-
薑黃色素
鎖定
- 中文名
- 薑黃色素
- 定 義
- 是以薑黃素為主的一種黃色略帶酸性的二苯基庚烴物質的統稱
薑黃色素基本性質
薑黃素主要包括三種活性成分:薑黃素(C21H20O6,分子量368,約佔70%)、脱甲氧基薑黃素(C20H18O5,分子量338,約佔15%)和雙脱甲氧基薑黃素(C19H16O4,分子量308,約佔10%)
[2]
。
薑黃色素理化性質
薑黃色素的95%乙醇溶液在425nm附近有最大吸收峯。高純度(>90%)的薑黃色素在偏酸性環境中呈純黃色,在鹼性環境中其溶液呈棕色或紅棕色,在pH=7.0~8.0範圍內其溶液呈玫瑰紅色,故可作為化學反應指示劑(測定硼離子)。
薑黃色素穩定性
有人對單體薑黃素的穩定性進行研究,結果表明:苯甲酸鈉、檸檬酸、酒石酸、Cu2+可使薑黃素褪色;蔗糖、麥芽糖、Zn2+、Fe2+、Fe3+對薑黃素有增色作用;維生素C、Na+、K+、Mg2+對薑黃素無明顯影響
[3]
。
薑黃色素分離方法
薑黃色素提取
1)有機溶劑提取法:用乙醇等有機溶劑浸提經粉碎的薑黃原料,採用離心或過濾的方式分離提取液。用有機溶劑提取薑黃色素的主要優點是提取率高;但有機溶劑消耗量大,產品成本高,生產安全性差。分離獲得的提取液中除薑黃色素外,還含有大量酯類等脂溶性雜質。
2)水提取法:薑黃色素易溶於鹼水,可用1%左右的NaOH加熱浸提薑黃中的薑黃色素。儘管其提取效率不如有機溶劑,但從經濟和安全的角度考慮仍有很強的實用性。由於薑黃原料中澱粉含量高,所以色素實際上是與澱粉一起進入了鹼性提取液。基於這一事實,有人直接用中性水加熱提取薑黃色素獲得成功。儘管薑黃色素只微溶於水,但它與澱粉結合緊密,可隨大量可溶性澱粉一起進入水相,從而進一步降低了提取成本。
3)超臨界CO2流體萃取法:超臨界CO2流體萃取技術是一種新型的綠色分離技術,超臨界流體既具有氣體的低粘度、高擴散性,也具有類似液體的高密度、大的溶解度。由於超臨界CO2萃取温度不高,與氧氣隔絕,因而特別適合萃取熱敏性的物質和不穩定性的物質。
薑黃色素精製
無論採用那種方法提取,獲得的提取物都是薑黃色素的粗製品。儘管有些產家直接銷售這類液態或半固態粗製品,但畢竟給包裝、運輸和使用等各方面帶來諸多的不便,需要進一步精製提純。精製提純薑黃色素的方法主要有四種
[4]
:
①專一性溶劑法:利用對薑黃色素和其它雜質的溶解能力差別大的單一型或混合型溶劑(如石油醚,乙醚等)多次處理粗製品,使色素與其他雜質分開。用這種方法可以得到部分純度很高的色素產品。但工藝複雜,對設備的要求高,精品色素在全部產品中所佔的比例較小,而且可供使用的專一性溶劑種類很少,其實用性受到了限制。
②酸鹼法:用有機溶劑直接浸提薑黃原料時獲得的提取液蒸發濃縮後得到的產物都是半固態的薑黃浸膏,含有大量醋類,不僅色素含量低,而且難以乾燥。用酸鹼對其進行恰當處理,,使其中的醋類水解,可以達到易於乾燥和提純目的。該方法的特點是不用過分複雜的設備就可生產出具有一定純度的粉末狀薑黃色素產品。但由於反應條件較劇烈且難於有效控制,所以容易造成部分色素的破壞。
