藏红花素的研究进展

2021-12-06刘凤英段艳辉邓爱华

农产品加工 2021年21期

刘聃，刘凤英，黄颖，段艳辉，邓爱华

（1.湖南文理学院芙蓉学院，湖南常德 415000；2.湖南文理学院地理科学与旅游学院，湖南常德 415000）

藏红花素（Crocin），又称为西红花苷、西红花素，是以藏红花素I为主的一类水溶性类胡萝卜素，是中药材西红花中的一类主要药用成分。藏红花素对多种癌细胞均有明显抑制作用，常与其他常用抗癌药物配合治疗，可降低抗癌药顺铂等的毒副反应，改善疗效，如抑制宫颈癌、结肠癌、卵巢癌、白血病、糖尿病、血管舒张等作用明显。综述藏红花素的主要来源、提取工艺及药理功效，以期为藏红花素的深度开发利用提供参考。

1 藏红花素的主要来源

1.1 栀子

据《中国植物志》记载，栀子为茜草科栀子属植物，受气候、环境、土壤和水分等条件的影响，不同产地的栀子中藏红花素含量会有所不同。胡清宇[1]比较云南、贵州、湖南、湖北、江西栀子中的藏红花素含量，发现贵州产栀子中藏红花素的含量在5个地区中是最低的，其含量为0.28%；江西产的栀子中藏红花素是最高的，其含量达到了0.65%。栀子的根、花、叶都具有药理作用，栀子中起药理作用的主要是栀子苷，栀子苷中存在一种活性物质——藏红花苷，此类活性物质具有较高的药理作用，主要表现在有一定的抗肿瘤、治疗心血管疾病、保护神经系统的作用等[2]。李晓晓等人[3]采用HPLC法测定竹叶青酒专用栀子中藏红花素-I的含量，结果显示竹叶青酒专用栀子中藏红花素-I的平均含量为0.594%，同时在藏红花素中藏红花素-I的含量是最高的，大约为65%，其占比也是比较稳定的。臧彩霞等人[4]对栀子藏红花色素部位治疗阿尔茨海默症的药效学与作用机制进行了研究，从栀子中提取分离出的一种藏红花色素富集的活性部位——GJ-4，通过一系列试验方法，如Aβ25-35侧脑室注射模型、Western Blot法和ELISA法等，表明GJ-4能够明显提高小鼠学习记忆能力，这一作用机制也许与其改善胆碱能系统功能紊乱及抑制脑内的神经炎症有关，初步表明GJ-4通过抑制JAK2/STAT1相关炎症信号通路激活，从而发挥抑制神经炎症的作用，但其具体的作用靶点仍需进一步研究。

1.2 藏红花

藏红花也叫番红花、西红花，含有藏红花苷、藏红花酸和藏红花素等，藏红花花柱中的藏红花素为藏红花主要价值所在。吴频梅等人[5]利用大孔吸附树脂分离藏红花细胞培养液中的藏红花素和藏红花苦素，在色素液pH值6.0，藏红花素和藏红花苦素上样质量浓度分别为1.0 mg/mL和24.0 mg/mL，温度25℃，洗脱剂为40%乙醇溶液，溶液处理量1.5 BV，吸附流速1.5 mL/min，洗脱剂体积1.75 BV和洗脱流速1.0 mL/min条件下，藏红花素吸附率为94.4%。孙镇等人[6]探究了诱导子对藏红花悬浮培养细胞生产藏红花色素的影响，通过对藏红花愈伤组织继代培养、藏红花细胞悬浮培养，以及对藏红花悬浮培养细胞的诱导子进行处理，发现壳寡糖、壳聚糖、水杨酸、茉莉酸甲酯和Cu2+在适当的作用浓度、适宜的添加时间能够有效提高藏红花悬浮培养细胞中藏红花色素的含量，均可作为促进藏红花色素合成的诱导子。孙妍等人[7]发明了一种提高藏红花素含量的藏红花培养基的方法，在MS基础培养基中添加IAA、BA、琼脂、蔗糖、稀土元素等，由于MS培养基中的铵和硝酸盐的含量较高，有利于提高藏红花球茎愈伤组织的诱导，配以固定浓度的细胞生长素BA和植物激素IAA具有协同作用，能够较好地诱导藏红花愈伤组织，提高诱导生物细胞量，稀土元素加入的三氧化镧对藏红花愈伤组织细胞的生长进一步起到促进作用，几项条件协同作用即让藏红花素的合成量得到了有效提升。

