金莲花黄色素提取及应用研究进展

付秀李丽丽

(1.佳木斯大学生命科学学院,黑龙江 佳木斯 154007;2.中-乌农林技术开发与应用国际合作联合实验室,黑龙江 佳木斯 154007)

金莲花是毛茛科(Ranunculaceae)金莲花属(Trollius chinensis)多年生草本植物，全世界金莲花属植物大约有32种，我国有16种及7个变种，广泛分布于我国多个省区。2020版《中国药典》共收录6种金莲花中成药制剂，且临床疗效显著。主要因其含有黄酮、生物碱、有机酸和黄色素等具药效的活性成分，其中黄色素是金莲花中含量较高的化合物，主要成分为叶黄素-环氧化合物(xantho-phyll-epoxyde,C40H56O3)及金莲花黄质(trollixanthin,C40H56O3)，具有抗氧化、抗癌和抑菌等活性。在食品医药领域被作为抗癌保健品、着色剂、天然食品添加剂和染色剂等。当前有关金莲花的研究主要集中在黄酮类单体化合物成分检测及生物活性应用中，而对金莲花黄色素缺乏深入探讨。

因此本文对金莲花黄色素的提取纯化、药理活性及稳定性研究等方面进行阐述，以期为金莲花功能性产品开发研究提供理论基础。

1 黄色素的提取及纯化

1.1 溶剂浸提法

卢佳云等[1]使用正交试验优化金莲花黄色素提取工艺，发现最佳提取工艺为液料比50∶1,50℃，提取60min过滤离心取上清60℃旋蒸3～4h。黄色素在室温下为金黄色浸膏状，气芳香、味微苦，微溶于水，属于脂溶性色素。乌云等[2]发现，使用丙酮提取黄色素效果最佳。李瑞宁等[3]采用正交试验优化水提金莲花黄色素发现，水提最佳工艺为95～100℃，pH=7.0，提取30min，丙酮提取最佳工艺为54℃水浴下，液料比100∶1(mL∶g)，提取30min；发现2种方法提取都有部分残留，采用了先水提后丙酮提，不仅提高了提取效果，还节省了材料的浪费。

1.2 微波辅助提取

赵二劳等[4]在单因素试验的基础上，采用正交试验法对微波辅助提取进行优化，最佳工艺为无水乙醇为溶剂，液料比40∶1(mL∶g)，3min，60℃微波600W，提取率为14.47%。并且通过极差分析得出各因素对黄色素提取影响为微波功率>料液比>微波时间>提取温度。比较微波提取和乙醇浸提2种方法，发现微波辅助可以有效缩短19倍时间，提取率相对增加16.8%。

1.3 超声辅助提取

超声波辅助提取工艺是通过破坏植物细胞壁，将有效成分最大可能释放出来的一种方法，具有时间短、提取率高、不破坏有效成分等优点。超声波与媒质的作用可产生力学效应和热血效应，这2种效果可以增加提取率和效果。贺泽民等[5]采用超声波辅助提取金莲花黄色素，主要工艺为取10g金莲花粉末，以50%乙醇为提取剂，液料比(mL∶g)30∶1，功率320W，超声40min。张慧君等[6]采用单因素试验及响应面分析法优化超声波提取金莲花黄色素，最佳提取工艺为金莲花粉碎过40目，超声功率85W，pH=4.5，提取时间为46min，料液比(g∶mL)1∶68，得率为26%。

1.4 大孔树脂纯化

在金莲花提取过程中会有很多杂质一起提取出来，因此为了得到纯度更高的黄色素，张慧君等[7]采用大孔吸附树脂对黄色素进行纯化，发现采用X-5树脂，20℃，80%乙醇作为洗脱剂进行吸附，动态吸附率为88.79%，黄色素纯化提高了5倍左右。

2 药理作用

2.1 抗氧化活性

卢佳云等[1]对比金莲花黄色素和维生素C对羟基自由基和DPPH自由基的清除能力，发现金莲花具有较强的抗氧化能力。贺泽民等[5]对比金莲花黄色素和人工抗氧化剂BHT的抗氧化能力，发现两者均具有抗氧活性且成量效关系。对比半抑制率发现金莲花黄色素更强，因此金莲花黄色素可以替代人工合成添加剂BHT广泛使用。

2.2 抗癌

亚硝胺是当前研究中致癌物之一，其在酶催化条件下，产生亲电子的万基自由基，会使核酸烷化，引起细胞遗传突变，会导致人和动物的器官产生恶性肿瘤[8,9]。郭青枝等[10]建立模拟人体胃液环境下，在金莲花黄色素中依次添加二甲胺与亚硝酸钠时，黄色素先与亚硝酸钠反应，使其无法与二甲胺反应，达到阻断的目的，研究发现阻断率随着黄色素浓度的增加而增加，当加入黄色素5mL时，阻断率可达96.15%，和维生素C相比，黄色素清除率略小，但是可以作为抗癌的天然的保健品资源。

