论文集类胡萝卜素的市场前景与制剂化研究邵斌（浙江医药股份有限公司新昌制药厂，新昌３１２５００）摘要：简要地回顾了类胡萝卜素特别是１３一胡萝卜素、虾青素、斑螫黄质、番茄红素、叶黄素和玉米黄质的生理功能后，对类胡萝卜素的市场情况进行了分析，并对类胡萝卜素的制剂化研究进展进行了综述。关键词：类胡萝卜素；功能；市场；制剂化Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒｒｅｖｉｅｗｉｎｇｔｈｅｂｉｏｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆ８０ｍｅｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｐｅｎｅ，ｌｕｔｅｉｎａｎｄｚｅａｘａｎｔｈｉｎ，ｔｈｅｍａｒｋｅｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ鹊’ｗｅｌｌｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｍａｒｋｅｔ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｓ８ＳＢ—ｃａｒｏｔｅｎｅ，ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ，ｃａｎｔｈａｘａｎｔｈｉｎ，ｌｙｅｅ－ｏｎｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｅｅａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｗｅｒｅ类胡萝卜素（Ｃａｒｔｅｎｏｉｄｓ）在自然界中广泛存在，它们具有共同的化学结构特征，分子中心都是多烯键的聚异戊二烯长链，通过末端的环化、氧的加入或键的旋转及异构化等方式产生出许多衍生物。它们属于类萜化合物，是胡萝卜素（Ｃａｒｏｔｅｎｅ）和叶黄素（Ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌｓ）两大类色素的总称¨以Ｊ。分子中不含有氧原子的碳氢族类胡萝卜素称为胡萝卜素族；分子中含有氧功能团（如羟基、环氧基、甲氧基、酮基、羟基等）的衍生物及其酯类则称为叶黄素族。目前，己知的类胡萝卜素成员大概有６００多种”】，其中研究得最多的主要有六种，分别为口一胡萝卜素、虾青素、斑蝥黄质、番茄红素、叶黄素和玉米黄质，卢一胡萝卜素和番茄红素属于胡萝卜素族，而虾青素、斑蝥黄质、叶黄素和玉米黄质则属于叶黄素族。趣；１类胡萝卜素的市场情况最近人们对类胡萝卜素的兴趣越来越着重于其营养属性，因为大量的科学研究己证实，类胡萝卜素对健康有益，而且在健康方面的应用正在迅速增长。总的来说，推动类胡萝卜素市场增长的主要动力在于以下几个方面Ｈ０｜：——更加健康的生活方式和对个人健康的更加关注；——人口老化和对预防措施日益增长的兴——对天然提取的类胡萝卜素越来越多的需求；——对鸡和鱼消费的增长。但是尽管类胡萝卜素的应用在持续推进，但增长并不是压倒性的。从ＢＣＣ最近的一份报告可以看出，在此后的几年中，全球商业化的类胡萝卜素市场每年的增长率为２．９％，市值将从目前的８．８７亿美元增长到２００９年的１０亿美元。但市场容量的增长要远远大于这一数字，这是因为某些类胡萝卜素产品的价格随着数量的增加在快速下降，其结果是收入的零增长；某些产品则趋于成熟，增长自然减缓，市场竞争加剧，导致价格不断下降，这些对类胡萝卜素市场收入的增加发挥着抵制作用。类胡萝卜素长期被认为是一类色素，自然界中秋天的落叶和各种斑谰色彩的动物给人类以无与伦比的美感。但着色功能仅是类胡萝卜素功能方面很小的一部分，其用途更主要地体现在其生物功能方面，这方面的研究文献很多，主要有作为维生素Ａ原【４】、清除自由基【５。