叶黄素（lutein）是一种不能转化为维生素A的类胡萝卜素，在自然界中广泛存在，主要存在于深色的蔬菜、水果中。它在人体血浆和器官中均有分布，并在视网膜黄斑区浓度达到最高，对人体正常的生理功能起着重要的作用。叶黄素对人体健康的重要性特别表现在眼部，被人们誉为“眼睛的健康卫士”、“护眼营养素”。
类胡萝卜素大多富含于深色的蔬菜、水果中，也正是它们的存在，赋予了大自然红、黄、橙等绚烂迷人的色彩。在枝叶繁茂的夏天，这些色彩往往被叶绿素所掩盖，但当秋风袭来，叶绿素氧化褪去，类胡萝卜素就会在飞舞的落叶中展现其斑斓的色彩。叶黄素就是其中的一员，天然叶黄素呈橘红色。1831年，Heinrich首次从胡萝卜根中提取出叶黄素；1837年，Berzdlius又从秋天的落叶中提得叶黄素。随后，研究人员相继从海藻、蛋黄中提取出叶黄素。人体视网膜黄斑色素是由叶黄素和玉米黄质共同组成，这二者不仅位于黄斑区，并且存在于整个视网膜。叶黄素在视网膜中的浓度远高于其在人体其他组织中的浓度，因此引起了研究人员的特别关注。叶黄素作为黄斑色素在视网膜中的作用也始终是人们研究的焦点。研究显示，叶黄素可降低视网膜受到光损伤的程度，其摄入量与黄斑色素的密度及年龄相关性黄斑变性都具有正相关性，对视功能具有很强的保护作用。
抗氧化并吸收蓝光
叶黄素是含有两个紫罗酮环的二羟基类胡萝卜素，是α-胡萝卜素的衍生物，分子式为C40H56O2，分子量是568.85，没有维生素A活性。叶黄素的多烯链由9个共轭双键组成，多烯链的两端各连接一个紫罗酮环——β-和ε-紫罗酮环，在各紫罗酮环的第3个碳原子上均存在一个功能性羟基。叶黄素的结构使其呈现橘红色，具有抗氧化和吸收蓝光的作用。
羟基在体内和体外都容易被氧化成活性羰基，叶黄素中的ε-紫罗酮环羟基（右端）与苯环双键形成的烯丙基结构更容易被氧化，多烯链也容易被自由基氧化，叶黄素的化学结构说明其具有很强的还原性，可以清除活性氧自由基，起到抗氧化的作用。
由于叶黄素的最大吸收波长处于蓝光波长范围内，所以对蓝光有很强的吸收作用。
哪些食物含有叶黄素？
人类和其他高等动物体内不能合成叶黄素。因此，人体叶黄素主要来源于膳食摄取。叶黄素主要存在于深色以及橙色和黄色的蔬菜水果及绿色植物中，但在不同植物中的存在形式有差别。在羽衣甘蓝、菠菜、椰菜、青豆、绿豌豆等绿色蔬菜中，叶黄素多以游离形式存在。而在芒果、木瓜、南瓜和橘子等水果中，叶黄素是以与月桂酸、棕榈酸等脂肪酸形成的叶黄素酯的形式存在。万寿菊（又名金盏花）的花瓣中，叶黄素的含量极为丰富，已成为人们提取叶黄素的主要来源。叶黄素与玉米黄质在自然界中常常同时存在，它们是同分异构体，就像一对“孪生子”一样难以被人们分辨和分离，只有在高效液相色谱柱中用区分度很高（比如C30）的柱子才可以将它们分离。
在人体中，叶黄素主要分布于脂肪组织并通过血液脂蛋白转运。与其他类胡萝卜素不同的是，叶黄素不仅可通过低密度脂蛋白转运，还可通过高密度脂蛋白转运。它在人体组织器官内的浓度约为：血清0.1～1.23微摩尔/升，肝脏0.1～3.0微摩尔/升，肾脏0.037～2.1微摩尔/升，肺0.1～2.3微摩尔/升，而人眼视网膜黄斑区的叶黄素浓度可达1毫摩尔/升，其中，黄斑中心凹的浓度最高。
叶黄素有什么作用？
叶黄素抗氧化和蓝光滤过的功能，使其在人体内发挥重要的作用。虽然它在人眼内不能转化为维生素A，但对眼睛起到极为重要的保护作用，可以预防年龄相关性黄斑变性（AMD）和白内障的发生。
