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花色苷的生物合成及其影响因素研究进展徐僡; 郑远静; 高方平; 李欲轲; 孙威【期刊名称】《《江苏农业学报》》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】8页(P1246-1253)【关键词】花色苷; 生物合成; 内在因素; 外在因素【作者】徐僡; 郑远静; 高方平; 李欲轲; 孙威【作者单位】贵州师范大学生命科学学院植物生理与发育调控重点实验室贵州贵阳 550025; 西南喀斯特山地生物多样性保护重点实验室贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】Q946.83类黄酮、类胡萝卜素、甜菜碱是影响植物颜色形成的三大类主要色素，前两者广泛分布在各种植物中，而甜菜碱只存在于石竹目植物中，并且不能与类黄酮化合物共存。
类黄酮是植物呈色的主要物质之一，广泛存在于高等陆生植物中，根据其化学结构的不同可分为黄酮类、黄烷酮、黄酮醇、花色苷等，其中花色苷是使植物呈现出五彩斑斓色彩的主要物质[1-2]。
花色苷除能赋予植物丰富的色彩外，还能作为渗透调节物质帮助植物适应和抵御不良环境。
例如，甜樱桃在受到干旱胁迫时，其体内矢车菊-3-O-葡萄糖苷和矢车菊-3-O-芸香糖苷2种花色苷的含量会显著增高，表明甜樱桃可通过提高花色苷含量增强其抗旱能力[3]；又如，在高盐胁迫下，甘蓝型油菜可通过调节体内花色苷含量，提高植株的耐盐性[4]。
除此之外，植物繁殖器官中的花色苷还可作为一种视觉信号吸引传粉者和种子传播者，提高植物延续后代的能力[5]。
所以花色苷不仅可以使植物呈现出丰富的颜色，还能提高植物抵抗逆境胁迫的能力，同时吸引传粉者和种子传播者提高植物育性。
很多研究结果证明，花色苷由于其较强的抗氧化能力而具有多种药理作用[6]。
对蓝莓花色苷的研究结果显示，蓝莓花色苷能够显著降低人视网膜色素上皮细胞的损伤，抑制细胞凋亡[7]；而金银花花色苷则可以有效杀伤荷瘤小鼠体内的肿瘤细胞，抑制肿瘤生长，改善荷瘤小鼠的生存状态[8]；同样Mazewski等的研究结果表明，植物花色苷提取物可降低抗凋亡蛋白的表达，进而诱导结肠癌细胞凋亡[9]。
花色苷的提取及分析研究进展王化;周丽萍;于志民;吕品;张悦【摘要】花色苷是广泛存在于自然界植物中的一类黄酮类化合物,来源广泛、种类繁多且具有多种保健功能,具有较好的开发利用价值和应用前景,近年来一直是国内外研究的热点之一.文章综述了花色苷的结构及稳定性、提取和纯化以及分析方法的研究进展,旨在为进一步展开植物花色苷的研究提供参考.【期刊名称】《国土与自然资源研究》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P85-88)【关键词】花色苷;稳定性;高速逆流色谱;离子迁移质谱【作者】王化;周丽萍;于志民;吕品;张悦【作者单位】黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】Q946花色苷（Anthocyanin）一词是Marguart在1835年首先用来命名矢车菊花朵中的蓝色提取物时提出来的，现为同类物质的总称[1]。
大量研究表明，花色苷广泛存在于自然界中植物的细胞液中，使根、茎、花、叶、果实呈现蓝、紫红、红等不同颜色。
花色苷属黄酮类物质，具有较好的营养及药理作用，在医药、食品、化妆品等领域有很大应用潜力。
近年来，花色苷受到越来越多的关注，研究表明，花色苷能以糖苷的形式进入体内，具有抗氧化、抗肿瘤、保护视力、保护心血管、保护肝脏等多种生理功能[2，3]，采取适当的方法对花色苷结构进行深入研究可与其功能研究相辅相成，相得益彰。
本文主要根据近年来对花色苷化合物的研究，对国内外关于花色苷的结构及稳定性、提取和纯化以及分析方法的研究进展予以简要综述。
花青苷的研究进展余凡;赵冠杰;李新生;陈小玲;李雯;孙照【期刊名称】《现代食品》【年(卷),期】2017(000)019【摘要】花青苷类化合物广泛存在于自然界各种植物中,且对人体无毒副作用。
本文以万方数据库和中国知网已发表的文章为基础,综述花青苷的化学组成及性质、分离纯化方法、药理活性和花青苷的应用等方面的研究,为进一步开发和利用花青苷资源提供依据。