６］、防癌抗癌［７－ｓ］及眼保健【９１等方面，从某种意义上讲，类胡萝卜素是具有维生素功能的类维生素类。论文集目前，欧洲是类胡萝卜素市场的主体，而且作用¨１１。在将来仍然是，其次是北美市场。在一些发展中类胡萝卜素的最终应用形式一般有以下几个国家，类胡萝卜素也越来越引起人们的重视。市方面：（１）膳食补充剂；（２）强化食品；（３）场上销售的大多数类胡萝卜素是化学合成的，部食品着色；（４）动物饲料；（５）药品和化妆品。分是从植物中提取的。发酵法尚未能扮演重要角表１中列出了２００４年几种类胡萝卜素的市场色，尽管这种方法在将来期望起到一个更重要的值及其主要的应用领域。表１六种类胡萝Ｉ－素的市场值及其应用领域产品２００４年市场值（亿美元）占总类胡萝卜素市场份额比例应用领域口一胡萝卜素２．４２＞２５％功能食品、食品着色剂虾青素２．３４＞２５％三文鱼、鲑鱼着色斑螫黄质１．４５鱼、鸡饲料叶黄素和玉米黄质１．３９眼保健番茄红素１．３４健康及营养Ｆｕｌｌｅｒ等人【１３］曾比较了口一胡萝卜素三种食２类胡萝卜素的制剂化研究品添加方式在健康人体内引起的急性血浆反应。２．１类胡萝卜素制剂化的必要性三种添加方式分别是１０％水溶性化学合成的ｐ一２．１．１增强类胡萝卜素的稳定性类胡萝卜素分胡萝卜素微胶囊、化学合成的口一胡萝卜素胶丸子中存在至少九个双键，是非常不稳定的物质，和来源于天然盐生杜氏藻的混合类胡萝卜素胶易受光、氧、水分、重金属、氧化剂或还原剂的丸。结果表明，尽管胶丸添加方式中卢一胡萝卜作用而降解，而且条件改变时易产生活性不高的素含量达到了约８０％，大大高于微胶囊中ＪＢ一胡异构体。但通过制剂化处理后能大大提高其对环萝卜素的含量（约１０％～２０％），但微胶囊添加境的适应能力，增强其稳定性。方式的急性血浆反应明显比两种胶丸补充方式高２．１．２扩大类胡萝卜素的应用范围由于类胡萝出４７％～５０％。从Ｆｕｌｌｅｒ的实验中能直观地看到卜素的脂溶性，其在食品及饮料中的直接应用受将』Ｂ一胡萝卜素等类胡萝卜素制剂化（尤其是微到很大的限制，目前类胡萝卜素晶体在食品和饲胶囊化）后，不仅能大大提高其生物利用率，同料及药物上都不直接使用，因为结晶形式的类胡时还行之有效地节约了类胡萝卜素产品资源。萝卜素吸收很差，且几乎没有着色效果。因此为２．２类胡萝卜素制剂化方法及其特点了增加着色效果并增强吸收性，改变溶解能力，有关类胡萝卜素制剂化的研究己有５０多年的扩大其应用范围，必须将类胡萝卜素制剂化。历史了，有些类胡萝卜素的制剂技术也已经成２．１．３增加类胡萝卜素的生物利用度影响类胡熟，还有一些制剂化技术正在发展中。到目前为萝卜素生物利用率的因素有很多，它们或者影响止，市场上比较成熟的类胡萝卜素制剂剂型主要到类胡萝卜素的吸收，如类胡萝卜素的结构形有三大类：类胡萝小素油悬浮液、类胡萝卜素乳式、在食物中的物理结合状态、膳食中脂肪和蛋液及类胡萝卜素微胶囊干粉等，尤以类胡萝Ｉ－素白质的含量、动物体内的ｐＨ值的变化、胆汁中干粉剂型研究得最多，产品最为常见，应用范围胆酸和胆酸盐的浓度、肠道中胰酶以及体内维生最广，品种也最为齐全。素Ａ的营养状况等，都影响到类胡萝卜素的转２．２．１类胡萝卜素油悬液（Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ０ｉｌＳｕｓ—化；或者直接影响类胡萝卜素加双氧酶的活性；ｐｅｎｓｉｏｎ，ＯＳ）因为类胡萝卜素晶体中存在着许有些抑制剂也会降低类胡萝卜素的吸收【１２Ｉ。多双键，产品本身极不稳定，不利于贮存运输及论文集应用，为了解决这一问题，通过将类胡萝卜素研磨或粉碎到一定的细度后悬浮于植物油中就得类胡萝卜素油悬液。此技术的关键是采用某种手段将类胡萝卜素磨成一定的细度，一般要求最终产品中类胡萝卜素晶体的平均粒径为２～３ｔｒｍ，最大不超过１５１上ｍ。在研磨过程中活性成分会因为温度的升高而受到损害，也会发生一定程度的氧化。