花色苷生物学功能的研究进展

花色苷是广泛存在于植物中的一种活性成分,具有抗氧化、抗衰老、抗癌、心血管保护等生物活性,是一种潜在的功能性着色剂。本文系统性地阐述了花色苷的结构与种类及近年来国内外学者在花色苷生物学功能方面的工作和研究进展,为花色苷在食品添加剂和制药行业的进一步研究和应用提供依据和参考。     

紫薯中四种花色苷抗氧化活性的密度泛函理论研究

本研究旨在分析紫薯中四种不同花色苷的抗氧化机理。利用DPPH试验和脂肪过氧化抑制能力试验分析四种花色苷的体外抗氧化活性,进而通过密度泛函理论对花色苷及其简化分子模型的优化结构、键离能、电离势等进行分析,探讨抗氧化机理。结果显示,四种花色苷的OH-4'酚羟基的活性最高,键离能小于白藜芦醇的键离能,抗氧化活性的理论计算结果与体外抗氧化试验结果一致。研究结果表明,紫薯花色苷具有较好的抗氧化活性,并且DFT方法为花色苷抗氧化活性的开发提供了有力的理论基础。     

水稻花色苷含量的遗传研究进展

花色苷作为水稻重要的生物活性物质,已成为当前功能性水稻研究开发的热点之一。本文从水稻花色苷的生物合成及其组成成分入手,着重介绍了水稻花色苷含量的影响因素、遗传及分子机理的研究现状以及富集花色苷水稻种质鉴定、筛选与创新现状,并探讨了今后以提高水稻花色苷含量为目标的功能性水稻研究内容和方向。     

花色苷生物转化修饰的研究进展

花色苷是植物界中广泛存在的一种天然的水溶性食用色素,是植物呈现靓丽颜色的重要物质基础,具有多种重要的生理功能和生物活性,药用和保健价值较高,具有巨大的商业应用潜力。花色苷由花色素和糖类物质经糖苷键缩合而成,其结构母核是2-苯基苯并吡喃阳离子,且结构上存在多个活性羟基,稳定性较差,对酸碱度、光照、温度等因素敏感,极易导致色泽或活性的消失。此外,其亲水性较强,在疏水环境中溶解性差,不易透过磷脂双分子层生物膜,导致生物利用度较低。在保持花色苷原有基本骨架结构基础上的酰基化修饰改造,可以获得理化特性改善、稳定性增强且具有良好生物利用度的花色苷酯衍生物,是解决花色苷应用难题的一条重要途径,也是当今研究的热点和难点。目前可用于花色苷类物质生物转化酰基化修饰的方法主要植物细胞转化、酶法转化和微生物全细胞转化。综述了花色苷的稳定性、生物活性及酰基化花色苷的生物合成方法,旨在为进一步开展花色苷的结构稳定性与生理活性研究及其在药品、食品、化妆品等行业中的广泛应用提供有益参考。     

花色苷对高等植物器官颜色的决定及其影响因素

综述了花色苷对高等植物器官颜色的决定作用及其影响因素的研究进展。花色苷本身的呈色属性、液泡定位及其在植物器官中的非均一性分布决定了花色苷能赋予植物器官颜色。花色苷单体和聚合体分子结构及其变化的多样性,以及花色苷合成与植物生长发育阶段的相关性决定了植物器官颜色的多样性。温度、光、水和矿质通过影响花色苷在液泡中的积累量而制约植物器官色度,液泡pH、氧化剂和还原剂通过影响花色苷的分子结构变化而制约植物器官色相。同时,细胞形状也通过影响花色苷的光学属性而制约器官颜色的变化。最后,还对植物器官颜色的机理和人工改良研究进行了展望。     