【总页数】6页(P21-26)【作者】余凡;赵冠杰;李新生;陈小玲;李雯;孙照【作者单位】陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站;陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站;陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站;陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站;陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站;陕西理工大学陕西省资源生物重点实验室;陕西理工大学生物科学与工程学院;城固县食品药品监督管理局;城固县农业机械管理站【正文语种】中文【中图分类】Q946【相关文献】1.花青苷的研究进展 [J], 余凡;赵冠杰;李新生;陈小玲;李雯;孙照2.花青苷应用于眼科常见疾病研究进展 [J], 龚帅;祁珊珊;李雯;李新生;白山3.植物花青苷代谢调控机理研究进展 [J], 应震;周庄4.蔬菜花青苷生物合成及转录调控的研究进展 [J], 曹琳娇; 李晓杰; 焦棒棒; 梁毅; 马长生5.外源添加剂对苹果中花青苷影响的研究进展 [J], 孙媛媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
花青素的研究进展及其应用一、本文概述花青素是一类广泛存在于自然界中的天然色素，因其独特的色彩和生物活性，在食品、医药、化妆品等多个领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着科学技术的不断发展，花青素的研究逐渐深入，其在抗氧化、抗炎、抗肿瘤等方面的生物活性得到了广泛关注。
本文旨在综述花青素的研究进展，包括其提取工艺、生物活性、作用机制等方面的最新研究成果，同时探讨花青素在各个领域的应用现状及其未来发展趋势。
通过本文的阐述，旨在为花青素的研究与应用提供全面的参考，为相关领域的研究者和从业人员提供有价值的指导和帮助。
二、花青素的结构与性质花青素是一类广泛存在于自然界中的天然色素，其化学结构属于黄酮类化合物，主要存在于植物的花、果实、茎和叶等部位。
花青素的基本结构是由两个苯环通过一个吡喃环连接而成，呈现出独特的蓝色或紫色。
这些色彩不仅使植物呈现出五彩斑斓的外观，而且赋予了植物诸多生物活性。
花青素的主要性质包括其稳定性、水溶性以及抗氧化性等。
花青素在水溶液中呈现鲜艳的色泽，且其颜色随pH值的变化而变化，这一特性使其在食品工业中具有广泛的应用前景。
花青素具有较强的抗氧化性，能够有效清除体内的自由基，从而起到延缓衰老、预防疾病的作用。
在结构上，花青素具有多种类型，如黄酮醇、黄酮、黄烷酮等，不同类型的花青素在结构和性质上存在一定的差异。
这些差异使得花青素在生物活性方面表现出多样性，如抗炎、抗癌、抗心血管疾病等。
花青素的结构与性质使其成为一类具有重要研究价值的天然色素。
通过深入研究花青素的结构与性质，不仅可以揭示其在植物生长发育和逆境响应中的生物学功能，还可以为花青素在食品、医药等领域的应用提供理论依据和技术支持。
三、花青素的提取与分离花青素作为一类具有丰富生物活性的天然色素，其提取与分离技术在近年来得到了广泛的研究与发展。
花青素的提取主要依赖于其溶于有机溶剂的特性，常用的提取方法包括溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法以及超临界流体萃取法等。
花色苷的抗肿瘤效应研究进展
姜伟伟;任国峰
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】2009(030)009
【摘要】花色苷是一类分布广泛的植物色素,属于类黄酮化合物.近年来经研究证实其具有抗氧化、促使细胞凋亡、抗DNA断裂等生物活性,通过动物实验及流行病学研究认为,其对肿瘤、高脂血症、动脉粥样硬化等疾病具有防治作用,本文就花色苷对肿瘤疾病的作用及部分机制进行综述.