③酶水解法:用水作溶劑提取薑黃色素時,提取物中澱粉的存在降低了其色素的相對含量。可用澱粉酶進行處理,從而達到純化色素的目的。用澱粉酶水解後,澱粉由與色素吸附緊密的大分子降解成麥芽糖和葡萄糖等色素吸附力較小的小分子物質。這些小分子物質能在一定pH的酸性溶液中保持溶解狀態而與此條件下沉澱的薑黃色素分離。該方法的主要特點是與水提取法結合後,可以少用或完全不用有機溶劑就可提製出高純度的薑黃色素,從而大大降低了產品成本,提高了生產過程中的安全性。但這種方法的專業性較強,技術難度較大。
④柱層析法:用有機溶劑提取薑黃色素時,大量脂溶性雜質也進入了提取液。利用薑黃色素組成結構與其它脂溶性雜質的有所不同,它們的吸附性質也不同,因而可以用吸附柱層析的方法將它們分離。具體做法是:讓薑黃的乙醇提取液直接流經吸附柱,色素及部分脂溶性雜質被吸附劑吸附。然後選擇不同的洗脱劑(極性由強烈到弱或由弱到強)分步洗脱,可順利獲得色素含量高且易於乾燥的薑黃色素產品以及薑黃揮發油產品。這種方法的主要特點是可一次性地將提取液中的色素和揮發油完全分離開來,色素純度高,工藝簡單。
薑黃色素含量測定
(1)分光光度法:此種方法主要是利用薑黃色素溶於有機溶劑或與硼酸、冰醋酸等作用生成有色物質,然後在一定的波長下測其吸光度值來測定薑黃素的含量。該法操作簡單,所需儀器造價不貴,但不足之處是過程煩瑣,且所測數據有較大波動。
(2)HPLC法:此種方法不僅操作簡單,而且數據精確,不受工藝條件影響。
除上述方法外,還可採用極譜分析法測定薑黃色素,該法靈敏度高,選擇性好,簡單、快速。有人採用熒光分光光度法測定薑黃素的含量,激發波長和發射波長分別為442nm、475nm。還有研究者採用雙波長掃描法測定薑黃素的含量,此法準確、快速,但所需技術性強。
薑黃色素功能特性
薑黃色素主要來源於傳統中藥薑黃,薑黃具有破血行氣,通經止痛等功能,薑黃素是它的主要功效成分,現代科學研究表明,薑黃素具有抗癌、抗炎、抗氧化等功能,是一種多效的天然活性物質,它的功能作用主要表現在
[1]
:
抗癌作用
薑黃素對多種腫瘤有抑制作用,如肝癌、胃癌、大腸癌、食管癌、乳腺癌、前列腺癌、皮膚癌、淋巴瘤及白血病等。它能影響腫瘤發生發展的多個環節與步驟,如誘導腫瘤細胞凋亡、抑制癌基因表達、抗腫瘤侵襲和轉移、抑制腫瘤血管生成、以及增加腫瘤細胞對化療的敏感性等,從而發揮抗癌作用。
抗炎作用
薑黃素能改善風濕性關節炎、炎症性腸道疾病、1型糖尿病、心肌炎、全身系統性紅斑狼瘡等疾病的症狀。主要是通過抑制炎症介質如環氧合酶、脂肪氧化酶、腫瘤壞死因子α、干擾素γ、誘導型NO合酶,以及轉錄因子如核轉錄因子kB和激活蛋白—1而發揮效應。
抗氧化作用
薑黃素是含有許多功能基團的獨特的抗氧化劑,從化學結構分析,薑黃素有2個如同肉桂醛的苯丙烯酰基骨架,兩個苯環上各有一個酚羥基和一個甲氧基,丙烯基與一個β-雙酮/烯醇式結構連接。很多研究確認:具有1,2-二羥基基團的酚類物質有很強的抗氧化活性,因為此類化合物在抗氧化過程中會產生穩定性很好的醌類物質。到底是酚基團還是中心的甲基氫對薑黃素的抗氧化功能起作用,暫無定論。