1.3 黄饭花

黄饭花，学名为密蒙花，属于马钱科醉鱼草属植物，黄饭花的适应性较强，全株供药用，黄饭花的主要药效作用体现在对抗眼部疾病（如干眼病、糖尿病视网膜病），抗菌、抗炎、醛糖还原酶抑制、抗氧化和免疫调节等方面[8]。黄饭花中黄色素的提取主要采取超声波辅助提取和双水相萃取法。张茂菊等人[9]借助超声波与生物酶法协同提取黄饭花中藏红花素，在超声时间30 min，酶解时间2.5 h，酶质量分数0.2%，酶解温度50℃，溶剂质量分数30%时，藏红花素的提取率达到9.41%。

2 藏红花素的提取及检测

邓红等人[10]发明了一种高效提取栀子果中藏红花素的设备，由粉碎、酶解、搅拌、蒸馏、辅助装置等部分组成，该设备不仅降低提取能耗，而且提高栀子果中藏红花素提取效率和纯度。孙连贵[11]发明了一种藏红花素的提取分离装置，包括支撑底座、粉碎刀、提取桶、超声波振荡板和超声波发生器、过滤筛网，该提取分离装置结构简单，可供原料进行反应提取和粉碎筛选。

2.1 浸提法

董孝元等人[12]利用生物酶解技术提取栀子中藏红花素，调节提取液pH值3.0～6.5，温度30～60℃，酶质量分数1%～3%，酶解时间1 h；然后将温度调至50～70℃，料液比调至1∶20～1∶40，提取时间12 h，得到浸提液；最后用大孔吸附树脂吸附，乙醇水混合液进行洗脱，藏红花素的提取率提高了50%。聂毅等人[13]对栀子果粉用水浸泡，溶液抽滤后加入柠檬酸，微波加热静置冷却后抽滤，用树脂对滤液进行吸附及洗脱，得到藏红花素粗品；用去离子水于40～45℃下加热溶解，趁热抽滤；无水乙醇，滴加至溶液将要出现浑浊状态；将溶液放入-5～-10℃冰箱中静置结晶培养，获得藏红花素晶体；最后，将得到的藏红花素晶体进行真空干燥。李冠枚[14]通过将栀子粉碎，用乙醇溶液溶解，利用超声逆流浸提，得到藏红花素提取物；通过将滕茶叶粉碎后，用微波提取，得到藤茶提取物，按一定比例混合均匀压片制得复合含片，这个发明首次将藏红花素、藤茶提取物复合制成含片，可用于调节肝胆、提高免疫力等。

2.2 萃取法

韦万兴等人[15]以栀子干果为原料，超声辅助乙醇提取后，将提取液浓缩得到浸膏，浸膏溶于聚乙二醇水溶液中，随后进行选择性萃取得到藏红花酸和藏花素。庞会利等人[16]先利用亚临界萃取技术脱除栀子果中的脂溶性成分，然后利用栀子粕酿制富含藏红花素和栀子苷的栀子黄金酒。吴敏等人[17]通过分步萃取法获得栀子果油及藏红花素进行研究，第一步通过亚临界萃取栀子果粉获得栀子果毛油；第二步通过优化乙醇浓度、时间、温度和料液比等因素对栀子藏红花素提取效果的影响，栀子粕中藏红花素的提取率达到0.21%，在栀子产业的开发中具有一定的可行性。