因终产品中类胡萝卜素的粒径较粗，就产品的生物利用度来说，此类方法存在一定的局限性，实际上，因产品中含有较多量的植物油及类胡萝卜素本身的油溶性，使得类胡萝卜素油悬液一般只用于油溶性食品中如油脂食品、人造奶油、食用油等，且在应用之前要经过稀释加热处理使其中的类胡萝卜素充分溶解，也有应用于软胶囊以提供维生素Ａ或相应的类胡萝卜素，但吸收率并不理想。市场上此类产品主要有Ｂ一胡萝卜素３０％含量的油悬液，叶黄素酯３０％含量的油悬液，叶黄素２０％含量的油悬液等。２．２．２类胡萝卜素乳液（ＣａｒｏｔｅｎｏｉｄｓＥｍｕｌｓｉｏｎ）类胡萝卜素是油溶性的，不能直接应用于水基质食品，本身也不稳定，为了改变类胡萝卜素的溶解性并使其稳定，可先将类胡萝卜素加热到其熔点以上使其熔融，然后与一定量的水充分混合，在水相中预先加入了一定的乳化剂和稳定剂，这样就得到了类胡萝卜素的乳液。此乳液主要用于即食食品、焙烤食品、饮料、果冻、糖果和奶制品等的着色。类胡萝卜素乳液在生产和应用时主要存在以下几个方面的缺陷：（１）乳液加工过程中要将类胡萝卜素晶体升温到１６０℃以上，但这会造成类胡萝卜素的异构化，降低了其生物活性，因此此类产品一般只用作水基质食品的着色，且色调只能为黄色；（２）为了使产品乳液足够稳定，要在乳液中加入较多的稳定剂和乳化剂，这些成分可能与食品中某些组分作用而造成体系不稳定，限制了其应用范围。而且，为了产品乳液的稳定，其中的活性成分含量不会很高，一般不超过１０％；（３）乳液本身是一个不稳定的体系，给产品贮存、运输过程带来较多麻烦，费用高，需要专门的冷库贮存，且产品的保质期短，一般不超过六个月。上述这些缺陷限制了类胡萝卜素乳液的大范围使用，目前市场上的该类产品主要有Ｂ一胡萝卜素乳液（含量从１％到１０％，其中根据应用时的浊度要求又可分为清乳液和浊乳液两类）、叶黄素乳液（含量为１．５％左右）。２．２．３类胡萝卜素微囊化干粉或微粒（Ｃａｒｏｔｅ－ｎｏｉｄｓＭｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓＰｏｗｄｅｒ／Ｂｅａｄｌｅｔｓ）为了提高类胡萝卜素产品的着色效力和生物利用度，通过微胶囊化将其制成千粉或微粒不失为一种很好的方法，有关这方面的研究较多，也取得了一定的成果。微囊化方法有许多优点，首先，根据需要，可以使类胡萝卜素干粉为水溶性而应用于水基质食品中，也可压片用于膳食补充剂中；其次，干粉制备过程中对活性成分的破坏较少，最大限度地保留了类胡萝卜素的生物活性；再次，产品中活性成分的含量较高，可达１０％以上，甚至可达２０％；最后，产品的稳定性好，保质期可达三年，常规条件贮存即可，运输也很便利。类胡萝卜素微胶囊化干粉的制备过程可划分为三个步骤：（１）水相和油相的制备：水相中包括某种选定的壁材、填充物、水溶性抗氧化剂和乳化剂等。而油相中包括类胡萝卜素，油溶性抗氧化剂和乳化剂等，可加或不加一定量的油；（２）乳化液的制备：将水相和油相在某种混合方式下进行充分混合；（３）将乳化液转化为颗粒，并进行干燥，得到需要的微胶囊化干粉／微粒。其微胶囊化的具体过程可由图１中得到体现。在类胡萝卜素微囊化干粉制剂的制备过程中，其关键在于油相制备和微胶囊颗粒的成型方法。按乳液制备过程油相制备方法上的差异，可分为研磨法［１４ｌ、直接熔融法ｕ引、瞬时加热法、有机溶剂法［１６－１７］及超临界处理法ｎ引等。研磨法最大的优势在于其生产过程中没有带入有害物质，因此是最安全、最环保的方法。但其最大的缺陷在于研磨后的颗粒只能达到２～ｌＯｐ，ｍ，极难研磨到１Ｉｘｍ，因此，就产品的生物利用率而言，此类方法有较大的局限性，同时使用该方法能耗大，生产上不够经济。论文集’目一崮一崮一崮ａ心材均匀分散在介质中；ｂ将心材加入到壁材中；ｃ通过某种方法使壁材在心材表面形成壁膜；ｄ固化图ｌ微胶囊化的基本过程直接熔融法生产类胡萝卜素微胶囊过程中也在较低的环境温度下雾化乳液，使这些微胶囊雾没使用到有机溶剂，是比较安全、环保的制备方滴在刚生成时就凝固定型，而且这些定型的雾滴法，而且最终产品中乳液粒径可达纳米级，有利会落人到流化的淀粉床中，雾化完成后，再缓慢于人体或动物体对活性成分的吸收，但该方法一地升高淀粉床的温度，带出水分和多余的淀粉，个较大的缺陷是为了使类胡萝卜素晶体充分溶最后就可以得到类球形、粒径较粗的微胶囊微解，要将油相升温至１６０℃以上，在这么高的温粒。