春天开花的小苍兰是日本国内颇受欢迎的花卉之一。花朵沿着花序轴自下而上依次半开,十分优雅,且香气馥郁,因此在切花市场上很受欢迎。其花语是“亲爱之情”、“友情”、“感谢”。作为花色多样的鸢尾科植物,在日本市场上,以黄色为主的品种占据约80%的份额,此外,还有白色、粉色、蓝色、紫色和红色等多种花色。石川县正大力推广小苍兰的培育,其中栽培品种“Airy”便是由石川县农林综合研究中心农业试验场培育而成的。

研究概要(供图:日本女子大学)
日本女子大学家政学部食物学科的新藤一敏教授及其研究室成员,与石川县立大学的三沢典彦客员教授(现为北陆学院大学营养学科教授)、竹村美保副教授、东村泰希副教授等人组成的研究团队,与东京大学的降旗一夫学术专门职员、石川县农业试验场等合作,发现作为观赏花而颇受欢迎的黄色和白色小苍兰的花瓣中含有一种具有优异抗氧化活性的无色水溶性多酚——新型咖啡酰基黄酮醇苷(caffeoylquercetin glycosides, caffeoylkaempferol glycosides)。包括既往研究中发现的黄色小苍兰花黄色素(藏红花素苷)在内,这种新型稀有天然化合物有望在未来用于功能性食品原料。相关研究成果已发表在《Antioxidants》上。
研究团队此前已明确,小苍兰黄色花朵中的黄色成分是一种独特的水溶性类胡萝卜素(藏红花素苷),与藏红花中的红色素(藏红花素)属于同一种类。在本次研究中,新发现黄花和白花的水溶性和甲醇溶性部分中含有具有很强抗氧化活性的水溶性多酚,为此研究人员并对其进行了提纯和结构解析。结果发现,这种水溶性多酚是一种新型咖啡酰基黄酮醇苷,具体为3'-咖啡酰基槲皮素苷和4'-咖啡酰基金合欢素苷。
这两种化合物均具有槲皮素或金合欢素直接与咖啡酸通过酯键结合的结构骨架,这是在生物界首次发现的此类骨架。不含咖啡酸分子的槲皮素苷在高等植物中较为普遍,被用作具有预防肝损伤、糖尿病等生活习惯病、降低体脂肪以及改善认知功能等效果的抗氧化功能食品。
此次分离并鉴定的几种化合物中,部分显示出了比以往更强的in vitro抗氧化活性(抑制脂质过氧化作用和自由基清除作用)。由于槲皮素和咖啡酸均含有被认为具有强抗自由基活性的邻苯二酚结构,因此,作为两者酯键结合产物的3'-咖啡酰基槲皮素展现出强大的自由基清除作用,这一结果完全符合研究人员的预期。
此外,这些化合物通过将3分子或2分子的糖(己糖)与1分子的脂溶性槲皮素咖啡酸酯结合体相结合而获得水溶性。特别是那些含有葡萄糖醛酸的糖类,具有很强的水溶性。水溶性高的功能性物质易于加工和利用,因此有望在多种用途中得到应用。
小苍兰花在日本以外的世界许多地区被列为食用花卉,此次发现的新型咖啡酰基黄酮醇苷有望作为功能性食品或医药原料。
从小苍兰自身的生理角度来看,研究中发现的化合物的存在使小苍兰的黄花和白花能够抵御光氧化,长时间持续开花。预计这些化合物还会带来苦涩、刺激的味觉感受,因此也可能作为草食性昆虫的驱避物质发挥作用。
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Antioxidants
论文: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