防止動脈粥樣硬化作用
抗人免疫缺陷病毒(HIV)作用
研究發現:薑黃素具有抗HIV的作用。HIV感染的演化及免疫缺陷的發展與潛伏前病毒的激活有關,前病毒的複製受病毒的長末端重複序列(LTR)控制。LTR調節因子可能是HIV-1潛伏前病毒通過許多激活因素轉錄激活的基礎。薑黃素抑制HIV-1慢性感染的HIV-LTR活性和病毒複製,提示薑黃素對處於前病毒狀態的病毒有作用,薑黃素可能直接或間接地作用於影響HIV-1LTR活性調節因子.。推測薑黃素用於HIV感染患者的治療,可增加肌體的體液免疫功能,防止繼發性感染,但對細胞免疫功能無影響。
抗肝毒作用
薑黃素對四氯化碳引起的肝脂質過氧化及血清AST、ALT活性的升高有抑制作用,呈量效關係,並防止肝形態改變,也能明顯地抑制Co射線引起的肝脂質過氧化水平。Reddy等報道了薑黃素用藥10 天,有保肝作用,有效地逆轉黃曲酶素誘導的肝損害。薑黃素作為一種有效的治療肝病及感染性發熱的藥物在印度醫學中被廣泛應用,實驗證明薑黃苷可以促進大鼠膽汁流動。薑黃素口服吸收後主要在肝臟中代謝,故不失為一種很好的肝臟毒性損害保護劑。
其他作用
薑黃色素工業應用
薑黃色素食品工業
根據我國《食品添加劑使用衞生標準》(GB2760-1996)中規定:薑黃色素可用於糖果、冰淇淋、碳酸飲料、果凍,最大使用量為0.01g/kg。也可用於蘿蔔乾和咖喱粉中。使用時要先將薑黃色素用少量95%酒精溶解,再加水稀釋成所需濃度使用。用於透明飲料時,要先乳化再使用。因薑黃素及其溶液耐光性差,需避光保存
[5]
。
薑黃色素微溶於油脂,不溶於水。將薑黃色素或浸膏經乳化,製成易溶於油或水的薑黃色素,不但市場需求量較大,而且附加值高。將水溶和油溶薑黃色素與其它天然色素進行復配,使產品由單一的純黃色素成為橙色、棕色等多種色調的色素。根據用途不同,研發出麪條、方面便、酸奶、冰淇淋、威化膨化食品、餅乾、人造奶油、煙草等專用型色素。其中,煙草專用色素,不但可以提高煙絲的質量檔次,增強煙草特殊的辛香味,延長煙草的保存期,而且薑黃具有較強的抗氧化功能,可以大大降低煙草的有毒成分。此外,薑黃油可用於食品,改善食品的色、香、味,還可用作煙用香精,具有增香、定香、防黴等效果;提取後的薑黃渣可用作醃菜專用薑黃粉,也可添加到咖喱、芥末及其他調料中。
薑黃色素醫藥工業
薑黃具有抗氧化、抗誘變、抗缺血、降血脂等生理功能,數十年來,薑黃色素在治療炎症介導的疾病,如腫瘤、動脈粥樣硬化、糖尿病、類風濕性關節炎等中扮演着重要的角色,有關薑黃素各種藥理作用的研究已越來越受到醫藥工作者的重視。有報道稱,薑黃素可作為防腐劑、美容品、健胃劑、止痛劑、利尿劑、利膽劑等。此外,薑黃素還能減輕藥物毒性,研究表明:薑黃素可顯著減輕阿黴素所致的腎損害。
薑黃色素動物飼料
經動物試驗證明,薑黃素可提高肉雞的生產性能和免疫機能,增強機體抗氧化作用,同時可以起到改善脂類代謝、提高雞肉品質等作用;薑黃素在促進魚類生長、提高魚類消化酶活性和抗氧化力、增強免疫功能及改善魚體色澤等方面也具有一定活性。