藏紅花素的研究進(jìn)展

劉 聃，劉鳳英，黃 穎，段艷輝，鄧愛華

（1.湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院，湖南常德 415000；2.湖南文理學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院，湖南常德 415000）

藏紅花素（Crocin），又稱為西紅花苷、西紅花素，是以藏紅花素I為主的一類水溶性類胡蘿卜素，是中藥材西紅花中的一類主要藥用成分。藏紅花素對多種癌細(xì)胞均有明顯抑制作用，常與其他常用抗癌藥物配合治療，可降低抗癌藥順鉑等的毒副反應(yīng)，改善療效，如抑制宮頸癌、結(jié)腸癌、卵巢癌、白血病、糖尿病、血管舒張等作用明顯。綜述藏紅花素的主要來源、提取工藝及藥理功效，以期為藏紅花素的深度開發(fā)利用提供參考。

1 藏紅花素的主要來源

1.1 梔子

據(jù)《中國植物志》記載，梔子為茜草科梔子屬植物，受氣候、環(huán)境、土壤和水分等條件的影響，不同產(chǎn)地的梔子中藏紅花素含量會有所不同。胡清宇[1]比較云南、貴州、湖南、湖北、江西梔子中的藏紅花素含量，發(fā)現(xiàn)貴州產(chǎn)梔子中藏紅花素的含量在5個地區(qū)中是最低的，其含量為0.28%；江西產(chǎn)的梔子中藏紅花素是最高的，其含量達(dá)到了0.65%。梔子的根、花、葉都具有藥理作用，梔子中起藥理作用的主要是梔子苷，梔子苷中存在一種活性物質(zhì)——藏紅花苷，此類活性物質(zhì)具有較高的藥理作用，主要表現(xiàn)在有一定的抗腫瘤、治療心血管疾病、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用等[2]。李曉曉等人[3]采用HPLC法測定竹葉青酒專用梔子中藏紅花素-I的含量，結(jié)果顯示竹葉青酒專用梔子中藏紅花素-I的平均含量為0.594%，同時在藏紅花素中藏紅花素-I的含量是最高的，大約為65%，其占比也是比較穩(wěn)定的。臧彩霞等人[4]對梔子藏紅花色素部位治療阿爾茨海默癥的藥效學(xué)與作用機制進(jìn)行了研究，從梔子中提取分離出的一種藏紅花色素富集的活性部位——GJ-4，通過一系列試驗方法，如Aβ25-35側(cè)腦室注射模型、Western Blot法和ELISA法等，表明GJ-4能夠明顯提高小鼠學(xué)習(xí)記憶能力，這一作用機制也許與其改善膽堿能系統(tǒng)功能紊亂及抑制腦內(nèi)的神經(jīng)炎癥有關(guān)，初步表明GJ-4通過抑制JAK2/STAT1相關(guān)炎癥信號通路激活，從而發(fā)揮抑制神經(jīng)炎癥的作用，但其具體的作用靶點仍需進(jìn)一步研究。

1.2 藏紅花

藏紅花也叫番紅花、西紅花，含有藏紅花苷、藏紅花酸和藏紅花素等，藏紅花花柱中的藏紅花素為藏紅花主要價值所在。吳頻梅等人[5]利用大孔吸附樹脂分離藏紅花細(xì)胞培養(yǎng)液中的藏紅花素和藏紅花苦素，在色素液pH值6.0，藏紅花素和藏紅花苦素上樣質(zhì)量濃度分別為1.0 mg/mL和24.0 mg/mL，溫度25℃，洗脫劑為40%乙醇溶液，溶液處理量1.5 BV，吸附流速1.5 mL/min，洗脫劑體積1.75 BV和洗脫流速1.0 mL/min條件下，藏紅花素吸附率為94.4%。孫鎮(zhèn)等人[6]探究了誘導(dǎo)子對藏紅花懸浮培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)藏紅花色素的影響，通過對藏紅花愈傷組織繼代培養(yǎng)、藏紅花細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，以及對藏紅花懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的誘導(dǎo)子進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)殼寡糖、殼聚糖、水楊酸、茉莉酸甲酯和Cu2+在適當(dāng)?shù)淖饔脻舛?、適宜的添加時間能夠有效提高藏紅花懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中藏紅花色素的含量，均可作為促進(jìn)藏紅花色素合成的誘導(dǎo)子。孫妍等人[7]發(fā)明了一種提高藏紅花素含量的藏紅花培養(yǎng)基的方法，在MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加IAA、BA、瓊脂、蔗糖、稀土元素等，由于MS培養(yǎng)基中的銨和硝酸鹽的含量較高，有利于提高藏紅花球莖愈傷組織的誘導(dǎo)，配以固定濃度的細(xì)胞生長素BA和植物激素IAA具有協(xié)同作用，能夠較好地誘導(dǎo)藏紅花愈傷組織，提高誘導(dǎo)生物細(xì)胞量，稀土元素加入的三氧化鑭對藏紅花愈傷組織細(xì)胞的生長進(jìn)一步起到促進(jìn)作用，幾項條件協(xié)同作用即讓藏紅花素的合成量得到了有效提升。