花色苷化学研究进展

本文以近期研究报道作为基础从花色苷的化学性质、提取与分离技术、鉴定技术三个方面对花色苷化合物的化学研究进展做一系统综述。     

激素等外源物质对马铃薯愈伤组织花色苷积累的影响

从来源于马铃薯(Solanum tuberosum cv.Chieftain)茎的愈伤组织中分离到白色和红色2种愈伤组织,用鲜重法和分光光度法分别测量愈伤组织的生长量和花色苷的含量,并对激素、抗菌素和糖对马铃薯愈伤组织生长和花色苷积累的影响进行研究。结果表明:低浓度的2,4-D有利于红色愈伤组织的花色苷积累,高浓度的2,4-D促进其生长而不利于花色苷的积累;高浓度的6-BA能促进红色愈伤组织中花色苷的积累并诱导白色愈伤组织花色苷的合成,但抑制其生长;卡那霉素能使白色愈伤组织变红并积累花色苷,高浓度的卡那霉素严重抑制愈伤组织的生长并最终变褐死亡;提高蔗糖浓度能促进愈伤组织花色苷的产生和积累,但超过70g/L时抑制生长。实验结果为今后花色苷生物合成机理研究和花色苷的工厂化生产奠定了基础。     

水稻种子花色苷形成及其对稻谷储藏特性的影响

花色苷是有色稻种皮和颖壳里呈现颜色的主要物质,属于类黄酮类物质,具有抗氧化性。本研究围绕水稻种子形成过程中花色苷含量的变化以及其对稻谷储藏特性变化的影响,探讨花色苷在稻谷储藏中延长种子寿命的作用。结果显示:选取的3个品种中,水稻种子的花色苷形成主要在发育初期,随着颖果体积的增大,颖果花色苷的含量会逐渐降低,而颖壳的花色苷含量变化不显著,将种子进行人工老化后,仍只有颖果的花色苷含量出现下降的趋势,表明种子在老化过程中颖壳的花色苷不参与抗老化的各项代谢反应。老化种子SOD活性分析显示,花色苷含量低的中籼9311可能是通过SOD酶活性增加,削减高温高湿胁迫对种子衰老的影响;由稻谷感染霉菌情况显示在3个水稻品种中,花色苷含量高的品种的抗霉菌能力要稍优于花色苷含量低的品种。但综合来看,花色苷含量高低并不是决定种子寿命的主要因素。     

高等植物花色苷在液泡中的存在状态及其着色效应

综述了花色苷被摄入液泡的原因、花色苷在液泡中的存在状态及其对植物细胞的着色效应。花色苷在植物细胞质中合成后转运到液泡里是为了解除其对蛋白质和DNA等细胞功能分子的毒性。花色苷的液泡区隔化是花色苷在植物细胞中发挥正常功能的前提。在大多数植物中,花色苷在绝大多数情况下完全溶解在液泡里。但是,花色苷也能在液泡里形成颗粒,这些颗粒可以划分为花色苷体和花色苷液泡包涵体两类。花色苷体由膜包裹,其形成是液泡中小的有色囊泡逐渐合并的结果,发育完全的花色苷体为典型的球状、具比液泡更深的红色;液泡里的花色苷体具高密度,呈现为含高浓度花色苷的不溶性小球;花色苷体的存在可导致液泡的强烈色彩。花色苷液泡包涵体可能具备蛋白质基质,既无膜包裹又无内部结构,其形成是转运进液泡的花色苷与蛋白质基质结合的结果;液泡里的花色苷液泡包涵体形状不规则,象果冻;在花色苷液泡包涵体中,花色苷可能通过氢键连接于蛋白质基质的一个有限空间位点;花色苷液泡包涵体被认为是液泡中花色苷的"陷阱",优先摄取花色素3,5-二糖苷或酰化的花色苷;花色苷液泡包涵体的存在可增加液泡色彩的强度并导致"蓝化"。     

黑小豆种皮花色苷的提取及体外抗氧化活性研究

为了探索新的花色苷资源,以黑小豆种皮为原料,对其花色苷类色素的提取工艺进行了研究。通过单因素和L_9(3~4)正交试验,考察了乙醇浓度、料液比、温度和p H对粗提液中花色苷含量的影响。结果表明,最佳提取条件为:乙醇浓度60%、料液比1∶20(g∶m L)、温度50℃、p H=2.0。此条件下,黑小豆种皮粗提液中花色苷的含量最大(5.912 mg/g);黑小豆种皮花色苷粗提物得率为19.1%,纯度为3.06%;粗提物具有一定的总抗氧化能力和清除O~(-·)_2、·OH和DPPH自由基的能力。黑小豆种皮可作为一种新型花色苷资源加以利用。     