度下，类胡萝卜素很容易发生异构化转变，从活总的来说，类胡萝卜素微胶囊干粉／微粒的性较高的全反式构型向活性较低顺式构型转变。应用范围最广，但其研发难度也最大，特别是高用有机溶剂法生产类胡萝ｂ素微囊化干粉／含量的产品，因为这些类胡萝卜素的微胶囊化不微粒，工艺较为简单，成本不高，且得到的产品仅仅涉及到其制备过程，更重要的是微胶囊终产的粒径可达纳米级，大部分为全反式异构体，但品的应用特性，包括其本身稳定性、应用稳定性是在产品中会有溶剂残留，且操作困难，因为溶（饮料中的稳定性、预混料中的稳定性等）、水分剂很容易破坏水相的包埋基质，一不小心，产品散特性、耐压性、流散性等。这些不同的特性有就会做坏。的相辅相成，布的则相互间关联不大，只有同时瞬时加热法是采用专用设备，使油相高温下满足几方面性质要求的微胶囊产品才是好的产瞬时加热融熔，一般加热时间为０．５～２ｓ，温度品，以前这些产品主要被ＤＳＭ、ＢＡＳＦ控制，国１６００Ｃ以上，然后与水相混合乳化，经过超高压均内的新昌制药厂经过几年的努力，成功地掌握了质机均质，快速冷却，得到纳米级乳液。由于加这一先进技术，已推出了多种微胶囊干粉／微粒热时间短，所以产品中反式异构体含量高，生物剂型类胡萝ｂ素产品，产品质量完全达到国际一利用度高，是目前工业化应用最广泛的微胶囊制流水平，成为国际上类胡萝ｂ素品种非常齐全的备法。新昌制药厂就采用该方法获得了质量上乘生产厂家。的类胡萝卜素微胶囊产品，质量受到广大客户的好评。参考文献：另外，按类胡萝卜素微胶囊干粉颗粒的成型［１］王业勤，李勤生．天然类胡萝卜素研究进展一生‘及应用．方法，其工艺又可分为喷雾干燥法及喷雾一淀粉中国医药科技出版社，１９９７床流化干燥微粒技术。［２］ＪｏｚｓｏｆＤｅｌｉ，ＺｏｌｔａｎＭａｍｓ．Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｒｕｉｔｓｏｆａｓｐａｒａｇｕｓｏｆｌｌｃｉｎａｌｉｓ．ＪＡｇｒｉＦｏｏｄＣｈｅｍ。２０００。４８：２７９３一・喷雾干燥法：是比较常规的微胶囊成型方”９６法。［３］王永华，梁世中．类胡萝ｂ素的结构和生理功能研究．广州・喷雾一淀粉床流化微粒技术：为一种比较食品工业科技，２０００，（４）：ｌ一４先进的微胶囊微粒成型技术，近两年来在国外的［４］ＡｎｔｈｏｎｙＴＤ，Ｆａｔｓｏｌｕｂｌｅｖｉｔａｍｉｎｓ，ｔｈｅｉｒｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄａｐｐｌｉ・一些大公司的维生素Ａ、类胡萝卜素等产品上开ｃａｔｉｏｎ．Ｔｒｏｗｂｒｉｄｇｅ：Ｒｅｄｗｏｏｄ—Ｂｕｒｎ脚．，１９９５：ｌ一６［５］ＳｉｅｓＨＷ，ＶｉｔａｍｉｎＥａｎｄＣ，ｂｅｔａ—ｃａｒｏｔｅｎｅ，ａｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｃａｒ－始得到应用。其原理就是利用一些如凝固点较低ｍｅｎｅｏｉｄｓａｓａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓ．Ａｍ．Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｎｕｔｒｉ．，１９９５，６２：的胶体类物质如明胶、阿拉伯胶等微胶囊包材，１３１５—１３２１’论文集［６］赵文恩，韩雅珊，等．类胡萝卜素对１１２０２一ＮｓｏＣｌ体系生［１２］黄洋，姜建国．类胡萝卜素的生物利用事．食品科技．成单线态氯的的淬灭作用．生物物理学报．１９９７，１３（１）：２００２。（１１）：６７一国１３７一１４２ｃａ咖ｅｓｉｓ［１３】ｕＩｌｄｙＪＦ，ＤｕｌｅＮＢ，Ｇ曩ｌｙＪ．