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叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (I)

常常觉得眼睛痠胀、甚至有眼睛模糊的问题吗?因受科技发达之赐,现代人使用电脑、手机…等行动装置的机会增多,虽然大大提升了我们的生活便利性,但随之而来的是许多文明病,因为上班族整天使用电脑,就连下班后仍是典型的低头族。

长时间使用电脑等装置使得人眼长时间处于疲劳的状态,眨眼次数大幅减少,大大提升了乾眼症,甚至白内障等眼睛疾病的机率,特别是电脑萤幕中的蓝光,会加速人眼黄斑部内的叶黄素流失,一旦叶黄素缺乏,便会产生视力模糊的症状,严重时甚至会造成黄斑部病变,而造成眼睛失明。那,什幺是叶黄素呢?它又与我们的眼睛健康有着什幺样的关联性呢?

叶黄素是什幺呢?

叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (I)

图一$$~~~$$叶黄素结构 来源

在认识叶黄素之前,须先了解类胡萝蔔素(carotenoids)。类胡萝蔔素分成两大类,其中一类是不含氧原子的胡萝蔔素(carotene),第二类是分子中含氧的叶黄素类(xanthophyll)。叶黄素,其英文名为lutein,是属于第二类的叶黄素类,分子式为C40H56O2,结构如图一所示。由于其长碳链与苯环结构影响,使得叶黄素不溶于水,是属于黄色的脂溶性色素,且因结构中含有长链共轭双键,使得叶黄素具有与单相氧及自由基反应结合的能力,因此叶黄素为一良好的抗氧化剂,另长链共轭双键也使得叶黄素在光热环境下,容易产生氧化降解。

适当补充叶黄素是有助眼睛健康,并抵御来自外界伤害,根据研究指出,人体每天的叶黄素建议摄取量为6毫克(mg)。目前已知在许多蔬菜、水果中皆有叶黄素,特别是深绿色的蔬菜,皆可以摄取到丰富的叶黄素,叶黄素在不同蔬菜、水果中的含量整理如表一。

由表一可知,叶黄素于各种蔬果类的含量大相逕庭,目前商业上用来製造叶黄素的来源主要为金盏花(或称为万寿菊,Tagetes erecta),但因为使用金盏花生产叶黄素具有不少缺点,因此近年来使用微藻进行叶黄素生产的研究逐渐增加。

来源

叶黄素含量(μg/100g)

杏子(apricot)

101

花椰菜(broccoli)

1614

胡萝蔔(carrot)

360

莴苣(lettuce)

2950

柑橘(orange)

64

木瓜(papaya)

38

菠菜(spinach)

9540

番茄(tomato)

10-200

玉米(sweet corn)

522

金盏花(marigold)

30000

微藻(microalgae)

300000-700000

微藻是一种能够进行光合作用的单细胞藻类,由于其大小需使用显微镜才可以观察到,而得其名。微藻不具有如植物之根、茎、叶等构造,因此具有生长快速的优点,另一方面,微藻体内具有丰富之蛋白质、碳水化合物、色素等,可利用微藻进行实验设计而生产特定产物,其利用微藻生产叶黄素之详细内容于第(II)篇说明。

叶黄素在人体中扮演的角色

图二为人类眼睛的构造示意图。光线从眼睛的角膜,依序经由瞳孔、水晶体、玻璃体,传送到眼睛内部的视网膜,而将影像送至脑部,使我们能看到这世界美丽的事物。在视网膜中间区域为黄斑部,是人类的视力中心,黄斑部中大部分由叶黄素与玉米黄素构成,这些色素可有效保护眼睛免受于自由基与高能量光线(特别是蓝光)之伤害;此外,另有研究指出叶黄素可能与部分疾病的病理机转相关,如降低心血管疾病、部分癌症等。

叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (I)

图二$$~~~$$人类眼睛的构造示意图 来源

连结:叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (II)


