）一叶黄素三者共同构成人体视网膜黄斑色素，并且越往视黄斑中心处玉米黄质的浓度越高，内消旋玉米黄质的浓度也最高，越往视黄斑边缘叶黄素浓度越高，玉米黄质和内消旋玉米黄质浓度越低。表1中列出了植物提取物中、人体血液及眼睛不同部位中叶黄素（L）、玉米黄质（Z）和内消旋玉米黄质（MZ）的分布比例。