2024年叶黄素和玉米黄质与视觉健康白皮书

NSCI 叶黄素和玉米黄质 健康研 与叶视黄觉素和健玉康米黄质与视 CNSCI中营惠 forVisualHealth LuteinandZeaxanthin 指导单位：中国营➀学会营➀健康研充院 撰写单位：中营惠营养健康研究院 支持机构：帝斯曼-芬美意人类营养与关爱 01/引言 引言 人类所能感知的外界信息，超过90%来源于视觉。作为我们最主要的感官之一，视觉在生命周期的每个阶段部起着至关重要的作用。要儿依靠视觉辨认母亲并建立起纽带关系；幼儿依靠视觉学握平衡并学会走路；学生时代依靠视觉接受教育、参与体育运动及发展社交技能；成年之后视觉有助于人们参与劳动，创造经济价值并获得认同感；到晚年，视觉帮助维护社交联系和独立性，维持精神健 康和幸福感。2022年1月，国家卫生健康委员会正式印发(“十四五"全国眼健康规划(2021-2025年)》（下称十四五"规划)，其中明确指 出眼健康是国民健康的重要组成部分，涉及全年龄段人群的全生命期。 迄今为止，在自然界中分高出的约700种类胡萝下素中，约有40种可供人体摄取利用，其中仅有两种膳食来源类胡萝下素一 叶黄素和玉米黄质可最终到达视网膜。这两种类胡萝下素及叶黄素的代谢物内消旋玉米黄质，作为构成视网膜黄斑区的主要色素成 分，被统称为黄斑色素类胡萝下素。叶黄素和玉米黄质也是人体血清中的主要类胡萝下素，广泛分布于多组织中，并已被证明对人类健康具有多种有益作用，特别是在视觉健康方面。大量流行病学研究发现较高腾食叶黄素和玉米黄质摄入量与年龄相关性眼病的发生风险降低密切相关。临床随机干预研究结果表明，补充叶黄素和玉米黄质可有效提升人体血清浓度和黄斑色素光密度，改善视觉功 预防冠心病、糖尿病、某些癌症、皮肤疾病及认知障碍也具有潜在作用。 作为机体重要类胡萝卜素，叶黄素和玉米黄质必碳从食物(包括盾食补充剂)中获取，深绿色叶菜类是膳食叶黄素/玉米黄质的主 体因素等。根据叶黄素和玉米黄质对某些慢性疾病的保护作用，《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023版)》建议我国成人叶黄素改 善视觉功能、预励心血管疾病的特定建议值(Specifieproposedlevels，SPL)为10mg/d;欧洲食品安全局营养、新食品和食物过敏原科 学评估小组提出玉米黄质1mg/kg-bw/day的可接受日摄入量值，批准玉米黄质为新资源食品，允许作为食品补充剂成分，推荐食用量 为2mg/d, 我国是世界上育和视觉损伤惠者最多的国家之一，近年间主要致盲性眼病由传染性眼病转变为以白内障、近视性视网膜病变、青光眼、角膜病、糖尿病视网膜病变等为主的眼病。随着社会经济发展、工作生活学习中用眼频率和方式的改变，提高重点人群眼健康保 人实践能力等全方位的眼健康能力，中营惠营养健康研究院在帝斯曼-芬美意人类营养与关爱的支持下，联合国内该领域知名专家团队编撰了《叶黄素和玉米黄质与视觉健康报告。报告内容要盖1976年以来的300余篇科学研究文献，系统介绍了叶黄素和玉米黄质的结构、存在形式和体内代谢特点，全面整理了叶黄素和玉米黄质联合作用对视觉健康和其他组织健康作用的研究证据，阐述叶黄素和玉来黄质可能参与预防眼部族疾病和其他疾病的作用机制，报告还客观的列举了国内外叶黄素和玉米黄质的法规现况。相信报告全面 专家的支持，在此致以诚叶挚的谢意黄！科学发展素，一日千和里，报告中玉未经之处米，期待读者不客指正(联系邮箱：cnsci@cnsci.org)。 