3种花色苷对DF-1细胞的影响

目的:探讨来自心里美萝卜、紫甘薯和紫玉米的3种不同的花色苷对DF-1细胞单层生长的影响。方法:直观观察3种花色苷对DF-1细胞生长的影响,初步摸索其最适终浓度;用MTT法检测花色苷在提高细胞活性方面的作用。结果:不同浓度的3种花色苷均对细胞单层生长有不同的影响,心里美萝卜花色苷、紫甘薯花色苷和紫玉米花色苷对细胞生长的最适终浓度分别为100、75和50μg/mL;用MTT法获得相应数据并制成细胞活性图表。结论:不同品种来源及不同浓度的花色苷对DF-1细胞单层生长均有明显影响,为今后开展花色苷促细胞生长,提高细胞抗病毒活性研究提供了数据基础。     

紫色马铃薯花色苷稳定性研究

探讨pH、光照、温度、氧化剂、还原剂、金属离子、防腐剂对紫色马铃薯花色苷理化稳定性的影响。结果表明：紫色马铃薯花色苷只有在酸性条件下才可以稳定存在;对光、热敏感,稳定性差;氧化剂和还原剂对紫色马铃薯花色苷有较大的破坏作用;Na+、Fe2+对紫色马铃薯花色苷有破坏作用,Mg2+、Mn2+、Cu2+可起到一定辅色作用;苯甲酸钠对紫色马铃薯花色苷稳定性影响不大,抗坏血酸具有减色作用。在今后的加工或贮藏中,应尽量选择避免对紫色马铃薯花色苷具有破坏性的条件。     

不同中式烹饪热加工方式对鲜食及加工紫薯花色苷含量影响分析

目的：探讨鲜食/加工紫薯中花色苷类色素的种类及其组成的差异性,同时研究在5种常见中式烹饪热加工方式下紫薯总花色苷的损失情况,以得到一种紫薯最佳的食用方式。方法：采用液质联用(HPLC-PDA-ESI-MSn)分析紫薯花色苷种类和结构,并用pH示差法探讨了5种中式烹饪热加工对紫薯总花色苷含量的损失。结果：鲜食紫薯共鉴定出17种花色苷,而加工用紫薯鉴定出9种花色苷。紫薯在5种热加工方式作用下,总花色苷含量均有损失,其损失率由小到大依次是微波＜蒸＜煮＜低温油炸＜烤。结论：经鉴定紫薯色素中花色苷种类组成非常丰富,但鲜食紫薯与加工用紫薯在其花色苷组成上还有较大差别。从花色苷损失率角度考虑,在5种中式烹饪热加工条件下,微波是其最佳食用方式。     

植物花色苷生物合成酶类的亚细胞组织研究进展

花色苷类化合物是类黄酮合成途径的有色末端产物,其合成需要多种酶类催化完成.花色苷生物合成的相关酶在细胞质中被组织成与膜联系的多酶复合体,该复合体对于花色苷生物合成途径的整个效率、专一性和调节具有重要意义.本文对植物花色苷生物合成相关酶的亚细胞定位、所形成的复合体的模型及其存在问题进行了综述.花色苷生物合成多酶复合体的建立将有助于演绎出一个关于细胞代谢的新“三维观”,可为花色苷生产的代谢工程的理性调控创造更有效的手段.     

花色苷的酶降解

综述了降解花色苷的酶类及其降解机理的研究进展.降解花色苷的酶有花色苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和果胶酶.花色苷酶和果胶酶均能水解花色苷糖苷键产生花色素和糖,花色素很不稳定,因吡喃烊环极易开环可自发转换成无色衍生物.花色苷不能直接作为PPO或POD的底物;PPO和POD氧化、降解花色苷须依赖具邻二酚结构的其他酚类的存在,...     

