栀子黄色素的研究进展

栀子黄色素的研究进展

栀子是蔷薇科植物的干燥成熟果实。它的性寒而苦，属于心轴和三焦经络。具有清热明火、清热利尿、凉血解毒的功效。黄疸、尿红、出血、尿崩等。现代研究表明,栀子中含环烯醚萜类(京尼平苷、羟异栀子苷等)、二萜类化合物(藏红花素、藏红花酸等)、三萜类化合物(栀子花甲酸、栀子花乙酸等)、黄酮类化合物(栀子素A,B,C,D,E等)、有机酸酯类[绿原酸、3,4-二咖啡酰-5-(3-羟基-3-甲基戊二酰)奎尼酸等]、挥发油类(醋酸苄酯、苯甲酸甲酯、橙花叔醇等)、多糖、胆碱、熊果酸及各种微量元素。1栀子烟的研究和应用1.1制备料基础原料栀子黄色素是从栀子的果实中提取的天然色素,是一种橙色、极易溶于水的粉末。主要成分是黄酮类的栀子素(gardenin)、类胡萝卜素的藏红花素(crocin)和藏红花酸(crocetin)。栀子黄色素作为一种天然色素,与合成食用色素相比有以下优点:染色性极好,几乎无色散现象,对蛋白和淀粉染色尤为稳定;耐光耐热耐酸碱,在加工和保存过程中比较稳定,几乎不受金属离子的影响,但对铁有变成黑色调的倾向,主要由于Fe2+在溶液中被氧化生成沉淀。极易溶于水,无异味;对人体安全无毒,且具有利胆作用,可增强肝脏的解毒功能;能很好的模仿天然柠檬黄的色调,着色自然新鲜。目前,栀子黄色素主要用作食品、饮料着色剂,在饲料、医药业方面的应用也得到不断拓展。1.1.1栀子黄色素在果酒中的应用用栀子黄色素调制水果糖、饴糖时,可使其呈透明柠檬黄色,长期不褪色;糖煮栗时,水煮时加入栀子黄色素,冷却后于糖水中浸渍,可使其色味俱佳;用于面类制品时,栀子黄色素的水溶性极好,在碱性时呈现稳定的鲜明黄色。用于素面时,添加栀子黄色素后的素面成鲜艳的蛋黄色,且经过一段时间黄色不消失;制饼干时,用其调制可使饼干色调略带白,加入少量焦糖,色调将极其美妙;用于点心时,可得到艳丽的柠檬制品;用于蛋卷,在和面时加入,可使色调鲜;栀子黄色素可用于香蕉等冷菜,但用于果子露冰淇淋时,需并加入抗坏血酸;栀子黄色素用于咸菜时可使其色调均匀鲜美;因栀子黄色素不与蛋白质良好吸浸,故用作蟹片制备时可使其美观自然。栀子黄色素溶液与氧化剂共存时会因氧化作用而导致褪色,因此,若在食品中使用栀子黄色素,就应尽量避免在加工和贮存过程中与氧化剂接触,延缓或减轻栀子黄色素的褪色现象,在添加栀子黄色素作为染着剂的食品体系中,同时添加抗坏血酸、异抗坏血酸钠,能够明显延缓色素的褪色。因此,在不影响产品风味和其他质量指标的前提下,可以添加适量抗氧化剂,阻止或延缓栀子黄色素的褪色。在制备冷饮如柠檬色调的冰淇淋时,用0.1%~0.2%的栀子黄色素,可使其色泽鲜美;在调制酒如柠檬色调的果酒时,加入栀子黄色素,可使其色泽金黄,鲜艳透明,无任何异味或药味。在台湾,栀子黄色素用于绍兴黄酒的着色;在清凉饮料方面,栀子黄色素可使果汁、汽水等清凉饮料色泽鲜艳清澄,且保持长时间不褪色。1.1.2黄色素对ccl4致小鼠肝损伤的保护作用研究表明,栀子黄色素可以促进胆汁的分泌,增强肝脏的解毒功能,同时降低血中胆红素,降低胆固醇,张德权等人又在实验中发现栀子黄色素对CCl4致小鼠肝损伤具有保护作用。栀子黄色素在医药行业的应用已受到广泛关注。1.1.3培养三黄鸡国外有报道,将黄色素加入饲料中喂鸡,可以培养出最好的三黄鸡,不仅比一般的鸡大,且黄色浓,味道鲜,营养价值高,栀子黄色素用于饲料工业正在开发之中。