番紅花色素

番紅花色素

番紅花為鳶尾科番紅花屬植物,原產於歐洲南部至伊朗,經印度傳入西藏,故亦稱藏紅花,習用至今,現在我國浙江、江西、江蘇、北京、上海有少量栽培。它既是一種名貴藥材,也是一種名貴香料,現代藥理研究表明番紅花具有很強的循環系統作用以及抗腫瘤、抗氧化等生物活性。中醫將其乾燥柱頭入藥,稱為西紅花,具有活血化瘀、涼血解毒、解郁安神之功效。番紅花色素,亦稱藏紅花色素,是指從番紅花柱頭中提取出的類胡蘿蔔素、藏花素等色素的總稱。

  • 中文名稱
    番紅花色素
  • 外文名稱
    Safran

簡介

番紅花柱頭中所含的黃紅色素在醫學上被用作止痛藥、鎮痛劑,同時,還可以用作食品著色劑。番紅花色素中含有類相蘿蔔素、藏花素以及其它一些成分,如苦藏花素-由一種苦苷和藏花醛組成。番紅花的這種色素與苦普定位產生的現象表明它們只能在與柱頭形成有關的特定條件下才會合成。

化學成分

水溶性色素

此類成分主要是藏紅花酸(crocre-tin)與糖形成的一系列酯(crocin)化合物,它是番紅花的主要藥用和色素成分。其結構主要為全反式藏紅花苷:α-藏紅花素(α-crocin,Ⅰ )、β-藏紅花素(β-crocin,Ⅱ )、γ-藏紅花素(γ-crocin,Ⅲ )以及藏紅花素-Ⅰ~ Ⅴ (crocins-Ⅰ~ Ⅴ ,Ⅳ~ Ⅷ );另有一個特殊的順式藏紅花苷酯類化合物:果素-6'-O-藏紅花醯基-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-胡蘿蔔素、β-胡蘿蔔素、玉米黃質(zeaxanthin)、八氫番茄烴(phytoene)、六氫番茄烴(phytofluene)、番茄烯(lycopene)。

代謝機理

日本廣島大學教授通過組織培養法弄清了藏花素與苦藏花素在植物體中合成的條件。發現番紅花色素是由植物生長素與細胞分裂素所控制的。

其實驗方法如下:

在番紅花開花前采來柱頭與花柱,即當花蕾長度達到9~13厘米時,用袖珍剪刀將它們從植物的球莖上剪下來,為了弄清柱頭的哪一部分最適宜增殖,先用無菌鑷將柱頭分為3個部分,並分別將它們植入盛有固體培養基的試管中,培養基中含有3%蔗糖和0.2%gerlile。

為了研究植物生長素與細胞分裂素討柱頭結構及色素、苦藏花素形成的影響,培養基中還分別加進了各種濃度不同的NAA- BAP、IAA-BAP或2,4-D-BAP。所有培養組織均按一式三份,置於暗室中,溫度保持在25度左右,每2個月進行一次傳代培養。

經過四個月培養,將新鮮的柱頭及花住培養組織在攪拌機里用90%McoH進行勻化處理,過濾後的勻漿在真空中蒸發。用高效液相色譜儀對含有黃色素的提取液進行分析。

用製備高效液相色譜法分離出的藏花素和苦藏花素可通過與真實樣品進行光譜比較而鑑別出來。從而證明香紅花柱頭與花柱的形成確實是受植物生長素與細胞分裂素所控制的。

番紅花柱頭中存在一條獨特的代謝途徑,能將脂溶性的玉米黃質降解產生藏紅花酸、部分揮髮油和藏紅花苦素;藏紅花酸進一步糖苷化形成特殊的水溶性色素如藏紅花苷等;藏紅花苦素進一步降解氧化形成一系列以藏紅花醛為代表的具有特殊香味的揮髮油。這一代謝過程主要在乾燥和儲存過程中發生,因此新鮮採集的柱頭幾乎是無香味的。

生物活性

有實驗證明,番紅花色素具有抗癌的功效,研究西紅花乙醇總提取物及西紅花中不同成分體外對人腫瘤細胞生長的抑制作用,結果發現不同成分對Hela細胞的半數致死量分別為:番紅花乾燥柱頭提取物2.3mg /mL、藏紅花素3 mmol/L、藏紅花醛0.8 mmol/L、藏紅花苦素3 mmol/L。

現代研究發現番紅花製劑具有明顯的抑癌抗癌能力,其抗癌機理可能是破壞合成酶系,即破壞了對細胞合成至關重要的一蛋白質聯繫媒介,從而抑制和的合成,達到抑制腫瘤細胞生長的作用。

此外,番紅花素類物質還抑制細胞蛋白激酶的活性以及原癌基因的表達。等研究發現,番紅花的萃取物可以抑制人腫瘤細胞的生長。有研究結果表明,用番紅花素處理過的細胞出現溶脹和質膜破裂,顯示其細胞毒性可能由胞外液體吸收導致。考慮到水溶性和高抑制性等,番紅花素被認為是番紅花成分中最有希望的癌症治療藥劑之一。

Garcia-Olmo等長期用從番紅花乾燥柱頭中提取的藏紅花素、類胡蘿蔔素糖苷治療接種結腸癌的大鼠,發現藏紅花素和類胡蘿蔔素糖苷能延長雌性大鼠的壽命,減慢癌細胞生長速度,但對雄性大鼠沒有療效。經免疫血清分析,此兩種化合物對腎臟只有輕微的毒性。

套用

食品工業套用

番紅花色素為黃色著色劑和香料,主要用於糕點、果凍、糖果、麵條、冷飲、香腸腸衣、人造奶油、起酥油、焙烤食品、酒精飲料等的著色。

功能成分套用

番紅花色素之中的黃紅色素在醫學上被用作止痛藥、鎮痛劑。

提取方法

番紅花色素一直是世界各地廣泛套用的著色劑,產品多為非晶形糊狀或棕黃色粉狀。一般先用乙醇從藏紅花中提取,然後,通過鉛鹽沉澱或柱色譜法提純。色素物質回收率普遍較低的原因之一就在於提純過程太複雜、太細、時間太長,結果造成色素的降解和轉化。

目前提取番紅花色素的新方法是,在低pH條件下,通過陰離子交換纖維素迅速俘獲色素,再用甲醇、乙醇或丙酮將它們順利地釋放出來。加入一些極性溶劑到離解媒介中,有助於將俘獲的化合物迅速地回收起來。通過氫結合,酚化合物可以吸附在聚合物上。此外,某些氫結合溶劑與水混合後,可以或多或少地從不溶性混合物中將酚化合物俘獲。被離子俘獲的藏花黃色素,只要用非極性溶劑或極性溶劑與非極性溶劑的混合物即可從俘獲系統上分離出來。這表明在結合機制方面,氫鏈合力起了配合作用,儘管在色素締合過程中,離子親合力起著主要作用。

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