春天開花的小蒼蘭是日本國內頗受歡迎的花卉之一。花朵沿著花序軸自下而上依次半開,十分優雅,且香氣馥郁,因此在切花市場上很受歡迎。其花語是「親愛之情」、「友情」、「感謝」。作為花色多樣的鳶尾科植物,在日本市場上,以黃色為主的品種佔據約80%的份額,此外,還有白色、粉色、藍色、紫色和紅色等多種花色。石川縣正大力推廣小蒼蘭的培育,其中栽培品種「Airy」便是由石川縣農林綜合研究中心農業試驗場培育而成的。

研究概要(供圖:日本女子大學)
日本女子大學家政學部食物學科的新藤一敏教授及其研究室成員,與石川縣立大學的三沢典彥客員教授(現為北陸學院大學配膳學科教授)、竹村美保副教授、東村泰希副教授等人組成的研究團隊,與東京大學的降旗一夫學術專門職員、石川縣農業試驗場等合作,發現作為觀賞花而頗受歡迎的黃色和白色小蒼蘭的花瓣中含有一種具有優異抗氧化活性的無色水溶性多酚——新型咖啡醯基黃酮醇苷(caffeoylquercetin glycosides, caffeoylkaempferol glycosides)。包括既往研究中發現的黃色小蒼建蘭黃色素(藏紅花素苷)在內,這種新型稀有天然化合物有望在未來用於功能性食品原料。相關研究成果已發表在《Antioxidants》上。
研究團隊此前已明確,小蒼蘭黃色花朵中的黃色成分是一種獨特的水溶性類胡蘿蔔素(藏紅花素苷),與藏紅花中的紅色料(藏紅花素)屬於同一種類。在本次研究中,新發現黃花和白花的水溶性和甲醇溶性部分中含有具有很強抗氧化活性的水溶性多酚,為此研究人員並對其進行了提純和結構解析。結果發現,這種水溶性多酚是一種新型咖啡醯基黃酮醇苷,具體為3'-咖啡醯基槲皮素苷和4'-咖啡醯基金合歡素苷。
這兩種化合物均具有槲皮素或金合歡素直接與咖啡酸通過酯鍵結合的結構骨架,這是在生物界首次發現的此類骨架。不含咖啡酸分子的槲皮素苷在高等植物中較為普遍,被用作具有預防肝傷害、糖尿病等生活習慣病、降低體脂肪以及改善認知功能等效果的抗氧化功能食品。
此次分離並鑑定的幾種化合物中,部分顯示出了比以往更強的in vitro抗氧化活性(抑制脂質過氧化作用和自由基清除作用)。由於槲皮素和咖啡酸均含有被認為具有強抗自由基活性的鄰苯二酚結構,因此,作為兩者酯鍵結合產物的3'-咖啡醯基槲皮素展現出強大的自由基清除作用,這一結果完全符合研究人員的預期。
此外,這些化合物通過將3分子或2分子的糖(己醣)與1分子的脂溶性槲皮素咖啡酸酯結合體相結合而獲得水溶性。特別是那些含有葡萄醣醛酸的糖類,具有很強的水溶性。水溶性高的功能性物質易於加工和利用,因此有望在多種用途中得到應用。
小蒼建蘭在日本以外的世界許多地區被列為食用花卉,此次發現的新型咖啡醯基黃酮醇苷有望作為功能性食品或醫藥原料。
從小蒼蘭自身的生理角度來看,研究中發現的化合物的存在使小蒼蘭的黃花和白花能夠抵禦光氧化,長時間持續開花。預計這些化合物還會帶來苦澀、刺激的味覺感受,因此也可能作為草食性昆蟲的驅避物質發揮作用。
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Antioxidants
論文:3’-Caffeoylquercetin Glycosides and 4’-Caffeoylkaempferol Glycosides—Novel Antioxidant Flavonoids Discovered in the Freesia Yellow Flowers
URL:https://www.mdpi.com/2076-3921/14/2/158