三角梅色素合成与应用前景

 

□ 黄青云 

 

三角梅花色之所以这么靓丽，取决于其合成的一类色素—甜菜色素。这是一类比较小众的色素，只在石竹目（Caryophyllales）的一些植物以及真菌类的毒蝇伞（Amanita muscaria）中发现。

 

甜菜色素是水溶性色素，与其他色素一样合成于细胞质中，储存于液泡，在植物体上能表现出红色、紫色、黄色、白色等丰富的色彩，分为以氨基酸为辅基类型的甜菜黄素（Betaxanthin）和糖苷化类型的甜菜红素（Betacyanin）两类。

 

甜菜色素合成代谢的研究始于20世纪90年代，其合成途径主要包括酶促反应和自发反应，反应起始于酪氨酸。参与合成途径的酶主要有酪氨酸酶（Tyrosinase）、葡萄糖基转移酶（UDP-glucosyltransferase）、多巴双加氧酶（4,5-DOPA-extradiol-dioxygenase）和细胞色素单氧化酶（Cytochrome P450-like）。

 

在三角梅植物体内，甜菜色素不仅使花朵美丽以吸引传粉者繁衍后代，也是实现其花朵和果实经济价值的重要因素。生理上，它的存在对植物本身抵抗逆境，如干旱胁迫和过氧化胁迫也起着重要作用。作为重要的植物次生代谢物质，甜菜色素与花色素苷一样也有抗氧化、光保护作用，其抗氧化和抗辐射作用比膜保护剂Trolox（维生素E类似物）更显著。

 

由于甜菜色素的保健价值日益被人们所熟知，近年来越来越被看好开发成天然食用色素，适用范围包括糖果、酸奶、沙拉、软饮料等，添加50毫克/千克即可有良好的着色效果。目前，甜菜红素已被欧盟批准用于食品（EEC  No.E162）。美国药品食品管理局（FDA）也正式批准甜菜红素在食品领域的使用（No.73.40）。甜菜黄素则由于含有特殊氨基酸，被赋予独特于甜菜红素的理化性质和保健价值，将成为食品中补充氨基酸的重要来源。

 

目前，市场上还没有商品化的甜菜黄素销售。原因一是来源较少，二是其弱稳定性。红甜菜是商业化甜菜色素的主要来源，但来自红甜菜的甜菜红素，由于来源部位位于土壤中容易携带微生物，而且带有强烈的土腥味。市场上对于其他甜菜红素来源代替红甜菜有强烈的需求。

 

天然色素的开发与应用已成为科技工作者普遍关注的课题。人们试图从各种动植物资源中获取天然色素，同时探索其生理活性，来缓解并解决由合成色素所带来的各种问题。但是由于天然色素色泽不稳定，在其使用过程中容易受如光照、温度、氧化、p H值、介质极性、金属离子、添加剂等因素的影响而发生褪色、变色等方面的变化，影响其着色效果，严重制约了天然色素代替人工合成色素的进程。那么，开发更多品种具有功能型的甜菜色素来源是扩大其应用的有力保障。

 

 （作者单位为福建省亚热带植物研究所、包头市青山区住房和城乡建设局）