1.3 黃飯花

黃飯花，學(xué)名為密蒙花，屬于馬錢科醉魚草屬植物，黃飯花的適應(yīng)性較強，全株供藥用，黃飯花的主要藥效作用體現(xiàn)在對抗眼部疾?。ㄈ绺裳鄄?、糖尿病視網(wǎng)膜?。?，抗菌、抗炎、醛糖還原酶抑制、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)等方面[8]。黃飯花中黃色素的提取主要采取超聲波輔助提取和雙水相萃取法。張茂菊等人[9]借助超聲波與生物酶法協(xié)同提取黃飯花中藏紅花素，在超聲時間30 min，酶解時間2.5 h，酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，酶解溫度50℃，溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%時，藏紅花素的提取率達(dá)到9.41%。

2 藏紅花素的提取及檢測

鄧紅等人[10]發(fā)明了一種高效提取梔子果中藏紅花素的設(shè)備，由粉碎、酶解、攪拌、蒸餾、輔助裝置等部分組成，該設(shè)備不僅降低提取能耗，而且提高梔子果中藏紅花素提取效率和純度。孫連貴[11]發(fā)明了一種藏紅花素的提取分離裝置，包括支撐底座、粉碎刀、提取桶、超聲波振蕩板和超聲波發(fā)生器、過濾篩網(wǎng)，該提取分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，可供原料進(jìn)行反應(yīng)提取和粉碎篩選。

2.1 浸提法

董孝元等人[12]利用生物酶解技術(shù)提取梔子中藏紅花素，調(diào)節(jié)提取液pH值3.0～6.5，溫度30～60℃，酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%～3%，酶解時間1 h；然后將溫度調(diào)至50～70℃，料液比調(diào)至1∶20～1∶40，提取時間12 h，得到浸提液；最后用大孔吸附樹脂吸附，乙醇水混合液進(jìn)行洗脫，藏紅花素的提取率提高了50%。聶毅等人[13]對梔子果粉用水浸泡，溶液抽濾后加入檸檬酸，微波加熱靜置冷卻后抽濾，用樹脂對濾液進(jìn)行吸附及洗脫，得到藏紅花素粗品；用去離子水于40～45℃下加熱溶解，趁熱抽濾；無水乙醇，滴加至溶液將要出現(xiàn)渾濁狀態(tài)；將溶液放入-5～-10℃冰箱中靜置結(jié)晶培養(yǎng)，獲得藏紅花素晶體；最后，將得到的藏紅花素晶體進(jìn)行真空干燥。李冠枚[14]通過將梔子粉碎，用乙醇溶液溶解，利用超聲逆流浸提，得到藏紅花素提取物；通過將滕茶葉粉碎后，用微波提取，得到藤茶提取物，按一定比例混合均勻壓片制得復(fù)合含片，這個發(fā)明首次將藏紅花素、藤茶提取物復(fù)合制成含片，可用于調(diào)節(jié)肝膽、提高免疫力等。

2.2 萃取法

韋萬興等人[15]以梔子干果為原料，超聲輔助乙醇提取后，將提取液濃縮得到浸膏，浸膏溶于聚乙二醇水溶液中，隨后進(jìn)行選擇性萃取得到藏紅花酸和藏花素。龐會利等人[16]先利用亞臨界萃取技術(shù)脫除梔子果中的脂溶性成分，然后利用梔子粕釀制富含藏紅花素和梔子苷的梔子黃金酒。吳敏等人[17]通過分步萃取法獲得梔子果油及藏紅花素進(jìn)行研究，第一步通過亞臨界萃取梔子果粉獲得梔子果毛油；第二步通過優(yōu)化乙醇濃度、時間、溫度和料液比等因素對梔子藏紅花素提取效果的影響，梔子粕中藏紅花素的提取率達(dá)到0.21%，在梔子產(chǎn)業(yè)的開發(fā)中具有一定的可行性。

2.3 細(xì)胞培養(yǎng)法

研究者利用鼓泡塔式反應(yīng)器生產(chǎn)藏紅花素，發(fā)現(xiàn)鼓泡式生物反應(yīng)器為植物細(xì)胞的生長提供了低剪切力環(huán)境，其結(jié)構(gòu)簡單，氣體從底部通過噴嘴或氣體分布器穿過培養(yǎng)液實現(xiàn)氣體傳遞與物質(zhì)交換，整個系統(tǒng)密閉，易于無菌操作；培養(yǎng)過程中無需機械能消耗，適于培養(yǎng)藏紅花細(xì)胞生產(chǎn)藏紅花素[18]。通過硅膠柱層析法從梔子黃色素中分離制備出了高純度的藏紅花素I產(chǎn)品，經(jīng)HPLC檢測，純度達(dá)98.39%，得率為15.58%，回收率為50.42%[19]。