【总页数】4页(P281-284)
【作者】姜伟伟;任国峰
【作者单位】中南大学公共卫生学院营养与食品卫生系,湖南,长沙,410078;中南大学公共卫生学院营养与食品卫生系,湖南,长沙,410078
【正文语种】中文
【中图分类】R151.4
【相关文献】
1.花色苷稳定化途径及自聚合效应研究进展 [J], 位佳静;邓洁红;田小燕;敬小波
2.近距离放疗调节抗肿瘤免疫效应的研究进展 [J], 李虎子
3.生酮饮食抗肿瘤效应的临床研究进展 [J], 贾胜;王新月;高键
4.热消融的抗肿瘤免疫效应及其应用的研究进展 [J], 蒋雨轩;严羽欣;刘文哲;李雪;夏添松
5.抗CD3/抗肿瘤抗原双特异性抗体介导T淋巴细胞抗肿瘤效应与机制研究进展[J], 姚新生;王小宁
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花青素研究进展
第六图书馆
花青素因优异的抗氧化性能和显著的清除自由基能力而在多种心血管疾病发生、发展的各个阶段均显示确切的预防作用,是具有广阔发展前景的植物药。
文章根据国内外对花青素生理功能的研究报导归纳了花色苷的主要生理活性。
花青素因优异的抗氧化性能和显著的清除自由基能力而在多种心血管疾病发生、发展的各个阶段均显示确切的预防作用,是具有广阔发展前景的植物药。
文章根据国内外对花青素生理功能的研究报导归纳了花色苷的主要生理活性。
花色苷 生理功能 心血管疾病中山大学研究生学刊:自然科学与医学版李娟娟中山大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,广州5100802007第六图书馆
第六图书馆
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第六图书馆。
植物食用色素的研究现状与展望摘要:介绍了植物食用色素的分类,提取方法,纯化技术,色素的改性,分析了植物食用天然色素的发展现状及发展趋势.食品色素是为食品着色用的一种食品添加剂,广泛应用于食品,日化,医药等行业.作为食品的三要素(色,香,味)之一的颜色可使食品颜色更接近新鲜食品的颜色和自然色,对提高食品的嗜好性及刺激食欲具有重要意义.在科学技术尚不发达的时期,人们使用原始型天然色素(植物,动物为原料)对食品着色.自从1856年英国人w.H.Perkins发明了第一个合成有机色素苯胺紫以后,食品着色开始进入使用合成色素的时代.由于合成色素色泽鲜艳,性质稳定,成本低廉,因而在很长一段时间内几乎取代了天然色素,在其全盛时期,食用合成色素的品种超过90种.随着现代医学的发展,大多数合成色素被证明有不同程度的毒性而对人体有害,甚至有致癌,致畸作用,因此食用合成色素的使用不断降温,其使用范围和用量受到限制,目前仍在使用的合成色素13本有10种,英国有16种,我国只有8种,有的国家如丹麦,挪威则已完全禁止使用.天然食用色素,安全可靠,且种类繁多,不少品种兼有营养和药理作用,因此,天然色素更受人们欢迎而重新获得发展.英文摘要Introduces the classification of plant pigments, extraction method, purification technology, pigment, analyzed the modification of natural pigments edible plant development present situation and development trend of food pigment is for food. Use a shading food additive, is widely used in food, cosmetic, pharmaceutical, etc. As food of three elements (color, fragrance, taste), one of the color can make food color more close to the fresh food color and natural color, to improve food habits and stimulate appetite is important. In science and technology is not developed, people use the natural pigment (plants, animals, as raw materials) in food colouring.关键字：植物食用食用色素当前,天然色素的开发与应用发展很快.日本在这方面处于世界前列.早在1975年,其天然色素的使用量已超过合成色素.现在,有45家公司生产食用天然色素,品种达30个之多,其中大量使用的有20多个品种,生产原料大都从我国进口.美国在1976年使用的食用天然色素量已达4544 t,为合成色素用量的5倍.