《报告》撰写组 2024年8月 目录/02I 目录 健康 摘要 叶黄素和玉米黄质与视觉健康的 人群研究 叶黄素和玉米黄质的1）视觉系统常见健康问题及危害17 结构与理化性质2叶黄素和玉米黄质与黄斑色素密度18 3)叶黄素和玉米黄质与视觉功能 20 23 1）叶黄素和玉米黄质✁结构与分类4)叶黄素和玉米黄质与年龄相关性黄班病变 27 2)叶黄素和压米黄质✁理化性质5）叶黄素和玉米黄质与年龄相关性白内障 叶黄素和玉米黄质的食物来源、 摄入水平及参考摄入量 6）黄斑色素类胡✲卜素与生命早期视觉发育29 叶黄素和玉米黄质的 2)叶黄素和玉米黄质的膳食摄入量 1)叶黄素和玉米黄质✁食物来源06 07 3）叶黄素的特定建议值和可耐受最高摄入量 08 0其他健康作用 31 1）叶黄素和玉米黄质与心血管疾病 2）叶黄素和玉米黄质与糖尿病及糖尿病视网膜病变 32 32 4）叶黄素和玉米黄质✁安全性评估083）叶黄素和玉来黄质与认知功能 叶黄素和玉米黄质 4）叶黄素和玉米黄质与癌症34 在体内的吸收和代谢5)叶黄素和玉米黄质与皮肤健康35 国内外叶黄素、玉米黄质和 1）叶黄素和玉米黄质✁消化与吸收09 2）叶黄素和玉米黄质的转运与分布 内消旋玉米黄质的法规管理36 10 3）叶黄素和玉米黄质✁代谢与排泄10 叶黄素和玉米黄质的研究与 食物中叶黄素和玉米黄质应用展望 生物利用度的影响因素66 1）叶黄素和玉米黄质✁摄入形式附录40 2）食品✁加工处理方式文献和证据检索方法 3）与其他营养素间的作用 参考文献41 叶黄素和玉米黄质的 生理功能中英文对照词表58 1）构成黄斑色素✁重要成分13附录60 2)抗氧化作用14叶黄素和玉来黄质的其他健康作用研究汇总 3）滤过蓝光和提高视觉系统信号传导 15 4)降低某些慢性病发病风险 16 03/摘要 摘要 人类对外界绝大多数信息的感知来自于视觉系统，视力受损将极大地降低接受和处理信息的能力。随。 着生活方式改变和人口老龄化加剧，近视、年龄相关性眼病等引发的视力障碍已成为我国社会面临的重大公共卫生问题之一。叶黄素和玉米黄质及叶黄素的代谢产物内消旋玉米黄质高度富集在视网膜和品状体中，流行病学研究和临床试验研究证据已表明，叶黄素和玉米黄质在改善眼底形态和视觉功能，预防和治 疗某些眼部疾病(如年龄相关性黄斑变性、白内障和色索性视网膜炎等)，以及心血管疾病、糖尿病、肿瘤、皮肤疾病、认知障碍等疾病方面具有潜在作用。 报告第一章至五章对叶黄素及玉米黄质的结构和理化性质、食物来源及摄入量、吸收代谢及生理功能进行简要概述。叶黄素与玉米黄质互为同分异构体，以共存的形式广泛存在于自然界植物中。由于人体无 法自行合成，因此需通过腾食或补充剂的形式摄入。叶黄素及玉米黄质的吸收与生物利用度受到自身形 式、食品加工状态及个体因素的影响。经人体消化吸收后，叶黄素和玉米黄质主要分布于视网膜组织中，发 择挥其抗氧化及过滤蓝光的作用，从而保护视网膜并提高视觉系统信号的传导， 了积极的作用，并能降低年龄相关性黄斑病变的发生风险，而在与年龄相关性白内障方面仍有待干预研究 第六章与第七章总结了叶黄素和玉米黄质对视觉系统及其他常见健康问题的流行病学及临床研究。在健康及年龄相关性黄斑病变人群中，叶黄素和玉米黄质对视网膜黄斑色素密度和视觉功能的改善起到 进一步验证。除眼部健康外，报告第七章总结了叶黄素和玉米黄质在心血管疾病、糖尿病、认知功能、肿瘤 及皮肤健康中的流行病学研究证据及目前较为有限的干预性研究结果。 报告第八章整理了叶黄素和玉米黄质作为食品添加剂或新型食品原料在各个国家/地区的应用情况，并于第九章总结了现有研究发现，并据此提出在未来研究与应用方面的展量建议。 叶黄素和玉米黄质对于视觉健康及多种慢性非传染性疾病的重要作用被不断认知和证实，报告期待 通过客观翔实地呈现国内外功能研究进展及法规管理现状，为行业交流和市场教育提供科学事实依据，推动叶黄素和玉米黄质的相关研发创新和科学应用，切实助力国民视觉健康水平的提高。 叶黄素和玉米黄质的结构与理化性质/04 叶黄素和玉来黄质的结构与理化性质 类胡萝卜素（carotenoids)是露菜和水果中广泛存在的植物化学物质，已知自然界中存在700多种类胡萝卜素，人体可 能利用的约40种，而其中仅有两种膳食类胡萝卜素叶黄素和玉米黄质，可最终到达视网膜。