R2R3-MYB调控果实花色苷合成的研究进展

果皮颜色是决定果实品质和商品价值的重要因子之一,R2R3-MYB转录因子对花色苷的生物合成起着重要的调控作用。本综述从R2R3-MYB转录因子对花色苷合成的正负调控作用,特异性及与其它因子共同调控的花色苷合成网络等方面,介绍了近年来国内外R2R3-MYB在果树上调控花色苷合成的研究。并对今后果树上果实着色的研究作了展望,旨在为进一步开展本领域研究提供相关依据。     

AB-8树脂对蓝靛果花色苷的吸附性能研究

以AB-8树脂分离蓝靛果花色苷的吸附性能为研究内容,具体研究了AB-8树脂的吸附等温线、吸附热力学性质和动态吸附参数。结果表明,在静态吸附实验条件下,AB-8树脂对蓝靛果花色苷的吸附是放热过程,吸附能力较强,吸附参数能用Freundlich方程较好拟合,相关系数大于0.98;动态吸附研究表明,AB-8树脂纯化蓝靛果花色苷的最佳上样浓度为280±5 mg/m L、洗脱流速2.5 m L/min,通过对乙醇梯度洗脱浓度进行液质分析,确定了各洗脱液中的花色苷种类,为模拟移动床色谱纯化蓝靛果花色苷奠定了理论基础。     

辅色剂对紫淮山花色苷稳定性的影响及其热降解动力学研究

为探究谷胱甘肽和没食子酸对紫淮山花色苷的辅色作用,本文研究了谷胱甘肽和没食子酸对紫淮山花色苷降解率、热稳定性及色差的影响。试验表明,谷胱甘肽和没食子酸能有效抑制花色苷的降解,且最佳添加量分别为0.03%和0.2%。在此添加量条件下,紫淮山花色苷在50、70、90℃水浴中的热降解均符合一级降解反应动力学规律。添加谷胱甘肽和没食子酸的紫淮山花色苷降解速率常数(k)小于对照组,半衰期(t 1/2)和活化能(Ea)高于对照组,说明谷胱甘肽和没食子酸能够增强花色苷的热稳定性。色差测定结果表明,经谷胱甘肽和没食子酸辅色后的紫淮山花色苷,其明度指数(L*)和色品指数(a*、b*)较对照组变化缓慢,颜色的稳定性增强。     

外源咖啡酸和阿魏酸对黑莓汁中花色苷的辅色研究

为增强黑莓汁中花色苷的稳定,添加适量咖啡酸和阿魏酸到黑莓清汁中,采用可见吸收光谱和高效液相色谱-质谱研究其对黑莓花色苷的辅色作用。研究结果表明:黑莓汁中添加咖啡酸和阿魏酸显著增加了花色苷的最大吸收值(Aλmax),最大吸收波长(λmax)红移,说明咖啡酸和阿魏酸对黑莓汁中花色苷产生了辅色作用,辅色效应随时间的延长和咖啡酸、阿魏酸浓度的增加显著增强。HPLC-DAD-MS分析发现,咖啡酸辅色产生了两种新的花色苷衍生物(矢车菊素-3-O-葡萄糖苷-4-乙烯基儿茶酚和矢车菊-3-O-草酸酐酰葡萄糖苷-4-乙烯基儿茶酚),阿魏酸辅色产生了三种新的花色苷衍生物(矢车菊素-3-O-葡萄糖苷-4-乙烯基愈创木酚、矢车菊-3-O-草酸酐酰葡萄糖苷-4-乙烯基愈创木酚和矢车菊-3-O-阿拉伯糖苷-4-乙烯基愈创木酚),这些衍生物均为羟苯基-吡喃花色苷。     

" 黑美人" 马铃薯中花色苷提取工艺研究

马铃薯(Solanum tuberosum)是一种重要的粮菜兼用型作物,马铃薯传入我国后产生了许多变种、变型和适合当地种植的地方品种,尤其是块茎的皮色和肉色出现了红色、紫色、黑色品种。"黑美人"马铃薯是甘肃省特有的经航空育种技术培育的新型马铃薯品种,经分析测定"黑美人"马铃薯中花色素含量非常丰富,其富含的花青素还具有抗癌、抗衰老、美容和防止高血压等多种保健作用。因此,"黑美人"马铃薯中花色苷提取工艺的研究,对于花色苷的应用与开发具有重要的研究意义。本研究以甘肃"黑美人"马铃薯为原料,对其所含花色苷提取工艺条件(乙醇浓度,温度,pH,提取时间,料液比,提取次数等)进行优化。研究结果显示最佳提取工艺参数为:乙醇浓度80%,温度75℃,pH 1.0,时间1 h,料液比1:20,提取3次。在优化后的提取工艺条件下,"黑美人"马铃薯的花色苷提取率得到提高,花色苷含量可达到33.05 mg/100g。