参考文献

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常常觉得眼睛痠胀、甚至有眼睛模糊的问题吗?因受科技发达之赐,现代人使用电脑、手机…等行动装置的机会增多,虽然大大提升了我们的生活便利性,但随之而来的是许多文明病,因为上班族整天使用电脑,就连下班后仍是典型的低头族。

长时间使用电脑等装置使得人眼长时间处于疲劳的状态,眨眼次数大幅减少,大大提升了乾眼症,甚至白内障等眼睛疾病的机率,特别是电脑萤幕中的蓝光,会加速人眼黄斑部内的叶黄素流失,一旦叶黄素缺乏,便会产生视力模糊的症状,严重时甚至会造成黄斑部病变,而造成眼睛失明。那,什幺是叶黄素呢?它又与我们的眼睛健康有着什幺样的关联性呢?

叶黄素是什幺呢?

叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (I)

图一$$~~~$$叶黄素结构 来源

在认识叶黄素之前,须先了解类胡萝蔔素(carotenoids)。类胡萝蔔素分成两大类,其中一类是不含氧原子的胡萝蔔素(carotene),第二类是分子中含氧的叶黄素类(xanthophyll)。叶黄素,其英文名为lutein,是属于第二类的叶黄素类,分子式为C40H56O2,结构如图一所示。由于其长碳链与苯环结构影响,使得叶黄素不溶于水,是属于黄色的脂溶性色素,且因结构中含有长链共轭双键,使得叶黄素具有与单相氧及自由基反应结合的能力,因此叶黄素为一良好的抗氧化剂,另长链共轭双键也使得叶黄素在光热环境下,容易产生氧化降解。

适当补充叶黄素是有助眼睛健康,并抵御来自外界伤害,根据研究指出,人体每天的叶黄素建议摄取量为6毫克(mg)。目前已知在许多蔬菜、水果中皆有叶黄素,特别是深绿色的蔬菜,皆可以摄取到丰富的叶黄素,叶黄素在不同蔬菜、水果中的含量整理如表一。

由表一可知,叶黄素于各种蔬果类的含量大相逕庭,目前商业上用来製造叶黄素的来源主要为金盏花(或称为万寿菊,Tagetes erecta),但因为使用金盏花生产叶黄素具有不少缺点,因此近年来使用微藻进行叶黄素生产的研究逐渐增加。

来源

叶黄素含量(μg/100g)

杏子(apricot)

101

花椰菜(broccoli)

1614

胡萝蔔(carrot)

360

莴苣(lettuce)

2950

柑橘(orange)

64

木瓜(papaya)

38

菠菜(spinach)

9540

番茄(tomato)

10-200

玉米(sweet corn)

522

金盏花(marigold)

30000

微藻(microalgae)

300000-700000

微藻是一种能够进行光合作用的单细胞藻类,由于其大小需使用显微镜才可以观察到,而得其名。微藻不具有如植物之根、茎、叶等构造,因此具有生长快速的优点,另一方面,微藻体内具有丰富之蛋白质、碳水化合物、色素等,可利用微藻进行实验设计而生产特定产物,其利用微藻生产叶黄素之详细内容于第(II)篇说明。

叶黄素在人体中扮演的角色

图二为人类眼睛的构造示意图。光线从眼睛的角膜,依序经由瞳孔、水晶体、玻璃体,传送到眼睛内部的视网膜,而将影像送至脑部,使我们能看到这世界美丽的事物。在视网膜中间区域为黄斑部,是人类的视力中心,黄斑部中大部分由叶黄素与玉米黄素构成,这些色素可有效保护眼睛免受于自由基与高能量光线(特别是蓝光)之伤害;此外,另有研究指出叶黄素可能与部分疾病的病理机转相关,如降低心血管疾病、部分癌症等。

叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (I)

图二$$~~~$$人类眼睛的构造示意图 来源

连结:叶黄素与藻类生产叶黄素之探讨 (II)


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