1.1.4栀子黄色素的安全作用栀子黄色素应用于化妆品,至今国内国外尚无报道,但已有研究表明它在化妆品中使用的可行性。栀子黄色素为黄色至黄褐色,带有特殊嗅味但不影响化妆品的香味,在水中溶解速度快,并能形成清澈透明,鲜艳悦目的明亮黄色还兼有药理作用,它应用于化妆品的可行性主要由它的物理化学性质决定。研究表明,栀子黄色素对淀粉、蛋白质的着色性较强,故使用时需配置成足够稀释的低浓度溶液;溶于水、醇等,故适宜用于醇、水基质的或O/W型基质的化妆品;其水溶液呈弱酸性至中性,故适用于弱酸性至中性化妆品中;栀子黄色素的色调和着色力几乎不受其他金属及其离子的干扰,但对铜和铁及其离子不稳定,有变黑的倾向,故应用于不含铁、铜的化妆品,或使用时添加螯合剂(EDTA-2Na)等。此外,通过一系列的毒理学和药理学研究,小鼠口服15g·kg-1栀子黄色素,结果无一例小鼠中毒死亡,腹腔注射时,LD50为27.45g·kg-1,皮下注射时,LD50为31.79g·kg-1;小白鼠经喂食2%栀子黄色素的饲料,结果未出现任何异常现象。同时,研究表明,栀子果实的水提取液对多种真菌有抑制作用,故对皮肤有一定的清洁、健康的作用,对细菌无此作用。经统计,未见有任何因栀子黄色素引起的皮肤刺激、过敏等不良反应的报道,故可以安全用于化妆品。目前,国内外用来提取、精制栀子黄色素的方法主要有大孔树脂法、超滤法、反向膜渗透法、聚乙烯冻胶法、铅盐沉淀法、活性炭吸附法、中性氧化铝除杂法、酸碱沉淀法、植物酶处理法、溶剂沉淀法、溶剂回流法等。但除大孔树脂法外很少用于工业生产,我国在此方面的研究也不多。在精制、分离栀子黄色素上,已有许多新型方法,如SFE、多级逆向浸渍提取和凝胶层析法等,都已得到较好的效果。1.2地质性状及色谱分析栀子蓝色素是栀子苷在β-葡萄糖苷酶的作用下,与伯氨基酸(甘氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸)在合适的条件下发生聚合反应的产物,该色素溶解性好,着色力强,属水溶性色素。研究表明栀子蓝色素在pH3.0~12.0内色调基本不变,在不同pH下有相同的吸收曲线,最大吸收波长不变,在酸性条件下吸光度相对较高。热稳定性较好,在沸水中处理10h后,色素残余89%以上;对自然光和漫散光产生的影响较小,紫外光对其无显著影响,紫外照射(功率12W、相距20cm)12h后,蓝色素仅损失5.5%。蓝色素对氧化剂H2O2较稳定,H2O2浓度高时会产生影响,但基本色调不变,最大吸收波长也不变,在H2O2浓度小于0.5mol·L-1时,蓝色素受其影响最小;维生素C在一般条件下对栀子蓝色素无显著不良影响。目前常用的天然蓝色素仅栀子蓝色素和从螺旋藻中提取的藻青素,栀子蓝色素的稳定性相对较好,故已得到广泛的应用。由于栀子蓝色素与其他红黄品系的天然色素调和后能产生一系列蓝绿变化的色调,可以由此开发出多种颜色的色素。在栀子蓝色素的制备过程中,可通过控制反应条件生产出栀子红色素,由栀子红、黄、蓝三元色可调出绿紫等其他颜色。深入研究提高工艺和质量标准,可进一步开发多种食品与药品的天然着色剂,使栀子黄色素资源产生更大的社会效益和经济效益。2给药剂研究2.1关于消化2.1.1京尼平苷、环烯醚苷栀子具有明显的胆囊收缩作用,其收缩作用明显大于水,甚至接近高脂餐效应,因此认为栀子具有利胆排石作用。