黄 晨 ,张 威 ,任红旭

(1 中国科学院 西北生态环境资源研究院,沙漠与沙漠化重点实验室,兰州 730000;2 中国科学院 植物研究所,北方资源植物重点实验室,北京 100093;3 中国科学院大学 资源与环境学院,北京 100049;4 国家植物园,北京 100093;5 中国科学院大学 现代农业科学学院,北京 100049)

甜菜色素、花青素、叶绿素和类胡萝卜素并称为四大类天然植物色素。相较于其他三类分布广泛且较为常见的色素,甜菜色素在自然界中分布范围狭窄,仅存在于石竹目(Caryophyllales)[石竹科(Caryophyllaceae)和粟米草科(Molluginaceae)除外]中。常见的积累甜菜色素的植物主要有藜科碱蓬属盐地碱蓬(Suaedasalsa)、苋科苋菜属雁来红(Amaranthus mangostanus)、仙人掌科火龙果(Hylocereusundatus)、商陆科美洲商陆(Phytolaccaamericana)等[1]。除被子植物外,在真菌谱系中的担子菌门和细菌谱系中的某些重氮营养型葡萄糖酸菌中也存在甜菜色素[2]。

甜菜色素因最早在甜菜(Betavulgaris)根中发现而得名,是一种具有生物活性的水溶性含氮色素,在酸性条件下较为稳定,碱性和高温环境下不稳定,耐氧化和还原能力差。甜菜色素的稳定性受酸碱度、光、热、氧化剂、酶和金属离子等多种因素的影响[3]。甜菜色素主要分为以糖苷化为辅基类型的甜菜红素和以氨基酸为辅基类型的甜菜黄素[4]。甜菜红素的吸收光谱为532～550 nm,甜菜黄素的吸收光谱为457～485 nm,甜菜醛氨酸作为最重要的中间产物,参与这2种色素的生物合成。截至2021年,已从17科植物中鉴定出50多种甜菜红素和31种甜菜黄素[5]。

由于甜菜色素生物合成途径独特,且与花青素互斥,因此甜菜色素作为一种重要的化学分类指标,在植物进化和分类研究中极具科学价值,已逐渐成为新的研究热点,且近年来已取得多项重要研究进展[6-9]。……