葛怡青，仝 濤,2,3,

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與食品質(zhì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，教育部功能乳品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（食品安全），北京 100083；3.食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

-紫羅蘭酮又稱芷香酮、環(huán)檸檬烯基丙酮等，是十三碳的酮類化合物，具有一個(gè)單環(huán)萜類的主干，屬于類胡蘿卜素裂解產(chǎn)物，與甲羥戊酸有共同前體物質(zhì)。-紫羅蘭酮是眾多植物的次生代謝產(chǎn)物，天然地存在于多種果蔬如櫻桃、覆盆子、葡萄以及茶和各類植物精油中。-紫羅蘭酮帶有紫羅蘭花香，是一種商業(yè)價(jià)值較高的香料，在食品工業(yè)中常常用于改善食品的風(fēng)味。在2014 年頒布的《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760-2014）中，-紫羅蘭酮被歸類于食品用合成香料。美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局也已經(jīng)批準(zhǔn)-紫羅蘭酮作為香料使用。目前，全世界的使用量在每年100～1000 公噸左右。

-紫羅蘭酮具有多種生物活性，比如抗氧化、抗炎、抗菌、修復(fù)皮膚損傷、緩解肌肉萎縮誘導(dǎo)、細(xì)胞凋亡及阻滯細(xì)胞周期、抗害蟲(chóng)和發(fā)揮化感作用，因而近年來(lái)在食品、藥品、化妝品和生物學(xué)領(lǐng)域等方面?zhèn)涫荜P(guān)注。目前，雖然有關(guān)其異構(gòu)體-紫羅蘭酮的性質(zhì)與功能有了較多研究，對(duì)于-紫羅蘭酮的研究與開(kāi)發(fā)仍處于起步階段。本文綜述了-紫羅蘭酮的理化性質(zhì)、來(lái)源、合成與生物功能，并分析-紫羅蘭酮的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景，旨在為-紫羅蘭酮在食品、藥品和化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論參考和科學(xué)依據(jù)。

1 α-紫羅蘭酮的基本性質(zhì)

1.1 α-紫羅蘭酮的來(lái)源與含量

-紫羅蘭酮是一種常見(jiàn)的天然植物揮發(fā)性物質(zhì)，存在于多種植物中。表1 列舉了-紫羅蘭酮的來(lái)源和含量的部分信息。-紫羅蘭酮廣泛分布在水果、花草和植物精油中，在水果中主要存在于櫻桃、覆盆子和葡萄等漿果；在其他植物中主要存在于香氣強(qiáng)烈的花草及其精油，比如茶葉、桂花、啤酒花，以及鼠尾草精油、杜松精油和矛衛(wèi)科植物精油等。

表1 α-紫羅蘭酮的來(lái)源與含量Table 1 Source and content of α-ionone

基于現(xiàn)有文獻(xiàn)分析，-紫羅蘭酮的檢測(cè)方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）、氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量法（Gas Chromatography-Olfactometry，GC-O）和氣相色譜（Gas Chromatography，GC）。-紫羅蘭酮含量在不同植物中差異很大，例如變?nèi)~木精油中的-紫羅蘭酮相對(duì)含量高達(dá)14.8%，中國(guó)河南產(chǎn)地的覆盆子中檢測(cè)出的-紫羅蘭酮相對(duì)含量同樣較高，為6.10%，然而在杜松精油和夾竹桃科植物中其相對(duì)含量大大減少，分別為1.38%和2.38%，中國(guó)黃茶中的-紫羅蘭酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.08 μg/kg。同一植物因品種不同，其-紫羅蘭酮的含量也不同。例如在葡萄牙23 個(gè)品種的櫻桃中采用GC-MS 法進(jìn)行檢測(cè)，品種Kordia（科迪亞）中檢測(cè)出的-紫羅蘭酮含量最高，為467 μg/kg，品種Van（先鋒）中檢測(cè)出的-紫羅蘭酮含量最少，為11.9 μg/kg，而在品種Earlise（娥麗絲）中未檢測(cè)到-紫羅蘭酮。來(lái)自中國(guó)山東省紅茶中的-紫羅蘭酮含量也與品種有關(guān)，白毫早中的-紫羅蘭酮相對(duì)含量最高，為0.47%，龍井昌業(yè)中的-紫羅蘭酮相對(duì)含量最低，為0.1%。類似地，在中國(guó)浙江省29 種桂花品種中檢測(cè)出的-紫羅蘭酮相對(duì)含量為1.23%～9.97%，來(lái)自巴西的9種衛(wèi)矛科植物精油中-紫羅蘭酮相對(duì)含量為0.91%～6.87%。

1.2 α-紫羅蘭酮的理化性質(zhì)

-紫羅蘭酮的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。-紫羅蘭酮（CHO）全稱4-（2,6,6-三甲基-2-環(huán)己烯-1-基）-3-丁烯-2-酮，分子量為192.30。-紫羅蘭酮的沸點(diǎn)約為250 ℃，閃點(diǎn)大于200℉，蒸氣壓（計(jì)算值）小于0.0001 mmHg（20 ℃），相對(duì)密度為0.930，折光指數(shù)為1.497～1.502。-紫羅蘭酮的顏色呈黃色或淡黃色，在自然狀態(tài)下呈液態(tài)，具有暖香、木香、紫羅蘭花香香氣。其為脂溶性，可溶于大多數(shù)油、醇類物質(zhì)，但不溶于水和甘油，常溫下（25 ℃）在乙醇中的溶解度為60%（體積分?jǐn)?shù)）。