目前,国际上允许使用的食用天然色素已达50多个品种.我国目前允许使用的合成色素已由过去的30多个品种限制到8个品种,即:苋菜红,胭脂红,新红,柠檬黄,日落黄,靛蓝,亮蓝,赤鲜红.其中,前5种都属于偶氮型化合物,据有关研究认为,这类化合物在人体内代谢生成的β萘胺和α- 氨基–1 - 萘酚,都是具有致癌作用的物质,所以,我国对这些食用合成色素的使用都有严格的范围和用量的限制,从而使天然色素得到了迅速发展.对国内食用天然色素专利,论文进行系统检索表明,近10年来国内食用天然色素的研究开发十分活跃.据统计,其报道有100余篇,其中专利,论文各占一半,品种已达20多个.天然色素按原料来源不同可分为植物色素,动物色素,微生物色素和矿物色素.我国在天然色素方面的研究和应用中最多的是植物天然色素,因此,本文重点对植物色素的种类,提取技术,分离方法,色素的改性,市场情况及发展趋势作一简介.1 植物色素的分类1.1 按色素的化学结构式分类各种天然色素主要成分虽有不同,但可据化学结构式归为几类:类胡萝卜素类:如栀子黄色素,辣椒色素,胡萝卜色类等;花色甙类:如玉米色素,葡萄色素,玫瑰茄色素等;查尔酮类:如红花黄(红)色素,菊花黄色素等;黄酮类:如高粱色素,甘草色素,可可色素等;醌类:如胭脂虫色素,虫胶色素,茜草色素,紫草根色素;叶琳类:如叶绿素等;甜菜花青类:如甜菜红色素;1.2 按色素颜色分类1.2.1 食用天然红色素高粱红:是由高梁壳中提取的食用天然色素.紫草红:是由紫草的根部提取的萘醌类色素.越桔红:越桔红是由红豆越桔和笃斯越桔的果实中提取的,越桔红色素主要含在越桔果皮中,所以可用越桔榨汁余下的果皮渣中提取,综合利用越桔果实.其他红色素:根据我国情况,针对市场需求,对红辣椒,红桔皮,黑米,苋菜等红色素也可以适当开发.1.2.2 食用天然黄色素玉米黄:玉米黄色素是由生产玉米淀粉废弃的玉米黄浆中提取的,原料充足,成本较低,提取工艺成熟,色素稳定性好,用途广泛.沙棘黄:沙棘黄色素主要成分是类胡萝卜素,主要存在于沙棘果皮中.栀子黄色素:是从黄栀子中提取出来的,是国际国内都允许使用的天然色素.多穗柯色素:是用多穗柯树叶提取而制得的一种黄棕色酚类色素.1.2.3 食用天然绿色素根据资源情况和色素的特性,在我国食用天然绿色素是以由蚕砂(蚕粪)中提取的叶绿素铜钠盐为主,为蓝黑色带金属光泽粉末状或绿色的膏状.1.2.4 食用天然黑色素植物源黑色素的主要成分多属邻苯二酚型色素,如香蕉皮黑色素,葵花籽皮黑色素及黑芝麻黑色素等.1.3 按色素的溶解性分类1.3.1 水溶性色素水溶性天然色素一般是用水,酸碱水溶液或乙醇溶剂等萃取后经过滤,浓缩后制取的.水溶性天然色素一般用于水基类的食品中,如冰淇淋,奶制品饮料,果汁饮料,奶酪,谷物食品以及色拉装饰等.1.3.2 油溶性色素油溶性天然色素常用植物油直接浸出或溶剂萃取的方法制备.此类色素可用于黄油,冰淇淋,起酥油,色拉油,糖果涂层,糖霜,各种饼,派类食品以及微波加工食品等.1.3.3 乳浊型色素乳浊型天然色素是通过添加乳浊剂用特殊的加工方法生产的.常用的乳浊剂有丙烯二醇,多山梨醇酯以及单酸甘油酯等.可直接将其加人水基或油基食品中,如黄油,冰淇淋,酸乳酪,果汁饮料,烘焙食品,快餐食品以及糖果食品等.1.3.4 固体粉末型色素粉末天然色素是萃取后的色素经浓缩,干燥后制备的.主要用于固体含量高,不依赖于水的食品系统或需要高浓度色素的食品中,如干混食品,某些干燥食品,谷物食品,速溶食品以及烘焙食品等.3 植物食用色素的改性某些植物食用色素的性质限制了其使用范围,如胡萝卜素类色素多数是脂溶性的,这使它在很多食品中难以应用.又如目前天然色素中,绿色素与蓝色素的品种少,需求量大,为此人们对一些天然色素进行了改性研究,主要是溶解度改性和色调改性.溶解度改性是对脂溶性色素的改性,主要是通过薄膜和微囊技术改变色素的溶解和分散特性,并可提高天然色素的稳定性,目前较成功的是开发水溶性胡萝卜素.对水溶性色素的溶解度改性也有研究,如日本对一些黄酮类色素进行了改性研究.色调改性是通过化学方法与生物方法改进天然色素的色调,如用辅色素增强花色甙类色素的色调,用酶法将栀子黄色素改性生产出栀子蓝,栀子绿色素等.对天然色素的改性研究还有待今后的进一步发展.4 植物色素发展的现状与展望5.1 我国植物色素发展的现状目前国外的食品着色剂大多以天然色素为主,合成色素为辅.我国的天然食用色素研究起步较晚,目前尚处于天然色素与合成色素并存的现状,但我国已把开发天然食用色素作为发展食品添加剂的一个重要方向.仅国家"七五"重点科技攻关项目就开发了4种天然食用色素新产品,而列入我国食品添加剂使用卫生标准的天然食用色素已达30种以上.我国在天然色素方面的研究和应用最多的是植物天然色素,目前已对约59个植物品种资源的色素进行了基础理论和开发研究.据尤新统计口,仅1993年全国天然色素总产量达3000 t,而合成色素仅为1000 t,说明天然色素在生产和消费中都占了绝对优势.