Ｓｔｍｅｔｕｒｅａｌａｎｄｓｅｏｍｅｕｉｃａｌｉｓｏ－［７】ＷｏｌｆＧ。ＲｅｔｉｎｏｉｄｓａｎｄｅａｒｍｅｎｍｃＩＩ秘ｉｎｈｉｂｉｔｏｍｏｆ眦５ｏｆｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｉｎｈｕｍａｎｐｌａｓｍａ．Ｊ．Ｎｕｔｒｉ．。１２０：１６５４ａｎｄｉｎｄｕｃｅｒｓｏｆｃｅｌｌ—ｃｅｌｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．ＮｕｔｒｉｔｉｏｎＲｇｖｉｃＷ．。一ｌ６｜６２１９９１２。５０：２７０一２７４［１４】ＭｎｓａｅｎｓＪ，Ｖｉｌｓｔｕｐ，Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｍｐｏｆｆｉｎｓ・ｗａｔｅｒｄｉｌ触ｂｙ－［８】ＢｅｒｔｒａｍＪ．Ｓ．，ＰａｎｇＡ．，ｅｔａ１．Ｄｉｖｅｒｓｅｅａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｐｒｏｔｅｃｔ－－ｄｒｏｐｈｏｂｉｃ饵ａｅｎｍｐｂｉｌｉｃｓｏｌｉｄ．Ｅ阳．４９８，８２４，１９９９翻ｉＩｌ｜ｔｃｈｅｍｉｃａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｎｅｏｐｌａｓｔｉｃｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ｃＩｍｃｉ：∞薛ｎ．［１５］ＫｏｗａｌｓｋＪ，ＲａｙＥｄｗａｒｄ。Ｐｒｏｅｍ．ｆｏｒｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｅｔｅ－ｅｓｉｓ。１９９１，１２：６７２—６７８ｎｏｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ．ＥＦ０，８０７，４３１。１９９７［９］ＢｅｒｅｎｄｓｅｈｏｔＴＴ，ＧｏｌｄｂｏｈｍＲＡ＆ＫｌｏｐｐｉｎｇｗＡ，Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ［１６］ＹｈｏｎｕｍｗＡ。Ｋｅａｒｎｙ，Ｗａｔｅｒｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｐ弛ｐｍ＇ａ－ｌｕｔｅｉｎｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｎｍａｃｕｌａｒｐｉｇｍｅｍ，ａｓｓｅｓｓｅｄｗｉｔｈｔｗｏｏｈ－ｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｒｅ，．ＵＳ３。９９８。７５３，１９７６ｊｅｅｔｉｖｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｉｎｖｅｓｔ．Ｏｐｈｔｈａｌ瑚ｌＶｉｓ．Ｓｃｉ．。２０００，４１：［１７】Ｋｏｗａｌｓｋｉ，Ｉ蛔Ｅ，Ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｃｏｍｐｏ－３３２２—３３２６ｓｉｔｉｏｎｓ。ＵＳ６，０９３，３４８，２０００［１０］Ｆｒｏｍ＆Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ＣａｒｅｔｅｎｏｉｄｓｍａｒｋｅｔｉｎＥｕｒｏｐｅａｎ，２００３［１８】ＷｅｉｄｎｅｒＥ－Ｋｎｅｚｚ。ＰｒｏｃｅｓｓｆｏｒｔｈｅⅣＤｄ眦畦∞ｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ啊［１１］ＦｒｅｄｅｒｉｃｋＫ，ＧｅｒｈａｒｄＥ，Ｔｈｅｃａｒｅｔｏｎｏｉｄｓｍａｒｋｅｔｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｐｏｗｄｅｒｓ，ＵＳ６，０５６，７９１，２０００２００５