天然叶黄素溶解度的测定 张莉华，吕红萍，吕慧，晁红娟，许新德，邵斌 （浙江医药股份有限公司新昌制药厂，新昌摘３１２５００） 要：叶黄素主要是从万寿菊油树脂中提取分离得到。叶黄素不仅是一种天然的食品色素，又是一种 很好的食品营养剂，在保护视力、预防动脉硬化、抗氧化、抗癌等方面具有优越的生理功能，有望在饮料、 乳制品、方便食品、糖果、膳食补充剂和药物中广泛应用。本文采用平衡法测定了叶黄素在正己烷、石油醚、 乙醇、丙酮和乙酸乙酯中的溶解度，并考察了温度对溶解度的影响。实验结果表明：叶黄素的溶解度随着温 度的上升而增大，说明叶黄素属具有正溶解度的物质；５种溶剂中，在相同温度时，叶黄素在乙酸乙酯中的 溶解度最大，丙酮、乙醇次之，正己烷、石油醚比较接近且最小。试验数据的测定可以为叶黄素的提取、纯 化和生产提供一定的理论参考 关键词：叶黄素；晶体；溶解度；平衡法 中图分类号：ＴＳ２０７．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—２５１３（２０１０ Ｊ０５—０２３１—０４ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ＺＨＡＮＧ Ｌｉ—ｈｕａ，ＬＶ Ｈｏｎｇ－ｐｉｎｇ，ＬＶ Ｈｕｉ，ＣＨＡＯ Ｈｏｎｇ－ｊｕａｎ，ＸＵ Ｘｉｎ—ｄｅ，ＳＨＡＯ Ｂｉｎ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｃｈａｎｇ Ｐｈａｒｍａ．Ｆａｃｔｏｒｙ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ３ １２５００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｕｔｅｉｎ ｉｓ ｍｏｓｄｙ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｍａｒｉｇｏｌｄ ｏｉｎｔｍｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓ ａ ｎａｔｕｒａｌ ａｎｄ ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｐｉｇｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｃｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｉｎｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｕｔｅｉｎ ｈａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｅｙｅｓｉｇｈｔ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ａｒｔｅｒｉｏ— ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ，ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｃａｒｏｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅ ｉｎ ｓｏｆｔ ｄｒｉｎｋｓ，ｄａｉｒｙ，ｆａｓｔ ｆｏｏｄ，ｃｏｎｆｅｃ— ｔｉｏｎａｒｙ，ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓ．Ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔ￣ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔａｌ ｉｎ ｈｅｘａｎｅ，ｐｅｔｒｏ— ｌｅｕｍ ｅｔｈｅｒ，ｅｔｈａｎｏｌ，ａｃｅｔｏｎｅ ａｎｄ ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔａｌ Ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｓｅ ｉｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｉｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｌｕｔｅｉｎ ｗａｓ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｈａｖｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔａｌ ｉｎ ｆｉｖｅ ｓｏｌ— ｖｅｎｔｓ ｗａｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｔｈｅ ｌｕｔｅｉｎ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄｉｓｓｏｌｖａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ，ａｃｅｔｏｎｅ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ，ｈｅｘａｎｅ ａｎｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ．Ｉｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｕｔｅｉｎ ｃｒｙｓｔｌ；ｓｏｌａｕｂｉｌｉｔｙ；ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｍｅｔｈｏｄ 叶黄素是一类非常重要的类胡萝卜素…，具 ９３：７ ，叶黄素和玉米黄质共同组成视网膜黄 有优越的生理功能。在自然界中叶黄素往往与玉 米黄质同时存在，尤其是在万寿菊中叶黄素含量 斑色素。他们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 很高，其中叶黄素和玉米黄质的比例大约为 收稿日期：２０１０～０２—１０ 的抗氧化剂 ，能阻止自由基的侵害、淬灭单线 作者简介：张莉华（１９７６一），女，硕士，功能性食品添加剂研发与生产。 生Ｃｈｉｎ ａ Ｆ ｏｏｄ Ａ 打 Ｐｓ：坌 ：：！： ： 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 —甲苯＝１０：６：７：７ｖ／、，／ｖ／Ｖ）。在４４６ｎｍ处测定 其吸光度，根据样品的摩尔消光系数计算叶黄素 的含量。 ｒｅｌａｔｅｄ Ｍａｃｕｌａｒ Ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＡＭＤ）呈负相 １．４ 叶黄素溶解度的测定方法 关 川』，而且饮食或者血液中的叶黄素和玉米黄 质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¨ “Ｊ。 随着对叶黄素生理功能研究的深入，已有越 来越多的人致力于叶黄素的提取、纯化、加工生 产研究。由于叶黄素分子结构的不对称性，化学 合成叶黄素比较困难，所以叶黄素一般是从含叶 黄素比较高的植物特别是万寿菊花中提取而来 的。在类胡萝卜素的提取中，工业上常用的溶剂 是石油醚、正己烷、丙酮、乙醇、乙酸乙酯等。 叶黄素在溶剂中的溶解度对于提取溶剂的选 择、提取条件的优化以及纯化工艺的选择都起着 决定性的作用。为了解叶黄素在几种常用溶剂中 的溶解性质，给提取、纯化和生产提供一定的理 论参考，本文对叶黄素浸膏进行了浓缩纯化，得 到叶黄素的纯品，测定了它在石油醚、正己烷、 乙酸乙酯、丙酮、乙醇中的溶解度。 １材料与方法 １．１试验材料 天然叶黄素晶体：新昌制药厂保健实验中心 自制，经分光光度法定量测定，总类胡萝卜素的 纯度大于９８％，ＨＰＬＣ法测定其全反式比例为 ９３％；石油醚：其沸程为６０～９０℃，分析纯；正 己烷、乙醇、乙酸乙酯、丙酮均为分析纯。 １．２试验设备 ＦＡ１６０４电子分析天平：上海恒丰科学仪器有 限公司；旋转蒸发仪：上海安亭实验仪器有限公 司；ＤＦ一１０１Ｓ集热式恒温加热磁力搅拌器：巩义 市英峪予华仪器厂；紫外可见分析仪：ｕＶ一２４５０ ＵＶ—Ｖｉｓｉｂｌｅ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ。 １．３ 叶黄素含量的定量分析方法 叶黄素的定量分析方法采用分光光度法¨ 。 将叶黄素溶解于混合液（正己烷：乙醇：丙酮： 测定溶解度的常用方法有平衡法（ｅｑｕｉｌｉｂｒｉ ＨＢ ｍｅｔｈｏｄ）和合成法（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ）。平衡 法是将被测物系在某一温度下恒温搅拌一定时 间，静置后分析上层溶液的组成作为该温度下的 溶解度。合成法是在被测物系已精确测定的条件 下，通过观察物系中固相的消失来确定溶解度。 平衡法测定物质的溶解度数据，代表着物质溶解 达到真实溶解平衡的数据，因此只要取样分析中 精心操作，选择合适的分析方法，可以得到可靠 的溶解度数据，而且该法对达到溶解平衡的速度 没有限制，对溶解速度快和慢的固液体系均可使 用。而后者对测定达到溶解平衡较快的物系有独 特的优点。因为可供试验用的叶黄素纯品数量有 限，而且叶黄素对光、高温等都很敏感，易发生 氧化降解。因此，本文选择平衡法作为叶黄素溶 解度的测定方法。 在带有恒温夹套的保温瓶中加入适量的溶 剂，于某一温度下加入稍过量的叶黄素晶体，启 动电磁搅拌器，恒温下持续搅拌，直至黄色晶体 与溶液之间达到溶解平衡。试验过程中体系达到 平衡的时间可通过以下方法确定：固定温度和溶 剂组成后，每隔一段时间测定一次溶液中的叶黄 素含量，当分析结果不再变化时，可以认为体系 达到了溶解平衡。达到平衡之后停止搅拌，使未 溶解的叶黄素晶体沉积到溶液底部，用注射器抽 取上部少量清夜，用０．４５ ｍ的滤膜过滤后，从 滤液中取样分析其中的叶黄素含量，计算其在此 温度下的溶解度。 ２结果与分析 分别测定了叶黄素在正己烷、石油醚、乙 醇、丙酮、乙酸乙酯中的溶解度。溶解度是状态 函数，随着温度或压力而不同，对于固态物质而 言，压力对溶解度的影响很小，所以本次试验只 考察了在常压下温度对叶黄素溶解度的影响。测 定结果见图１～图２。 从图１～图２结果分析，叶黄素在上述５种 生勘Ｃｈｉｎａ Ｆ ｏｏｄ Ａｄｄｆｆｆｖ ：坌塑 篓 ＝：：！：＝＝： 参考文献： 研究应用［Ｊ］．食品与科技，２００５（１）：７４—７７． ［１］惠伯棣．胡萝ｈ素化学及生物化学［Ｍ］．北京：中国轻工 ［６］Ｓａｍｕｅｌ Ｆ．Ｌｏｃｋ ｗｏｏｄ，ｅｔ ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｚｅａ． 出版社，２００５．Ｏ１． ｘａｎｔｈｉｎ．Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ．ＵＳ２ｏｏ６／ｏｏ８８９０５Ａ１． ［２］Ｗｏｆｆｇａｎｇ Ｓｃｈａｌｃｈ．Ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌｓ ｉｎ Ｐｌａｓｍａ ａｎｄ ［７］Ｄａｖｉｄ ｓｈｅｐｈｅｒｄ，ｍｏｒｇｅｓ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ．Ｕｎｉｔ— Ｒｅｔｉｎａ ａｎｄ Ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｂｌｕｅ Ｌｉｇｈｔ Ｄａｍａｇｅ ａｎｄ ｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ，３９５１７４３． Ｇｌａｒｅ［Ｊ］．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｆ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｌｕｔｅｉｎ ａｎｄ Ｅｙｅ Ｈｅａｌｔｈ， ［８］宋秀琴，马建峰，等．玉米黄色素稳定性研究［Ｊ］．化学世 Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｈｉｎａ，２００９．０３．０５． 界，１９９３（１）：５０４—５０６． ［３］Ｋｉｒｓｃｈｆｅｌｄ，Ｋ．Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｐｉｇｍｅｎｔｓ：ｔｈｅｉｒ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｒｏｌｅ ｉｎ ｐｒｏ－ ［９］林高英，等．天然色素玉米黄的提取［ｊ］．山东科学，２０００ ｔｅｃｔｉｎｇ ａｇａｉｎｓｔ ｐｈｏｔｏ—ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｙｅｓ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ ｃｅｌｌｓ． （２）：２Ｏ一２２． Ｐｒｏｃ Ｒ Ｓｏｃ Ｅｏｎｄ Ｂ．１９８２（２１６）：７１—８５． ［１Ｏ］张忠华，等．玉米蛋白粉黄色素提取工艺研究［Ｊ】．粮食 ［４］Ｍａｒｋｕｓ Ｄｃｈｔｌｅｒ Ｔｏｂｉａｓ，Ｇｌａｓｅｒ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ＨＰＬＣ—ＭＳ 与油脂，２００２（１１）：５—６． ｎａｄ ＨＰＬＶ——ＮＭＲ ｏｎｌｉｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉ・－ ［１１］林红秀，等．超临界ＣＯ２萃取玉米黄色素的研究［Ｊ］．郑 ｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ａｎｄ ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ ｓｔｅｒｅｏ ｉｓｏｍｅｒｓ ｉｎ ｓｐｉｎａｃｈ ａｎｄ ｉｎ 州粮食学院学报，１９９９（３）：５７—６０． ｒｅｔｉｎａ［Ｊ］．Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ，２００１（７３）：６６７—６７４． ［１２］Ｌｕｔｅｉｎ ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ［Ｆ］．Ｆｏｒｕｍ ｏｆ ＦＣＣ，２００９．０６． ［５］向智男，宁正祥．功能性色素一玉米黄质的特性、提取及其 （上接第２２５页） ［５］Ｄｅｂａｔｏｓｈ Ｄ，Ａｋｓｈａｙ Ｂ，Ｖｉｄｙａ Ｃ．Ｌｙｓｉｎｅ：Ｉｓ ｉｔ ｗｏｒｔｈ ｍｏｌｅ 响，测定了赖氨酸标准曲线并得到了最佳实验条 ［Ｊ］．Ｃｙｔｏｔｅｅｈｎｏｌｏｇｙ．２００１，３６，３—３２． 件：溶液ｐＨ为６．０，显色剂用量为１．０ｍＬ，加热 ［６］翁连进，甘林火，王士斌，等．７１７型阴离子交换树脂吸附 １５ｍｉｎ，冷却ｌＯｍｉｎ后定容，在波长５７Ｏｈｍ处测定 Ｌ一赖氨酸的特性［Ｊ］．离子交换与吸附，２００４，２０（２）： １１９—１２４． 吸光度。与传统的测定方法相比，该方法具有操作 ［７］蔡武城，袁厚积．生物物质常用化学分析方法［Ｍ］．北京： 简单，准确度高，稳定性和重现性均较好等优点。 科学出版社，１９８２，５９—６１． ［８］张振华． 一氨基酸与茚三酮显色反应影响因素的探讨 参考文献： ［Ｊ］．邵阳高等专科学校学报，２０００，１３（１）：４２—４４． ［１］李顺 １２＂，李群．Ｌ一赖氨酸锌螯合物的合成机表征［Ｊ］．应 ［９］周国兰，何萍，郑文莉，等．茚三酮比色法测定茶叶中游离 用化工，２００７，３６（１２）：１２１８—１２２０． 氨基酸总量方法存在问题的探讨［Ｊ］．化学分析计量， ［２］周俊，宋代军．赖氨酸营养研究进展［Ｊ］．饲料工业， ２００９，１８（５）：７９—８１． ２００６，２７（８）：４８—５Ｏ． ［１０］陈忠云． 一氨基酸和茚三酮反应的颜色与条件［Ｊ］．邵 ［３］彭衍磊，李群．海洋降压药一藻白金的清洁化合成研究 阳师专学报，１９９５，１０（５）：５６—５９． ［Ｊ］．西安工程科技学院学报，２００６，２０（６）：７２７—７３０． ［１１］张鉴棠，汤秀玉，韩红．不同ｐＨ对氨基酸与茚三酮呈色 ［４］胡立新，占稳，张婷．微波固相合成赖氨酸锌配合物［Ｊ］． 反应的影响［Ｊ］．南京铁道医学院学报，１９９２，１１（２）： １２６—１２８． 化学与生物工程，２００７，２４（ｉ０）：２５—２７． 毛 ｋ ｛ｃ ｛￡ ｛： ３｝ ：Ｉ ３｝ ３｝ 主办： ３｝ 等 等