我国有丰富的植物资源,有些是人们长期食用的营养丰富,无毒害作用的植物,发展天然食用植物色素有着广阔的前景.在过去10年中,我国已发表的有关天然色素的论文达100余篇,但涉及天然色素结构的论文却很少,在天然色素结构的基础上进行修饰改造的就更少,其原因主要是分离技术和设备的落后,阻止了天然色素的应用和发展速度,有待于今后加强这方面的研究.5.2 对植物食用色素发展的展望天然色素的发展经历了肯定,否定,再肯定的曲折过程.随着人类生活水平的提高和医学的发展,人们要求食品添加剂天然化的愿望会愈来愈强烈,有益于人类健康的天然色素必将逐步取代合成色素,在食品中得到更为广泛的应用,天然色素的发展前景是非常光明的.5.2.1 多功能天然食用色素是发展方向天然食用色素有不少品种兼有营养和药理作用.随着食品添加剂向多功能化发展,多功能天然食用色素的研究日趋活跃.在多功能食用色素中,营养型天然食用色素倍受关注,最为成功的是胡箩卜素类色素.Siong Tee(1992)发现β一胡萝卜素具有一定的抗癌作用.Peterka(1993)报道,过多维生素A的摄入会导致胚胎畸形,而β一胡萝卜素的摄入则可避免胚胎毒的产生.Basu(2000)发现,β胡萝卜素能降低脂类的过氧化作用,提高谷胱甘肽在可移植的鼠类淋巴组织瘤中的水平,从而延长患癌症大鼠的寿命.因此,美国已把β一胡箩卜素类应用到幼儿食品中.番茄红素被誉为番茄中的黄金,具有多种生理功能:猝灭单线态氧作用,抗氧化能力强,具有较强的减轻组织氧化损伤作用;防癌,抗癌和抗诱变作用;激活免疫细胞作用,提高人体免疫力;防止心脑血管疾病.人体内番茄红素的含量与人的寿命有关.而最新研究表明番茄红素可以治疗男性不孕症.又如叶绿素铜钠有止血消炎的作用,我国已把它应用到牙膏中,深受消费者欢迎.随着功能性食品添加剂市场的扩大,天然色素将以保健品出现,而不再局限于着色剂.这个令人激动的设想,在不久的将来一定会实现.可以预言,多功能天然食用色素是今后食用色素的发展方向.表2列出了一些天然色素的功能作用.5.2.2 加强稳定化技术的研究与合成色素相比,天然色素最大的缺点是稳定性差,稳定化技术的研究是实现其工业化及提高产品质量的关键问题.由于我国天然色素的生产厂家大多数技术落后,设备简陋,产品的稳定性差已经严重影响我国的天然色素在国际市场上的竞争力.我国对天然色素稳定性的研究水平尚不高,加强这方面的研究已刻不容缓.5.2.3 生物技术在天然食用色素生产中的作用天然色素的原料供应易受季节,气候等影响,而用生物技术生产天然色素则克服了这一缺点.现在许多用传统溶剂萃取法生产的天然色素都改用生物技术生产,如辣椒红,β胡箩卜素等,将来生物技术必定在天然食用色素的生产中占据主要地位,发挥其越来越重要的作用.。
第38卷第3期2002年5月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 138,No 13May ,2002观赏植物的花色素苷与花色于晓南 张启翔(北京林业大学园林学院 北京100083)摘 要: 花色素苷是影响植物色彩表达的主要因素之一。
本文概述了花色素苷的生物合成途径及基因克隆;评述了影响花色表现的因素,包括花色素的种类、结构、环境pH 值、共色作用、金属离子络合等;并介绍了花色基因工程的进展,为研究花色素苷的代谢和创新花色提供了广阔的前景。
关键词: 花色素苷,生物合成,基因工程,花色收稿日期:2000202228。
ANTH OCYANIN IN ORNAMENTA L P LANT AN D COLOR EXPRESSY u X iaonan Zhang Qixiang(The College o f Landscape Architecture ,Beijing Forestry Univer sity Beijing 100083)Abstract : The pathway and genes of anthocyanin biosynthesis in ornamental plants were discussed in this paper.Factors affecting pigmentation included anthocyanin structures ,pH value in cell sap of petals ,co 2pigmentation ,metal chelates ,the shape of epidermal cells ,and so on.M odification of flower color using genetic engineering was also summarized.It was suggested that new flower color could be created by regulating those factors that affected pigment and probing anthocyanin biosynthetic genes.K ey w ords : Anthocyanin ,Biosynthetic pathway ,G enetic engineering ,Flower color expression花色素苷和其它黄酮类色素是植物中一大类次生代谢产物,它们可以使植物的花、叶、果、茎产生丰富的色彩,另外还在昆虫传粉、生长素运输、保护叶片免受紫外线伤害、抑制病虫害和根瘤诱导等方面有很重要的作用(F orkmann ,1991)。
