[科普中国]-番红花色素

简介

番红花柱头中所含的黄红色素在医学上被用作止痛药、镇痛剂,同时,还可以用作食品着色剂。番红花色素中含有类相萝卜素、藏花素以及其它一些成分，如苦藏花素—由一种苦苷和藏花醛组成。番红花的这种色素与苦普定位产生的现象表明它们只能在与柱头形成有关的特定条件下才会合成。

化学成分水溶性色素此类成分主要是藏红花酸(crocre-tin)与糖形成的一系列酯(crocin)化合物,它是番红花的主要药用和色素成分。其结构主要为全反式藏红花苷:α-藏红花素(α-crocin,Ⅰ )、β-藏红花素(β-crocin,Ⅱ )、γ-藏红花素(γ-crocin,Ⅲ )以及藏红花素-Ⅰ～ Ⅴ (crocins-Ⅰ～ Ⅴ ,Ⅳ～ Ⅷ );另有一个特殊的顺式藏红花苷酯类化合物:果素-6’-O-藏红花酰基-1"-O-β-D-葡萄糖苷酯(mangicrocin,Ⅸ )。

脂溶性色素脂溶性色素成分:主要有α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、玉米黄质(zeaxanthin)、八氢番茄烃(phytoene)、六氢番茄烃(phytofluene)、番茄烯(lycopene)。

代谢机理日本广岛大学教授通过组织培养法弄清了藏花素与苦藏花素在植物体中合成的条件。发现番红花色素是由植物生长素与细胞分裂素所控制的。

其实验方法如下:

在番红花开花前采来柱头与花柱,即当花蕾长度达到9~13厘米时,用袖珍剪刀将它们从植物的球茎上剪下来,为了弄清柱头的哪一部分最适宜增殖,先用无菌镊将柱头分为3个部分,并分别将它们植入盛有固体培养基的试管中,培养基中含有3%蔗糖和0.2%gerlile。

为了研究植物生长素与细胞分裂素讨柱头结构及色素、苦藏花素形成的影响,培养基中还分别加进了各种浓度不同的NAA- BAP、IAA-BAP或2,4-D-BAP。所有培养组织均按一式三份,置于暗室中,温度保持在25度左右,每2个月进行一次传代培养。

经过四个月培养,将新鲜的柱头及花住培养组织在搅拌机里用90%McoH进行匀化处理,过滤后的匀浆在真空中蒸发。用高效液相色谱仪对含有黄色素的提取液进行分析。

用制备高效液相色谱法分离出的藏花素和苦藏花素可通过与真实样品进行光谱比较而鉴别出来。从而证明香红花柱头与花柱的形成确实是受植物生长素与细胞分裂素所控制的。1

番红花柱头中存在一条独特的代谢途径,能将脂溶性的玉米黄质降解产生藏红花酸、部分挥发油和藏红花苦素;藏红花酸进一步糖苷化形成特殊的水溶性色素如藏红花苷等;藏红花苦素进一步降解氧化形成一系列以藏红花醛为代表的具有特殊香味的挥发油。这一代谢过程主要在干燥和储存过程中发生,因此新鲜采集的柱头几乎是无香味的。2

生物活性有实验证明，番红花色素具有抗癌的功效，研究西红花乙醇总提取物及西红花中不同成分体外对人肿瘤细胞生长的抑制作用,结果发现不同成分对Hela细胞的半数致死量分别为:番红花干燥柱头提取物2.3mg /mL、藏红花素3 mmol/L、藏红花醛0.8 mmol/L、藏红花苦素3 mmol/L。2

现代研究发现番红花制剂具有明显的抑癌抗癌能力,其抗癌机理可能是破坏合成酶系,即破坏了对细胞合成至关重要的一蛋白质联系媒介,从而抑制和的合成,达到抑制肿瘤细胞生长的作用。

此外,番红花素类物质还抑制细胞蛋白激酶的活性以及原癌基因的表达。等研究发现,番红花的萃取物可以抑制人肿瘤细胞的生长。有研究结果表明,用番红花素处理过的细胞出现溶胀和质膜破裂,显示其细胞毒性可能由胞外液体吸收导致。考虑到水溶性和高抑制性等,番红花素被认为是番红花成分中最有希望的癌症治疗药剂之一。

Garcia-Olmo等长期用从番红花干燥柱头中提取的藏红花素、类胡萝卜素糖苷治疗接种结肠癌的大鼠,发现藏红花素和类胡萝卜素糖苷能延长雌性大鼠的寿命,减慢癌细胞生长速度,但对雄性大鼠没有疗效。经免疫血清分析,此两种化合物对肾脏只有轻微的毒性。3

应用食品工业应用番红花色素为黄色着色剂和香料，主要用于糕点、果冻、糖果、面条、冷饮、香肠肠衣、人造奶油、起酥油、焙烤食品、酒精饮料等的着色。

功能成分应用番红花色素之中的黄红色素在医学上被用作止痛药、镇痛剂。

提取方法番红花色素一直是世界各地广泛应用的着色剂,产品多为非晶形糊状或棕黄色粉状。一般先用乙醇从藏红花中提取,然后,通过铅盐沉淀或柱色谱法提纯。色素物质回收率普遍较低的原因之一就在于提纯过程太复杂、太细、时间太长,结果造成色素的降解和转化。

目前提取番红花色素的新方法是，在低pH条件下,通过阴离子交换纤维素迅速俘获色素,再用甲醇、乙醇或丙酮将它们顺利地释放出来。加入一些极性溶剂到离解媒介中,有助于将俘获的化合物迅速地回收起来。通过氢结合,酚化合物可以吸附在聚合物上。此外,某些氢结合溶剂与水混合后,可以或多或少地从不溶性混合物中将酚化合物俘获。被离子俘获的藏花黄色素,只要用非极性溶剂或极性溶剂与非极性溶剂的混合物即可从俘获系统上分离出来。这表明在结合机制方面,氢链合力起了配合作用,尽管在色素缔合过程中,离子亲合力起着主要作用。4