栀子果实中的环烯醚萜苷类均有利胆作用,京尼平苷于大鼠十二指肠给药,对胆汁分泌明显呈持续性促进作用,京尼平苷是通过水解成京尼平而发挥利胆作用的;京尼平静脉及十二指肠给药均呈一过性利胆作用。藏红花素和藏红花酸均可使胆汁分泌增加。2.1.2栀子在胰腺治疗中的作用机体通过酶系统或非酶系统产生氧自由基,氧自由基能攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸引发脂质过氧化反应,并因此形成脂质过氧化物。脂质过氧化作用不仅把活性氧转化成活性化学剂,即非自由基性的脂类分解产物,而且通过链式或链式支链反应,放大活性氧的作用。因此,初始的一个活性氧能导致很多脂类分解产物的形成。这些分解产物中,一些是无害的,另一些则能引起细胞代谢及功能障碍。氧自由基不仅通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化引起细胞损伤,而且还能通过脂质过氧化物的分解引起细胞损伤。栀子提取液对SAP(重症胰腺炎)大鼠具有明显降低血清及组织中脂质过氧化物活性水平的作用,这对维护机体自身的抗氧化能力,减轻SAP时氧自由基及其级联反应对机体造成的损伤,减轻胰腺损伤将发挥有益的影响。以琥珀酰脱氢酶(SDH)、酸性磷酸酶、细胞色素P450分别做为线粒体、溶酶体和微粒体的标志酶,检测急性胰腺炎时栀子的治疗作用。结果显示:急性胰腺炎后,胰腺腺细胞中线粒体功能障碍,栀子治疗后使线粒体有氧代谢恢复或保持正常。溶酶体中大量释放酶即引起胰腺自身消化,栀子治疗后,使其酶释放减少,膜流动正常。同时栀子治疗使P450含量增加,提示细胞代谢转化功能增强。由此可以表明栀子能增强胰腺炎时胰腺的抗病能力。2.1.3加热制剂对护肝作用的影响栀子提取物对结扎总胆管的GOT升高有明显的降低作用,能增加正常动物Y,Z蛋白的量。张学兰等人对不同炮制品的保肝作用做了比较,结果表明生品作用最强,炒品、炒姜品也有较好的作用,炒炭品无此作用。加热炮制可使其护肝作用降低,温度越高,作用越低,达200℃时作用消失,主要由于有效成分栀子苷受热破坏分解所致。结合实际应用,应以生品治疗急性黄疸性肝炎为好。栀子中含有的熊果酸能降低血清转氨酶,对肝癌细胞有明显的抑制作用。2.1.4对药物的抑制作用栀子生药及各种炮制品水煎分别以0.1,0.125g·10g-1灌胃小鼠,观察对饥饿小鼠胃酸分泌和胃蛋白酶活性的影响,结果发现生品对两者均有明显的抑制作用,而炒品、烘品的抑制作用较生品弱,姜制品则有促进作用。京尼平苷以25mg·kg-1,十二指肠给药,对幽门结扎大鼠有胃酸分泌抑制作用,对碳酰胆碱、四肽胃泌素、组织胺引起的胃酸分泌亢进中,仅对碳酰胆碱呈抑制作用。京尼平以相同剂量静脉给药,对大鼠在体胃的运动能一过性抑制其自发运动及毛果芸香碱所致的亢进运动,并使胃张力减少。对于离体肠管,京尼平对乙酰胆碱及毛果芸香碱所致的收缩呈弱拮抗作用。因此认为京尼平对胃机能呈抗胆碱性的抑制作用。2.2用于心血管系统的药物2.2.1降压作用的影响栀子的水提取物或醇提取物,无论口服、腹腔或静脉给药均有降压作用,静脉给药降压迅速,维持时间短暂。栀子的降压作用对肾上腺素的升压作用及阻断颈动脉血流的加压反射均无影响,说明其降压作用与组胺释放无关。静脉注射普鲁卡因也不改变栀子的降压效果,说明降压作用与传入神经纤维无关,不阻断神经节。当切断两侧迷走神经后,栀子的降压作用显著下降或完全消失,阿托品也拮抗其降压作用。