花青素的研究进展1、前言。
花青素主要在人类日常生活的利用上有较大的前景。
是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色，属类黄酮化合物。
花青素为人类发展提供了许多好处。
在维持人体身体健康方面，花青素是一种强有力的抗氧化剂，它能增强人体血管的弹性，改善循环系统和增进皮肤的光滑度，抑制炎症和过敏，改善关节柔韧度等；在人类的生产工业方面，它也大大促进了其发展，如用于制造成化妆品，保健品等。
然而，目前食品工业上所用的色素多为合成色素，几乎都有不同程度的毒性，长期使用会危害人的健康，因此天然色素就越来越引起了科研领域的关注。
由于至今国内市场上还没有花青素纯品，所以提取到高纯度的花青素对花色苷类色素的深入研究与开发提供必备的表征条件和理论依据，并且有助于它的工业利用。
2、主体1)花青素的合成原理以及成因分析。
a、花青素形成的基因表达和调控。
花颜色形成过程的调控是很复杂的，花色素生物合成是由环境刺激因子如光、温度和营养供给调节的；此外还受内部因子的调节，如生长调控子、代谢物以及组织的特殊发育阶段，不同的调控因子控制了生物合成途径的不同部分，不同的调控因子之间也存在着相互作用，正是这些调控因子的协同作用才使世界呈现出各种各样的色彩。
b、影响花色的因素。
GA、光和糖信号相互作用协调控制花色素苷合成和调控参与花瓣细胞扩展的相关途径中特异的转录调节因子，在向花发育的第二阶段转换时，相继活化这些途径，以完成花的发育和着色。
GA信号可能与糖信号相互作用，糖可能促进GA信号转导途径上游组分的活性，而诱导特异转录因子的表达，继而诱导各种GA响应基因。
另外，花色素苷合成之后，本身的羟基化、甲基化、糖基化及酰基化、花色素苷同其它色素的共着色也都影响着花的最终色彩。
另外，对鸡冠花的研究表明，最适合鸡冠花悬浮细胞体系生产花色素苷的培养基是MS+2,4．D21amoFL+KT21~mol／L+蔗糖292mmol／L，光是诱导花色素苷积累的主要因素，最合适光照度为70ttmol／s·m2，继代培养前三代花色素苷积累量逐渐上升，到第四代开始稳定。
国外花色素苷的研究现状与进展丁 锐(陕西理工学院生物系,陕西汉中723000)
[摘要] 综述了近年来国外学者及研究人员在植物花色素苷的产生、化学成分、结构特征、合成途径、物化性质、药理作用和工业应用等方面的工作与进展.[关键词] 花色素;花色素苷;色素;药理作用[中图分类号]Q946183 [文献标识码]A [文章编号]1007_0842(2004)06_0073_06
花色素苷(anthocyanin)是一类陆生植物色素,它溶于水,无毒性,是分布广泛的植物多酚类黄酮化合物.最常见的有花青苷或称矢车菊色素苷(cyanin),翠雀苷或称飞燕草色素苷(delphinin)和花葵苷或称天竺葵色素苷(pelargonin)3种[1)3].在大多数陆生植物中,它是许多花和果实的着色物质,如水果、蔬菜、谷类以及各种花卉等都含有花色素苷.长期以来,花色素苷受到了科学家们大量的关注.在研究初期,许多植物学家、植物生理学家和园艺学家就花色素苷在植物授粉和植物保护中所起的重要作用,对它的化学成分、化学结构、发生部位、发生时间作了深入的研究.随后,一些食品学家和化学家就花色素苷在新鲜水果保藏与食品加工工艺中所起到的重要作用也做了较为详尽的研究.目前,国外对花色素苷的研究主要集中在两个方面:一是对各类植物中花色素苷的种类数量的研究;二是对花色素苷的药理学研究.笔者就花色素苷近年来国外的研究状况作以综述,为今后国内花色素苷进一步的研究和综合开发利用提供参考.
1 花色素苷的产生111 形成时间花色素苷是一类从红到紫到蓝的植物色素,它一般产生于植物叶片,在秋季形成.当外界环境改变使得叶绿素遭到破坏,其含量明显下降时,色素也就随之而产生了.花色素苷形成时,含量一般会取决于植物体内糖分的含量和秋季的光照强度、光照时间.如果植物体内所含的糖份越多,光照越强烈,那么植物体内所含的花色素苷就越多,植物所呈现出的色彩就越鲜艳.此外,花色素苷的产生还受叶片中磷酸盐含量的影响,随着叶片中磷
[收稿日期] 2004_10_13[作者简介] 丁锐(1978-),男,陕西省汉中市人,陕西理工学院生物系助理实验师,主要从事资源生物科研工作.
