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天然色素的药理作用研究概况
作者:吴晶 黄澜 吕圭源

《时珍国医国药》 2005年 第9期

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       【关键词】  天然色
        摘要:比较天然色素与合成色素特点,列举几种天然色素及其药理作用。天然色素以其无毒害、广泛的药理作用及诸多优点,而受到日益广泛的重视、研究与应用,天然色素取代合成色素是必然的趋势。
        关键词:天然色素;药理作用
        Review in the Research of Pharmacological Activities of Natural Pigment
        WU Jing1, HUANG Lan2, Lü Guiyuan1
        (1.Zhejiang College of TCM, Hangzhou 310053,China; 2.Nanjing University,Nanjing,210093, China)
        Abstract:Objective:In this review, we compare the difference between synthetic organic pigment and natural pigment, at the same time we enumerate some kinds of the natural pigment and their pharmacological activities respectively. The natural pigment has been paid more attention and received more research and application recently because of its innocuity, comprehensively  pharmacological function and other many advantages. It is obvious tendency that the synthetic organic pigment will be replaced by the natural one.
        Key words:Natural Pigment;Pharmacological  Activities
        食品色泽,能促进人的食欲,增加消化液的分泌,因而有利于消化和吸收,是食品的重要感官指标。天然食品在加工保存过程中容易退色或变色,为了改善食品的色泽,人们常常在加工的过程中添加食用色素。在我国古代,人们就知道利用红曲色素来制作红酒。自从1856年英国人帕金合成出第一种人工色素――苯胺紫之后,合成色素就开始扮演着改善食品色泽的角色。人工合成色素是指用化学合成的方法制得的色素,主要是以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成的,如偶氮类、三苯甲烷类、夹氧杂蒽、靛兰类、喹啉类等。合成色素色泽鲜艳、着色力强、性质稳定且价格便宜。但是大量的研究报告指出,几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质,某些甚至会危害人体健康,除一般毒性外,还有致突变与致癌作用。在很多国家,多种合成色素已被禁止或严格限量在食品中使用。在化妆品行业,近年来色素导致的皮肤病急剧增加,由于色素而引起的皮肤功能障碍占43.9 %,化妆品中所含的色素也属焦油衍生物,长期使用后会对光线敏感,从而导致色素沉着,还伴有皮肤潮红、丘疹等炎症现象。随着人们对合成色素危害性认识的不断深入,天然色素日渐受到重视。天然色素来自天然物,主要由植物组织中提取,也包括来自动物和微生物的一些色素[2]。它不仅没有毒性,有的还有一定的营养,甚至有一定的药理作用,天然色素取代化学合成色素是一种发展趋势[3]。自然界中分布最广的而且最重要的食用色素有类胡萝卜素、叶绿素、血红素以及花红素等。目前研究较多的天然色素主要有下述一些植物(色素),列举如下。
           1黄酮类及花色素类
        花色素和花色苷是一类广泛分布于植物中的红蓝色水溶性色素,具有清除氧自由基及抑制脂质过氧化的能力,由于它具有抗氧化性且低毒,因此成为药物和营养剂中乐于使用的天然色素[4]。1.1黑米黑色素黑色食品中的黑色素属于花色素苷类化合物,颜色较深的黑色食品含有较合理的营养和有利长寿的成分。黑米果皮(米糠)中含有丰富的天然黑色素,它对过氧化氢有清除作用,另外还能够清除超羟基自由基及超氧阴离子自由基的作用,也能明显地抑制卵黄脂蛋白的过氧化[5~6]。
        1.2密蒙花黄色素密蒙花别名米汤花、染饭花,为天然野生可食植物,含有丰富的黄酮类化合物和藏红花苷,对人体有清肝明目等药理作用,用该花提取的密蒙黄色素色价高,色泽鲜亮,有良好的开发运用前景[7]。
        1.3赤豆色素研究发现[8],从赤豆种皮提取出的色素,不仅是良好的食用着色剂,而且兼有抗炎、抑菌、消肿、降血压等药理作用。赤豆色素中含有芦丁和其他黄酮类化合物,芦丁是一种广泛存在于植物体内的黄酮醇配糖体,具有降低血管脆性及异常的通透性、抗炎、抗病毒等作用,可防止毛细血管发脆引起的出血症,用于高血压、血小板减少症和败血症等疾病的辅助治疗。
        1.4茶色素茶色素主要成分为茶黄素、茶红素及茶褐素,是从茶叶中提取的,以儿茶素(黄烷3醇,组成鞣质的单元)为主的多元酚类物质经化学结构转化而成的水溶性天然色素。实验证明,茶色素能明显升高血清超氧化物歧化酶(SOD)活力, 能清除氧自由基,降低血清脂质过氧化物(LPO)含量,降低血胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)及抗凝和促纤溶作用[9]。茶色素是治疗高脂血症的有效而安全的药物;还能降低慢性肾功能衰竭患者血浆内皮素(ET)含量,从而起到延缓肾衰竭的,改善肾功能和保护肾脏的作用[10]。