2.3 细胞培养法

研究者利用鼓泡塔式反应器生产藏红花素，发现鼓泡式生物反应器为植物细胞的生长提供了低剪切力环境，其结构简单，气体从底部通过喷嘴或气体分布器穿过培养液实现气体传递与物质交换，整个系统密闭，易于无菌操作；培养过程中无需机械能消耗，适于培养藏红花细胞生产藏红花素[18]。通过硅胶柱层析法从栀子黄色素中分离制备出了高纯度的藏红花素I产品，经HPLC检测，纯度达98.39%，得率为15.58%，回收率为50.42%[19]。

3 藏红花素的药理功效

3.1 抑制宫颈癌

藏红花素可以抑制宫颈癌细胞的生长，藏红花素通过降低人宫颈癌Hela细胞活力、阻滞细胞周期进程，从而促进细胞凋亡，作用机制可能与细胞周期相关蛋白表达和调节细胞凋亡相关蛋白有关。李萍等人[20]通过藏红花素对人宫颈癌Hela细胞活力、凋亡和细胞周期分布的影响研究，发现中、高剂量组藏红花素及顺铂组对人宫颈癌Hela细胞活力均明显降低（p＜0.05），细胞凋亡率均为显著增高（p＜0.05），G0/G1期细胞比例增高，而G2/M期细胞比例降低（p＜0.05），Bcl-2 蛋白表达量明显降低（p＜0.05），Bax、Cyclin B1、CDK1蛋白表达量及Bax/Bcl-2比值均明显增高（p＜0.05），而且藏红花素高剂量组指标变化幅度明显高于顺铂组（p＜0.05）。

3.2 治疗白血病

藏红花素对于白血病的治疗体现在对急性淋巴细胞白血病患儿淋巴细胞体外增殖及功能的影响，当藏红花素质量浓度处于1.25～5.00 mg/mL时，在体外可协同PHA促进急性白血病患儿外周血淋巴细胞增殖，同时也会促进T细胞释放IL-4，并且T细胞的作用会随藏红花素质量浓度的增加而增强。张洋等人[21]研究藏红花素对耐伊马替尼慢性白血病粒细胞的促凋亡作用中，发现藏红花素能够显著抑制耐药K562/Ima细胞的增殖，并且呈现出一定的质量浓度依赖关系，藏红花素可以抑制K562/Ima细胞的增殖，诱导其凋亡，而且猜测Caspase信号通路参与其中，对耐伊马替尼慢性白血病粒细胞产生促凋亡作用。徐慧娟等人[22]发明了一种对白血病细胞株有促凋亡作用的含藏红花素组合物，可以有效地抑制白血病的恶化。

3.3 治疗糖尿病

藏红花素具有改善糖尿病引起的血管内皮功能受损、提高糖尿病血管舒张能力、缓解周围血管病变和保护血管内皮功能的潜在作用。李赛等人[23]研究了藏红花素对糖尿病大鼠胸主动脉环舒缩功能的影响。结果表明，在糖尿病状态下大鼠胸主动脉环的舒张功能会减弱，藏红花素可以呈剂量依赖性舒张正常组内皮完整的胸主动脉环，且高于模型组，降低胸主动脉环的收缩张力效应，说明藏红花素可以改善糖尿病大鼠胸主动脉舒缩功能，其作用机制也许会与一氧化氮和内皮功能有关。王立哲等人[24]用藏红花素影响Ⅱ型糖尿病大鼠糖脂代谢，发现当用藏红花素50～100 mg/（kg·d）治疗12周左右，可以显著改善Ⅱ型糖尿病大鼠“三多一少”的症状、精神状态和皮毛色泽，体重也明显增加；胰岛组织病变也有明显改善、胰岛组织细胞凋亡数量显著减少，由此认为藏红花素对试验性Ⅱ型糖尿病具有降低血糖、调节血脂的功能，其作用机制可能与提高机体胰岛素水平和保护胰岛组织等有关。