第22卷第2期2004年12月汉中师范学院学报(自然科学)JournalofHanzhongTeachersCollege(NaturalScience)Vol122No12Dec12004酸盐的大量流失,花色素苷的含量会随之而增加.在嫩叶中,由于早春较冷天气的影响,其体内磷酸盐的缺乏也会导致叶片中花色素苷的产生.112 存在部位花色素苷的存在部位主要为植物表皮细胞的液泡中[4)6],但在植物的根、茎、叶片以及苞叶中也有产生.在植物细胞中,花色素苷主要存在于液泡的水溶液中[5)7].无论是花卉或是水果,其泡液通常呈弱酸性或中性.因此,研究表明:在室温下,花色素苷存在的最适条件为弱酸性水溶液.从组织水平上对花色素苷的存在部位进行的研究表明:在植物表皮中,含有花色素苷的细胞在其存在部位呈不均匀分布,它们以气孔为起点向四周扩散呈放射状分布,而气孔在受到外界不同的压力后,对花色素苷的形成会有很大影响.113 生物合成途径
图1 花色素苷生物合成图(1)光合作用;(2)乙酸盐2C单位;(3)莽草酸途径;(4)苯丙氨酸;(5)苯丙氨酸解氨酶;(6)苯乙烯酸;(7)苯乙烯酸_4_羟化酶;(8)香豆酸;(9)CoA,香豆CoA连接酶;(10)香豆酸CoA;(11)丙二酰3C单位;(12)查耳酮合成酶;(13)查耳酮;(14)查耳酮异构酶;(15)4,5,7_三羟黄烷酮;(16)花色素苷
色素的生物合成主要是在一系列酶的作用下受细胞膜的控制.通过一系列的化学合成阶段后,使之转化为乙酸与苯丙氨酸,它们在细胞质中最终转化为色素.随后,由液泡膜进入液泡中.研究表明,花色素苷表达的遗传性较为复杂,其表达部位受遗传控制,其中一个基因控制多个部位的表达,在一特定位置的表达水平则由许多其它基因控制,每一个都
74 汉中师范学院学报(自然科学)2004年第22卷有不同的效果.光合作用形成的乙酸盐的二碳单位,一种途径由莽草酸途径而形成苯丙氨酸,另一途径由乙酸盐合成丙二酰,一个三碳单位[3].这两个路径相遇于查耳酮合成酶,并由此酶催化合成一种中间代谢物查耳酮.随后,查耳酮经查耳酮异构酶作用形成色素前体苷配基(4,5,7_三羟基黄酮醇),而后由类黄酮羟化酶使之氧化并携带两分子糖形成花色素苷[1)4].见图1.
2 花色素苷的物化性质211 花色素苷的化学成分花色素苷是植物多酚类黄酮化合物.类黄醇、三羟黄烷酮、黄酮、黄烷酮及类黄烷酮都是类黄酮的化合物,它们与花色素苷的不同之处在于其氧化态的不同.这些复合物的水溶液呈无色或浅黄色.现在至少有5000种天然的植物多酚已被鉴定清楚,其中包括2000种类黄酮[7].花色素苷的配基称花色素(anthocyanidin).各种花色素的名称源自于提取它的花的名称.例如花青苷(cyanidin)一词来自蓝色矢车菊(centaureacyanus).花色素的母体化合物是2_苯基苯并吡喃(2_phenylbenzopyryllium),称花色钅羊.例如,花色素是3,5,7,3p,4p_五羟基花钅羊,翠雀苷的配基(delargonidin)只比花青苷多一个5p_OH,花葵素(pelargonidin)比花青素少一个3p_OH.花色素难溶于水,在植物中主要以苷的形式存在.开花植物中花色素苷的种类很多,3_和5_OH均可被葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、鼠李糖(Rha)和多种寡糖糖配基糖化(glycosylation).212 不同外界环境对花色素苷的影响花色素苷在食品着色工艺方面有着特殊作用,当其作为染色剂对食品、酒或饮料进行染色时,需要考虑到它对外界环境的稳定性,这样才能更有效的对之进行开发和利用.为此,科学家们对花色素苷在不同外界环境下所表现的不同反应作了较为仔细的研究.花色素苷对某些外界环境表现出极不稳定的特性.当外界环境改变,如在加工某种含花色素苷的植物或食品时,在其中加入醋或某种酸,那么随着植物组织的变化,该有色植物本身所显现出的色彩就会发生变化.通常情况下,在酸性环境,花色素苷一般呈红色;在中性环境,呈紫色;碱性环境,呈蓝色.花色素苷在不同外界环境所显现出来的色泽的变化不仅取决于它的组成(羟基数目、甲基化和糖基化),而且和它的解离状态以及是否与金属离子(如Fe3+,Al3+)络合有关.例如,花青苷(3,5_二葡糖基化花青素)在酸性溶液中呈红色,但当其4p_OH解离则变为紫色,在更高的pH条件下由于其它的羟基解离并与金属离子配位而变为蓝色.影响花色素苷生成的环境因素有很多[8,9],其中光照(光照强度、波长、蓝光、紫外光)、温度、植物体内的含水量、含糖量以及氮元素的浓度、生长环境中磷和硼的含量都会影响花色素苷的生成.光照能诱使花色素苷的生成,强光导致高水平表达,其中生成蓝色素最为广泛,弱光也能诱使一些类黄酮色素的形成;由于花色素苷的合成受光敏色素系统的控制,因此光谱中红光部分的作用是最有效的;同时,低温也促进花色素苷的生成;此外,营养胁迫也是一种环境因子,它能影响花色素苷的表达水平;植物生长在N、P、K低水平时显示出较高的色素含量.许多因素对花色素苷含量的稳定性也有很大影响[10,11].由于热敏感和光敏感,花色素
第2期丁 锐:国外花色素苷的研究现状与进展75 苷在水果和蔬菜的加工过程中很容易被破坏,特别一些含糖量高的植物.所以一般加工过的含糖量较高的食品比未加工过的食品其色素含量要低.