           2类胡萝卜素
        类胡萝卜素是植物和微生物合成的天然色素,在自然界中大约有600多种,它是光合作用的光吸收剂和光过敏作用的保护剂。除作为色素使用外,还具有多种生物学作用,可作为维生素A前体、机体免疫力的增强剂、细胞增生与肿瘤转化的抑制剂;可以降低某些疾病发生的危险,如某些心血管病、某些癌症、老年性白内障与眼睛黄斑退化所致失明等。类胡萝卜素是自由基淬灭剂,可淬灭单线态氧,清除自由基,阻止脂质过氧化,这是它具多种生物学功能的最重要原因之一。
        2.1β胡萝卜素β胡萝卜素为营养保健品,也可作为药品、食品、化妆品中天然色素添加剂等。它是自然界一系列类胡萝卜素中最为人类需要的一种,具有抗氧化、防治肿瘤作用,能阻止或延缓因紫外线照射引起的皮肤癌,对慢性萎缩性胃炎和胃溃疡亦有疗效。β胡萝卜素是维生素A的前体,还可起到补充人体缺乏维生素A的作用。
        2.2虾青素因其色泽艳红和强抗氧化性,在食品中既能起到保鲜作用,又能防止变质、变色,已被应用于饮料、调料等食品的着色[11]。虾青素有增强免疫功能等作用,尤其抗氧化性能较维生素E强100~1 000倍以上,对肿瘤的抑制作用比β-胡萝卜素和维生素A都强。研制含有虾青素的保健品对中老年延缓衰老、预防心脑血管疾病,有着广阔的前景。
        2.3番茄红素它是人类血浆和组织中重要的类胡萝卜素之一。番茄红素是抗氧化活性最高的类胡萝卜素,是天然类胡萝卜素中最有效的单线态自由基捕获剂。还可以抑制脂类过氧化反应和防止LDL氧化而延缓动脉粥样硬化。番茄红素对光十分敏感,尤其是日光和紫外光,可以用于防止紫外线及保护皮肤。番茄红素在植物界的分布范围较广,主要存在于番茄中。番茄红素是β-胡萝卜素的非环状异构体,在植物中番茄红素主要是反式结构,在人类血浆则是顺反异构体的混合,在未破坏完整细胞结构的水溶性环境里,番茄红素分子非常稳定,但生物有效性很低,实际上不能作为抗氧化剂;在脂溶性环境下番茄红素分子有很高的活性和生物有效性。加工后番茄红素从全反式向顺式转变,提高了番茄红素的生物利用率[12~13]。
        2.4藏红花色素藏红花作为妇科良药在欧洲和亚洲广泛应用,又可开发成功能性食品、天然色素、保健化妆品等。近年,研究发现,藏红花柱头中的一些化学物质,如藏红花素、藏红花苦素、藏红花醛和藏红花酸具有明显的抗癌作用,可以从分子水平抑制原癌基因的启动以及癌细胞DNA和RNA合成,因此藏红花已成为新型抗癌药物的研究热点[14]。
        2.5栀子黄色素栀子为提制栀子黄色素的原料,是卫生部颁布的第一批药食两用资源,在我国中医临床上应用已久,是治疗黄疸型肝炎的首选药。栀子黄色素水溶性好、着色力强、对光稳定、pH1~14范围内均呈鲜艳的黄色,广泛用于酒类和果汁等饮料、烹调菜肴、腌制酱菜以及中西糕点作着色剂。研究发现,栀子黄色素含有两大类成分,即类胡萝卜素类的藏花素、藏花酸及环烯醚萜苷类的栀子苷。它们是栀子黄色素起功能作用的有效成分,具有很强的抗氧化、淬灭自由基及抑癌活性[15~16]。
           3叶绿素类
        叶绿素是生命赖以生存的主要物质。叶绿素a广泛存在于高等绿色植物中,是一类重要的天然绿色色素。叶绿素a及其衍生物具有与人体血红素结构类似的卟啉环结构,具有很多活性。研究证实,叶绿素能抑制多环芳烃类的诱变作用。此外,它还能抑制许多环境和膳食中经常接触的复杂混合物,如炸牛肉、香烟烟雾、煤尘、柴油排出物等的诱变作用。这表明叶绿素很可能有防癌作用。叶绿素来源丰富,没有毒性,由其较肯定的抗突变作用深入探讨其抗肿瘤作用,并使之用于肿瘤、某些心血管疾病和衰老的预防,该研究领域具有广阔的发展前景。叶绿素铜钠酸盐是天然叶绿素a经酸离解、置换配位金属离子后得到的钠盐铜络合物,目前已用作食品添加剂及抗贫血药,是一种安全食用色素,性质稳定、色泽鲜亮,不仅安全性高,色调柔和,而且具有较高的营养价值和药理作用[17~18]。
           4萘醌类色素
        4.1紫草色素现代研究表明紫草中主要有效成分为紫草宁衍生物,属萘醌类物质,称紫草色素,色泽鲜艳、持久、无毒副作用。紫草素有很强的抑菌作用,并能促进上皮生长,加速创口愈合。紫草的其他成分能促进血液循环,促进毒素排泄[18]。
        4.2姜黄色素是从姜黄中提取得到的一种植物多酚,已广泛用作食品天然色素及染料。姜黄的黄色物质为略带酸性的酚性物质,是姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素的混合体,称之为姜黄色素,是姜黄发挥药理作用的主要成分,而姜黄素是其中最重要的活性成分,有抗炎、抗氧化、抗动脉粥样硬化、抑癌及降血脂等多种药理作用[19]。此外还有很多植物,如乌饭树、仙人掌、大枣、绒花等都含有天然色素,并且具有一定的生物活性及保健作用。用于制取天然色素的植物品种丰富,大部分天然色素具有一定生物活性及药理作用。作色素使用时,不仅起到增色添彩的作用,还有一定的保健作用。因此开发天然色素产品具有广泛市场前景和经济价值,不但可以作为食品添加剂,也可以开发成保健食品或者药用。在我们热衷于新植(动)物资源的寻找与利用的同时,不妨转换一种思路,物尽其用,将现有的植物的各部位进行充分利用与开发,也是一种经济便捷的途径,这对于食品、医药和化妆品行业都有着重要的意义。
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        (1.浙江中医学院,浙江 杭州310053;2.南京大学,江苏 南京210093)

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