生态学综述

天然黑色素的研究进展

姓名：周佩佩

学号：2131174

学科：现代生态学

老师：菜柏岩

天然黑色素的研究进展

摘要：黑色素是广泛存在于生物体中的一类天然色素，通常是由多酚或吲哚化合物氧化聚合而形成，具有分子量高、结构复杂等特点[1]。许多研究证实，生物体内的黑色素具有抗氧化、抗辐射、抗病毒、提高免疫力等许多重要的生理功能，具有广泛的开发应用潜力[2]。黑木耳子实体是一种黑褐色可食用的大型真菌，其含有丰富的黑色素，是中国越来越流行的“黑色食品”之一。目前，有许多关于黑色素分离和特性研究的报道，并且黑色素被认为是这些黑色食品中最重要的功能成分之一[3]。

关键词：黑木耳，黑色素，研究进展

Abstract: melanin is widely exists in the organism of a kind of natural pigment, usually by polyphenol or indole compounds, formed by the oxidation polymerization, with high molecular weight, complex structure and so on[1] . Many studies have confirmed that the organisms melanin with antioxidant, antivirus, resistance to radiation, enhance immunity and so on many important physiological functions[2], has extensive development and application potential. Black fungus fruiting body is a large black edible fungus, it contains abundant melanin, is one of the more and more popular "black food" in China. At present, there are many reports about the research of the separation and features of melanin, and melanin is considered to be the one of the most important function of black

food ingredients[3].

Keywords:black fungus, melanin, research progress

1黑色素简介

黑色素分类与基本特征

俗称“黑色素”包括两大类,一大类是酪氨酸、多酚及它们相关化合物代谢最终产物黑(色)素(melanin) [5];另外一大类属于花色昔类而显黑色色素,主要分布在植物中。第一类黑色素(melanin)是复杂黑色高聚物,自然界中melanin基本上可分为三类:即真黑色素(eulne-lanin)、棕黑素(phaeomelanin)和异黑素(allomelanm) [6]。真黑色素含氮,不含硫原子,颜色为深棕色或黑色;棕黑素含氮和硫原子,颜色为略带红色的棕色或黄色;异黑素呈棕色或黑色,主要存在于植物中。按照碱解或氧化降解产物来看,可将黑色素分为叫噪构架和儿茶酚构架两种[7]。真黑色素、棕黑素是酪氨酸及其相关化合物代谢最终产物,其中,酪氨酸酶(TYR)是它们形成的关键酶,酪氨酸经该酶经化为多巴,多巴被氧化成多巴醒,并进一步转化成各种衍生物,而两种黑色素正是这些多巴醒、叫噪一5,6醒和多巴色素聚合体;棕黑素聚合过程中还有半胧氨酸等参与。

异黑素是在多酚氧化酶(pol邓henoloxidase)存在下通过多酚氧化聚合而成[8]。真黑色素、棕黑素和异黑素不溶于酸性溶液,微溶于水,不溶于常见有机溶剂,可溶于碱性溶液;它们是阴离子高分子聚合物,分子表面带大量负电荷,往往通过静电吸附与糖及蛋白质结合,导致其具有水溶性;在紫外波长下吸收值最大,且随波长增加,其吸收

值下降,在Z10nm左右有最大吸收;它的红外吸收光谱在3cm和6cm各有一个特征吸收峰[9]。对它们提取主要应用其溶于碱性溶液而在酸性溶液中形成沉淀性质,且酸性溶液水解作用可去除与黑色素结合蛋白质、碳水化合物及脂类物质。大多数植物黑色素属花色昔类化合物。花色昔类色素系水溶性色素,易溶于水、乙醇、丙酮等极性溶剂,不溶于正己烷、甘油、花生油等非极性溶剂。在酸性条件下稳定,在中性或弱碱性条件下不稳定[10]。

黑色素功能性与应用

黑色素能作为紫外线吸收剂、抗氧化剂和新型天然药物载体,用以治疗某些与黑色素缺乏有关神经系统疾病,如着色性干皮病、帕金森氏症、老年性痴呆症、亨廷氏舞蹈病等[11]。

黑色素有很大应用潜力,如在化妆品或染发剂装饰作用方面、清除自由基、生物杀虫剂光保护等;一些可溶性黑色素在体外对HW病毒有显著抑制作用,抗流感病毒诱导细胞凋亡[12]。花色普类黑色素药理作用主要有以下四个方面:具有延长肾上腺素活性作用,从而维持血管正常渗透压,降低血管脆性,缩短流血时间;抗菌作用,其作用受其浓度影响,低浓度能抑制细菌,高浓度能杀菌;抑制癌细胞生长或抗癌作用;解痉挛作用。至于不同来源化合物,由于其配基上取代情况不同,可能具有不同生物活性[13]。

我国利用黑色素历史悠久,中医理论中黑色属水、肾,故认为常食用黑色食品可益肾黑发。黑芝麻、黑豆、黑糯米、乌骨鸡等就是备受推崇保健食品,它们保健功能与它们所含黑色素分不开。黑色素是人

体内重要活性物质,与人体生长发育、健康、病变都有密切联系,所以国内外在这方面进行大量工作,国外已在基因水平上开展研究,而国内还主要停留在黑色素分离纯化、结构鉴定,体外活性检测方面[14]。

黑色素广泛存在于自然界生物体内,如木耳，黑曲霉、黑酵母、出芽短梗霉等微生物,黑芝麻、黑豆、黑玉米等植物,高等动物及人的皮肤、毛发、眼球组织;不同来源黑色素都有一定特异性,所以天然黑色素资源开发是当前研究一大热点[15]。

2天然黑色素的生理作用

抗氧化

Tu[16-18]等对泰和乌骨鸡黑色素的抗氧化能力进行了研究，泰和乌骨鸡黑色素和合成黑色素对ＤＰＰＨ自由基半抑制浓度值分别为±、±μg/ml，结果表明，泰和乌骨鸡黑色素比合成黑色素具有更强的清除DPPH自由基的能力。Suresh等人[19]以用刺蒺黎豆的乙醇提取物以200mg/kg(b·w)60天灌胃可以提高老年大鼠抗氧化活性、自由基清除率、脂肪氧化性和抗DNA损伤。从霉菌中可提取黑色素[20] ，从桉树根际土壤中的新菌株黑曲霉分离的黑色素具有清除DPPH自由基的作用[21]。在与合成黑色素和抗坏血酸（阳性对照）的清除DPPH能力的比较实验表明，黑色素对DPPH自由基的半数有效浓度为μg/ml。抗辐射

由太阳发出的紫外线（UA）主要由5%—10%高能量的UVB(280-320nm)和90%—95%的UVA(320-400nm)组成[22]。UVA与内源性光敏剂相互作用产生自由基或活性氧物质。这些活性物质会间接损