故认为降压作用的部位在中枢,主要是通过加强延髓脑副交感中枢兴奋所致。2.2.2防止动脉pay血管损伤后内皮细胞生长的阻滞可引起动脉粥样硬化及血栓形成。栀子果实提取物(GFE)在体外能增强内皮细胞的繁殖,GFE主要是促进细胞基本原始纤维细胞生长因子(bFGE)生长增多,bFGE可作为内皮细胞的自分泌而发挥作用,推断GFE可能含有防止动脉粥样硬化和抗血栓的一种有效物质。采用生物测定规则GFE进行分极分离,得到甘油和D-甘露醇,该两种物质能明显增加[3H]胸苷和[14C]亮氨酸和牛动脉内皮细胞层酸不溶性部分的结合,是GFE中刺激牛动脉内皮细胞繁殖的活性成分,但它们对牛动脉血管平滑肌无作用。2.3中枢神经的作用2.3.1小鼠睡眠时间的延长栀子生品及各种炮制品水煎液灌胃小鼠,结果均有较好的镇静作用,可明显延长小鼠腹腔注射50mg·kg-1异戊巴比妥的睡眠时间,较等体积生理盐水睡眠时间延长0.33~1.18倍,炮制后作用加强,且在200℃以下时作用随温度的升高而逐渐加强。2.3.2对小鼠扭体数的影响选用雄性昆明种小鼠,实验前禁食16h(不禁水)。小鼠随机分4组,给0.6%醋酸溶液0.1mL·10g-1,记录15min内小鼠扭体数,与模型组比较,求出减少百分率,并进行t检验。结果1g栀子3.0,1.0g浸膏/kg与模型组比较,对醋酸诱发的小鼠扭体反应次数有一定抑制作用,说明1g栀子浸膏对醋酸诱发的疼痛反应有抑制作用。2.3.3对大鼠颈东北部所致发热的作用栀子生品及各种炮制品的95%乙醇提取液以1g·100g-1灌胃大鼠,对致热剂15%鲜酵母混悬液以2mL·100g-1皮下注射大鼠颈背部所致发热有较好的解热作用,以生品强与炮制品,这与临床用药经验相一致。2.4对小鼠和家兔水肿损伤和出血损伤的治疗栀子醋酸乙酯提取物和90%乙醇提取物均能抑制二甲苯引起的小鼠耳壳肿胀和甲醛引起的足趾肿胀,醋酸乙酯提取物的抗炎作用不如乙醇提取物;同时,两者对小鼠和家兔软组织损伤均有治疗作用,而醋酸乙酯提取物的治疗作用优于乙醇提取物。这两种分离物对淤血和出血性损伤均有治疗作用,可能与扩血管有关。有报道认为京尼平苷发挥其抗炎作用不同于肾上腺素类激素药物。2.5其他抗菌性能栀子对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、卡他球菌、白喉杆菌、人型结合杆菌等具有中等强度抗菌作用。水煎液能在体外杀死钩端螺旋体和血吸虫,且具有抗埃可病毒的作用;水浸液能在体外抑制各种皮肤真菌。2.6京尼平苷及其应用以栀子为代表的合瓣花植物及其培养细胞产生的环烯醚萜苷及衍生物对TPA而致的Raji细胞的Epstein-Barr病毒早期抗原的抑制活性研究中,发现栀子及类似物果实中含有的京尼平苷水解产物京尼平是迄今发现的环烯醚萜苷中抑制诱变剂诱变活性最强的物质。京尼平苷和京尼平共存时,作用相乘。京尼平在4-硝喹啉-N-氧化物、促进剂8%甘油的小鼠肺二阶段的致癌实验中,显示抑制作用。3复方高产剂农业应用前景广阔栀子中含有的京尼平苷可用作植物增产剂,张伯熙等利用京尼平苷制成一系列新型复方增产剂,对小麦、黄瓜、棉花等农作物进行实验,增产效果明显,且使用安全方便,无毒副作用,已受到日益关注,随着对京尼平苷的不断深入研究,它在农业上的应用前景将十分广阔。另有文献报道,京尼平苷还可用作生物检测剂和生物载体。4栀子属及黄色素的应用茜草科栀子属植物广