3 藏紅花素的藥理功效

3.1 抑制宮頸癌

藏紅花素可以抑制宮頸癌細(xì)胞的生長，藏紅花素通過降低人宮頸癌Hela細(xì)胞活力、阻滯細(xì)胞周期進(jìn)程，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡，作用機制可能與細(xì)胞周期相關(guān)蛋白表達(dá)和調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白有關(guān)。李萍等人[20]通過藏紅花素對人宮頸癌Hela細(xì)胞活力、凋亡和細(xì)胞周期分布的影響研究，發(fā)現(xiàn)中、高劑量組藏紅花素及順鉑組對人宮頸癌Hela細(xì)胞活力均明顯降低（p＜0.05），細(xì)胞凋亡率均為顯著增高 （p＜0.05），G0/G1期細(xì)胞比例增高，而G2/M期細(xì)胞比例降低（p＜0.05），Bcl-2 蛋白表達(dá)量明顯降低 （p＜0.05），Bax、Cyclin B1、CDK1蛋白表達(dá)量及Bax/Bcl-2比值均明顯增高（p＜0.05），而且藏紅花素高劑量組指標(biāo)變化幅度明顯高于順鉑組（p＜0.05）。

3.2 治療白血病

藏紅花素對于白血病的治療體現(xiàn)在對急性淋巴細(xì)胞白血病患兒淋巴細(xì)胞體外增殖及功能的影響，當(dāng)藏紅花素質(zhì)量濃度處于1.25～5.00 mg/mL時，在體外可協(xié)同PHA促進(jìn)急性白血病患兒外周血淋巴細(xì)胞增殖，同時也會促進(jìn)T細(xì)胞釋放IL-4，并且T細(xì)胞的作用會隨藏紅花素質(zhì)量濃度的增加而增強。張洋等人[21]研究藏紅花素對耐伊馬替尼慢性白血病粒細(xì)胞的促凋亡作用中，發(fā)現(xiàn)藏紅花素能夠顯著抑制耐藥K562/Ima細(xì)胞的增殖，并且呈現(xiàn)出一定的質(zhì)量濃度依賴關(guān)系，藏紅花素可以抑制K562/Ima細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)其凋亡，而且猜測Caspase信號通路參與其中，對耐伊馬替尼慢性白血病粒細(xì)胞產(chǎn)生促凋亡作用。徐慧娟等人[22]發(fā)明了一種對白血病細(xì)胞株有促凋亡作用的含藏紅花素組合物，可以有效地抑制白血病的惡化。

3.3 治療糖尿病

藏紅花素具有改善糖尿病引起的血管內(nèi)皮功能受損、提高糖尿病血管舒張能力、緩解周圍血管病變和保護(hù)血管內(nèi)皮功能的潛在作用。李賽等人[23]研究了藏紅花素對糖尿病大鼠胸主動脈環(huán)舒縮功能的影響。結(jié)果表明，在糖尿病狀態(tài)下大鼠胸主動脈環(huán)的舒張功能會減弱，藏紅花素可以呈劑量依賴性舒張正常組內(nèi)皮完整的胸主動脈環(huán)，且高于模型組，降低胸主動脈環(huán)的收縮張力效應(yīng)，說明藏紅花素可以改善糖尿病大鼠胸主動脈舒縮功能，其作用機制也許會與一氧化氮和內(nèi)皮功能有關(guān)。王立哲等人[24]用藏紅花素影響Ⅱ型糖尿病大鼠糖脂代謝，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用藏紅花素50～100 mg/（kg·d）治療12周左右，可以顯著改善Ⅱ型糖尿病大鼠“三多一少”的癥狀、精神狀態(tài)和皮毛色澤，體重也明顯增加；胰島組織病變也有明顯改善、胰島組織細(xì)胞凋亡數(shù)量顯著減少，由此認(rèn)為藏紅花素對試驗性Ⅱ型糖尿病具有降低血糖、調(diào)節(jié)血脂的功能，其作用機制可能與提高機體胰島素水平和保護(hù)胰島組織等有關(guān)。

3.4 其他作用

早在1982年，就有關(guān)于藏紅花素抗癌方面的研究報道，主要通過抑制乳腺器官、白血病細(xì)胞的生成和誘導(dǎo)人腦膠質(zhì)細(xì)胞凋亡等產(chǎn)生作用。此外，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，藏紅花素對橫紋肌肉瘤、白血病、結(jié)腸癌、卵巢癌、結(jié)腸癌、乳頭肉瘤、扁平細(xì)胞瘤和軟組織肉瘤等都具有較強的抑制作用。

4 結(jié)語

藏紅花素主要存在于梔子、藏紅花和黃飯花之中，還需要不斷探索其他未被研究的植物。藏紅花素的提取率不高，成本較高，需要開發(fā)一種高效的提取工藝，進(jìn)一步擴大藏紅花素在臨床醫(yī)學(xué)、食品和藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用。未來，在藏紅花素的來源、組織培養(yǎng)、生物轉(zhuǎn)化及藥理功效等諸多研究領(lǐng)域，需要研究人員深入探討。