2.3 抑菌

大肠杆菌、金色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌是食品加工和贮藏中常出现的腐败细菌，贺泽民等活化培养3种细菌，通过测定3种细菌菌圈大小判断金莲花黄色素的抑菌活性，发现对3种菌株均有抑制作用，抑制作用程度为金色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>大肠杆菌，且抑菌活性随浓度增大而增大[5]。

3 稳定性

3.1 温度和光照对黄色素稳定性的影响

乌云等、杨辉等和赵二劳等研究在常温、30℃、40℃、60℃、80℃下对黄色素的影响，发现低于60℃，吸光度无明显变化，在80℃会使黄色素变浑浊[2,11,12]。研究表明，通过对比不同光照时间(0h、1h、2h、3h、4h、5h)对黄色素稳定性的影响发现，光照会影响黄色素稳定性[12]。对比光照强度发现，直射强光对黄色素稳定性影响最大。乌云等[2]对比了不同光照时间对黄色素的影响，表明光照1.5h以上对黄色素影响明显。因此在金莲花黄色素的使用过程中应注意避免直射强光和高温。

3.2 食品添加剂对黄色素稳定性的影响

卢佳云等[1]选择了食盐、蔗糖和山梨酸钾测试了对黄色素的影响，发现高浓度食盐会使黄色素有轻微减色，蔗糖和山梨酸钾具有增色作用。乌云等[2]测定了NaCl和蔗糖对黄色素的影响，发现NaCl可以使黄色素颜色鲜艳，浓度增大黄色素变化较小。杨辉等[11]和赵二劳等[12]发现，加入蔗糖对黄色素影响不大，因此金莲花黄色素是极具开发前景的天然食品天然色素。

3.3 还原剂对黄色素稳定性的影响

卢佳云等测定抗坏血酸对黄色素的影响发现，影响较小，可以一起使用。乌云等、杨辉等[2,11]对比Na2SO3和H2O2对黄色素的影响发现，2种物质对黄色素都有较为明显的影响。赵二劳等发现H2O2浓度增大，黄色素吸光度无明显变化，证明金莲花黄色素具有较强的耐氧化性。Na2SO3浓度增大，黄色素吸光度明显增加，证明还原剂对黄色素稳定性有较大影响。

3.4 金属离子对黄色素稳定性的影响

金属离子可能会和色素分子形成螯合物或由于金属离子本身颜色对色素颜色有所影响。杨辉等[11]测定多种金属离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Ni2+、Cu2+)对黄色素的影响，发现多种金属离子(Fe3+、Zn2+、Ni2+、Cu2+)都对黄色素产生明显影响，Na+、Mg2+、Ca2+对黄色素无明显变化。通过测定4种离子(Al3+、Mg2+、Ca2+和K+)对黄色素的影响发现，Al3+对黄色素稳定性影响较大，在黄色素储存中应该避免与金属离子接触[1]。

3.5 酸度对黄色素的影响

乌云等和杨辉等考察了金莲花黄色素在pH=2.0～7.5范围内颜色的变化，发现颜色鲜艳，变化相对稳定。pH 8.0～9.0环境下，颜色会变暗沉。金莲花黄色素具有较强的耐酸性，碱性介质对黄色素有一定的降解作用。

4 应用

4.1 食品添加剂

当前社会的发展和人们生活水平的提高，人们越来越强调天然、营养和安全等，因此食品添加剂也逐渐成为我国重要的食品安全问题[13-16]。相关研究已证明，人工合成色素大多对人体有潜在毒副作用[17]，有些已被限用或禁用，天然色素可改善色泽以及提高商品价值，取代合成色素已是大势所趋。金莲花黄色素的抗氧化性和稳定性较强可改变食品色泽及延长货期，可代替BHT作为食品添加剂在食品领域广泛应用。

4.2 着色剂

金莲花具有天然的颜色，安全性高和多种生理活性等特点，来源广，价格便宜，受到人们的喜爱。金莲花黄色素主要是黄酮类化合物，具有很好的溶解性，可以作为着色剂满足食品加工要求[17]。黄色素可以逐渐取代柠檬黄和日落黄的合成色素，具有广阔的开发前景。

4.3 染色剂

曹机良等[18]使用金莲花黄色素作为羊毛染色剂，并且筛选不同媒染剂条件提高黄色素颜色，发现带金属离子的染色剂会对黄色素有较大影响，在70～90℃条件下染色60min，黄色素着色效果最好，并且媒染后的植物牢度可以满足服饰要求。

5 结论

金莲花是常见的药食同源植物，且制剂疗效显著，其中黄色素是发挥药效的主要成分，具有良好的抗氧化、抗癌及抑菌作用。黄色素中叶黄素还具有治疗年龄相关性视黄斑退化、抗癌、心血管疾病、修复紫外线对皮肤伤害等活性。可广泛应用在医药和食品领域作为抗癌保健品、着色剂、食品添加剂和染色剂等。研究表明,金莲花黄色素对高温和强光光照敏感，且耐氧化性和耐酸性较强,对食品添加剂类较为稳定，但接触Al3+稳定性差，因此在具体实际应用中应尽量遮光及避免与金属离子接触。在此基础上深入研究黄色素提取加工及活性研究，以期拓展金莲花黄色素的应用。