保护视功能人体血液和一些重要器官中均可测到叶黄素，但浓度都很低，而在眼睛中叶黄素却异乎寻常地聚集，浓度远高于人体其他组织，在视网膜黄斑区浓度达到最高。
视网膜位于眼球内层，是形成视觉的重要组织，光线到达功能正常的视网膜后形成视觉图像。黄斑是位于高等动物视网膜后极部的一个中央无血管的凹陷区，解剖上称中心凹，临床上称为黄斑，是由于该区富含叶黄素而得名。由于眼的光学系统自行将光线聚集于黄斑，故长时间低中强度的光损伤主要发生于黄斑部。随着光损伤造成的伤害不断累积，视网膜黄斑密度会逐渐降低，如得不到改善，受损的黄斑可以逐渐发展成AMD。AMD是发达地区50岁以上人群常见的致盲眼病。
1985年，Seddon研究发现，血浆叶黄素浓度与视网膜黄斑密度成正比。随后多项研究均证明，叶黄素的摄入量、血清中叶黄素的浓度与视网膜黄斑密度呈正相关。补充叶黄素后，视网膜黄斑密度有所增高。叶黄素和玉米黄质的饮食摄入量高及血清叶黄素含量高的人群，AMD发病风险较低。分析AMD患者的视网膜，发现其黄斑色素的水平较低。
叶黄素主要存在于视网膜外核层和外丛状层中。研究发现，蓝光对视网膜的光损伤最严重。叶黄素就像给视网膜戴上了一副“隐形墨镜”，可削弱到达视网膜光感受器细胞的蓝光强度，对视网膜起到很强的保护作用。
人眼的晶状体中也含有少量叶黄素。研究发现，黄斑色素密度与晶状体视觉密度具有负相关性，而晶状体视觉密度增高被认为是白内障发病的显著特征。叶黄素摄入量与白内障的发病率之间存在一定的关系，增加叶黄素的摄入量可降低白内障的发病率。
与强抗氧化性有关的其他功能叶黄素的还原性可以淬灭活性氧自由基，阻止其对人体正常细胞内核酸、蛋白质等重要生命物质的氧化损伤。
叶黄素具有一定的抗癌作用。流行病学调查显示，乳腺癌、前列腺癌、直肠癌、结肠癌、皮肤癌等的发生率与叶黄素的摄入量呈负相关。动物实验中，叶黄素摄入量低的小鼠与叶黄素摄入量高的小鼠相比，乳腺癌的发生率较高。
叶黄素还可延缓动脉粥样硬化的进程。研究显示，颈动脉主干道血管中层内膜厚度的变化与血清叶黄素浓度具有相关性。在测试的18个月后，血清叶黄素含量浓度较高者，颈动脉主干道的血管壁厚度几乎没变，而血清叶黄素浓度较低者的血管壁厚度显著增厚。
叶黄素的应用量
若膳食中叶黄素摄入不足，会给人体带来很大的危害。但目前国际上对叶黄素的应用还存在一定的争议，尚缺少叶黄素推荐摄入量和安全剂量范围的确切数据。
叶黄素的应用，在不同的国家和地区有所差别，其应用的范围主要包括：食物护色剂、化妆品成分、常规食品、营养补充剂、药制品、婴儿配方食品等。欧盟食品安全局2006年在对植物来源的叶黄素在特殊营养制剂的安全性评价中认为，特殊药用食品中，叶黄素每天2毫克以下是安全的。目前认为，婴幼儿配方食品中，叶黄素含量在250微克/升以下是安全的。
我国卫生部门当前对叶黄素的管理法规是，从万寿菊中提取的叶黄素可以作为一种食品添加剂。叶黄素作为着色剂，在不同食品的最大添加量有所不同，烘焙食品最大添加量为150毫克/千克，饮料为50毫克/千克，冷冻食品为100毫克/千克，果冻、果酱为50毫克/千克。作为营养强化剂，婴儿配方食品最大添加量为300～2000微克/千克，幼儿配方食品最大添加量为1620～4230微克/千克，学龄前儿童最大添加量为1620～2700微克/千克。
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