3 花色素苷的分离与鉴定方法
311 分离鉴定方法的一般步骤[10](1)利用酸化甲醇、乙醇或丙二醇粗提花色素苷;(2)利用乙酸乙酯对粗提的花色素苷进行初步纯化;(3)利用离子交换吸附剂层析对花色素苷进一步的纯化;(4)利用薄层层析和紫外分光光度计测定花色素苷物质的种类;(5)利用高效液相色谱仪对花色素苷的组份含量进行测定;(6)利用核磁共振及电子喷射质谱法对花色素苷物质的结构进行测定.312 分离鉴定的研究现状AntoT.[12]等利用HPLC对两种碧冬茄属植物花中的花色素苷进行了分析确定,分离出了3种花色素苷.NymanNA.[13]等利用HPLC法对欧洲越橘、草莓和卡百内葡萄酒中的翠雀定、花青定、矮牵牛苷配基、天竺葵定、甲基花青定、锦葵定的含量进行了测定;花色素总量测定结果为:草莓(2318?014)mgP100g;欧洲越橘(360?3)mgP100g;卡百内葡萄酒(261?1)mgPL.CantosE.[14]等利用HPLC_DAD_MS技术对一种栽培葡萄果皮中的花色素苷,包括锦葵定3_葡萄苷、花青定3_葡萄苷、甲基花青定3_葡萄苷、矮牵牛配基3_葡萄苷和翠雀定3_葡糖苷进行了测定,此外对槲皮苷3_葡糖苷、3_葡糖苷酸、白藜芦醇等也进行了测定;实验结果显示冷藏和紫外线照射能提高有益健康的酚类化合物含量.TeraharaN.[15]等从来自紫色白薯栽培品种Ayamurasaki贮藏根,薯色较深的愈伤组织分离出2种花色素苷,通过化学和光谱分析对2种花色素苷结构进行了确定.TeraharaN.[16]等通过化学方法及光谱分析对匍匐筋骨草中的花色素苷进行了结构测定;它们的结构被分别确定为翠雀定3_槐二糖苷_5_丙二酰葡糖苷,翠雀定3_槐二糖苷_5_丙二酰葡糖苷,花青定3_槐二糖苷_5_丙二酰葡糖苷,另外两种暂时确定为翠雀定3_槐二糖苷_5_丙二酰葡糖苷和花青定3_槐二糖苷_5_丙二酰葡糖苷;同时还进行了匍匐筋骨草细胞培养,并认为细胞培养获得的花色素苷是具有潜在价值的天然食品着色剂.FossenT.[17]等利用同核和异核二维核磁共振及电喷射质谱法对玉米、草的花中花色素苷进行了分析;在两种植物材料中具有相同的花青定_3_葡糖苷.花青定3_(6p_丙二酰葡糖苷),花青定3_(3p6p_二丙二酰葡糖苷),甲基花青定3_葡糖苷,甲基花青定3_(6p_丙二酰葡糖苷),甲基花青定3_(3p6p_二丙二酰葡糖苷).ChandraA.[18]等以酸樱桃和接骨木为实验材料,利用HPLC和LCPES_MS技术,以花青定_3_葡糖苷作为外标测定花色素苷;该方法获准在植物性添加物产业中,作为单个花色素苷以及花色素苷总量的定性及定量的检测方法.综上所述,国外学者目前对花色素苷的分离鉴定多采用HPLC和光谱分析法,也是比较准确、可行的方法.
4 花色素苷的用途411 花色素苷作为警示植物处于紧张态的一种指标
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