人类黄斑独特地汇集了三 种类胡萝卜素：叶黄素（lutein）、玉米黄质（zeaxanthin）和内消旋玉米黄质（meso-zeaxanthin），统称为黄斑色素（macular pigment,MP)类胡萝卜素。 1)叶黄素和玉米黄质的结构与分类 叶黄素及其同分异构体玉米黄质均是含氧类胡萝卜素，分子 式为C,H_0，分子量为568.88.分子结构的碳骨架由中间多聚烯 链和位于两侧的六元碳环组成日。在自然界中叶黄素和玉米黄质常共同存在，且化学结构极为相似，具有相同双键数，仅一个紫罗酮 环的双键位置不同：叶黄素分子主链两端各连接不同的紫罗酮环 J3 (el-E,3R,3'RORRGR叶素 一端为β-紫罗酮环，双键位于C-5与C-6间，并在C-3上连接一个羟基，另一端为含3-羟基烯丙基的e-紫罗环，双键位于C-4"和C-5" 间)，该双键形成烯丙基羟基末端，使其化学活性更强：而玉米黄质 3 [s0-E,3R,3R)-F,F-Ca (3R3R)E来微话 OH .OH 分子主链两端均连接了双键位于C-5与C-6间的一个B-紫罗酮环， 相应双键与相邻的直链双键形成共钜体系，使其较叶黄素更为稳 内酒隆玉米黄美质 定(立体结构式见图1.1)1-2]。 叶黄素在C-3、C-3'、C-6"位置存在三个手性中心，可形成八种 异构体，其中人体血清、视网膜中含量较高的叶黄素主要构型为 1353%E来R (3R,3'R,6'R)-叶黄素，而含量较低的异构体构型为(3R,3'S,6'R) 叶黄素；水果、蔬菜中的叶黄系是以全反式叶黄素(all-translutein) 含量为主，部分水果中叶黄素还会与脂质结合形成叶黄素酯(lutein esters), 玉米黄质在C-3、C-3'位置存在两个手性中心,可形成三种同 分异构体：3R，3'R-玉米黄质、3S.3'S-玉米黄质和3S3'R-内消旋玉 来黄质。其中3R，3'R-玉米黄质形式在膳食和人体中最为常见，因 此可以简化理解为腾食来源玉米黄质(膳食型玉米黄质)。同时在 视网膜黄斑区还发现3R，3'S-内消旋玉米黄质和微量的3S，3"S-玉米黄质("。此外，人眼视网膜中还检测出3-氢化叶黄素、3'-羟基胡萝卜烯-3-酮、胡萝卜烯三酮等叶黄素的代谢产物。 OH 图1.1人眼视网膜黄斑色素结构 （A：叶黄素、玉米黄质和内消族玉米黄质） 和微量色素结构(B) 的恒河猴，进行叶黄素补充后其视网膜中可检测出内消旋玉米黄质(；采用氛代叶黄素或玉米黄质饲喂鹑笋，也在氛代叶 基于内消旋玉米黄质与叶黄素的构象相似性，推测其可在视网膜中经一个双键位置发生转变形成内消旋玉米黄质。两项动物实验研究结果表明，叶黄素是内消旋玉米黄质在视网膜中的主要前体物质：对于缺乏黄斑色素的饲料喂养长大 黄素喂养的剪将视网膜中发现标记的内消旋玉米黄质("。 05／叶黄素和玉米黄质的结构与理化性质 2)叶黄和玉米黄质的理化性质 叶黄素和玉米黄质纯品为橘黄色粉末或深黄棕色波体，有弱干草气味，是脂溶性化合物，几平不溶于水，易溶于乙醇、丙酮、氯仿、二氯甲烷等非极性溶剂。它们在碱性溶液中比较稳定，但对热和紫外线不稳定。叶黄素酯稳定性强于叶黄素，只有高温、强酸、铁离子等因素对叶黄素酯破坏较大。 叶黄素和玉米黄质在紫外-可见光区有独特的吸收峰，可吸收和过滤高能量的蓝光（400-460nm），其对光的吸收能力 主要取决于共轭多烯链特征，吸收光谱的最大吸收波长与多烯链共轭程度密切相关，除多烯链长度外，类胡萝下素的光谱特征还与多烯链相连的末尾基团的性质有关。因此，叶黄索和玉米黄质可以起到过滤蓝光的作用，降低到达视网膜的蓝光强度，有效预防和改善由强光暴露引起的黄斑病变和白内障。 CNSCI中营 CNSCI中营惠营养健康研究院 叶黄素和玉米黄质与视觉健康 叶黄素和玉米黄质的食物来源、摄入水平及参考摄入量/06 叶黄素和玉米黄质的食物来源、摄入水平及参考摄入量 人体不能自行合成叶黄素和玉米黄质，必须从食物（含母乳)或其它