圖1 α-紫羅蘭酮化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of α-ionone

1.3 α-紫羅蘭酮的衍生物

多種天然來(lái)源的-紫羅蘭酮衍生物已被鑒定，多數(shù)衍生物同-紫羅蘭酮一樣，都作為植物香氣的揮發(fā)性成分，并有著與-紫羅蘭酮類似的抗炎、抗菌、抗氧化活性和化感作用。含有二氫--紫羅蘭酮的中藥材對(duì)胃腸道疾病具有潛在的治療作用。含有6-甲基--紫羅蘭酮的精油具有抗氧化性和化感作用，合歡葉中的3-氧代--紫羅蘭酮?jiǎng)t對(duì)紫花苜蓿和提摩太幼苗表現(xiàn)出明顯的生長(zhǎng)抑制潛力，可以作為生物除草劑和引誘劑。因-紫羅蘭酮衍生物具有上述性質(zhì)，開(kāi)發(fā)含有-紫羅蘭酮衍生物的藥食同源產(chǎn)品和綠色農(nóng)藥具有較大可行性。不同產(chǎn)地、不同來(lái)源、不同檢測(cè)方法的-紫羅蘭酮衍生物見(jiàn)表2。

表2 α-紫羅蘭酮衍生物的來(lái)源與檢測(cè)方法Table 2 Source and detection of α-ionone derivatives

2 生理活性

早期研究更多關(guān)注于-紫羅蘭酮在香精香料方面的用途，然而隨著研究的深入，除了改善風(fēng)味的作用外，-紫羅蘭酮的生理功能引起了生物學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域科學(xué)研究人員的廣泛關(guān)注。研究表明，-紫羅蘭酮具有抗氧化、抗炎、抗菌、修復(fù)皮膚損傷、緩解肌肉萎縮誘導(dǎo)、細(xì)胞凋亡及阻滯細(xì)胞周期、抗害蟲(chóng)和發(fā)揮化感作用的功能。

2.1 修復(fù)皮膚損傷

紫外線光誘導(dǎo)的皺紋形成是一個(gè)主要的皮膚病問(wèn)題，并且與膠原蛋白的改變有關(guān)。研究表明，在人真皮成纖維細(xì)胞中，-紫羅蘭酮可抑制紫外線誘導(dǎo)的基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)升高，同時(shí)上調(diào)了生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化因子-–Smad 通路上的分子（生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化因子-1、磷酸化Smad2/3、Ⅰ型膠原1 和Ⅰ型膠原2），下調(diào)了絲裂原活化蛋白激酶–激活蛋白-1 信號(hào)通路上的分子（磷酸化p38、磷酸化c-Jun 氨基末端激酶、磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶等）。其還可增加膠原蛋白和透明質(zhì)酸的含量，由此證明了-紫羅蘭酮處理可有效預(yù)防紫外線誘導(dǎo)的人真皮成纖維細(xì)胞光老化，從而有利于預(yù)防紫外線引起的皺紋形成和皮膚損傷。

2.2 緩解肌肉萎縮

骨骼肌萎縮是一種常見(jiàn)的、使人衰弱的疾病，目前缺乏有效的藥物治療。Tong 等發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)-紫羅蘭酮干預(yù)后，小鼠的骨骼肌質(zhì)量、肌肉蛋白含量、肌纖維直徑和肌肉力量均高于未治療高脂飲食的小鼠，并且減少了棕櫚酸誘導(dǎo)的培養(yǎng)骨骼肌管萎縮，證明了-紫羅蘭酮可以通過(guò)增加小鼠骨骼肌環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）濃度并增強(qiáng)其下游蛋白激酶A/環(huán)腺苷酸反應(yīng)元件結(jié)合蛋白信號(hào)通路，減輕高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠骨骼肌萎縮。此外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮是嗅覺(jué)受體51E2（Olfactory Receptor 51E2，OR51E2）的激動(dòng)劑，這種受體的激活可以增加細(xì)胞內(nèi)cAMP 濃度。然而，另一項(xiàng)研究表明，-紫羅蘭酮為前列腺特異性G 蛋白的競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑，對(duì)前列腺癌細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)的OR51E2受體有拮抗作用，說(shuō)明-紫羅蘭酮可能抑制cAMP的生成。綜上，-紫羅蘭酮緩解肌肉萎縮的機(jī)制涉及一系列受體蛋白和復(fù)雜信號(hào)通路，尤其是-紫羅蘭酮對(duì)肌萎縮的改善效果與OR51E2-cAMP 的關(guān)系仍有待明確。

2.3 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與阻滯細(xì)胞周期

許多萜烯類化合物對(duì)細(xì)胞內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)表達(dá)都有影響，進(jìn)一步影響細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期和細(xì)胞自噬。尹佳雯等用不同濃度的-紫羅蘭酮（0.05、0.1、0.2 mmol/L）處理萊茵衣澡細(xì)胞后，藻細(xì)胞凋亡，且凋亡率與溶液濃度呈正相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮通過(guò)激活藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞凋亡有關(guān)的酶caspase-9-like 與caspase-3-like 引發(fā)DNA 降解，誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡。類似地，一項(xiàng)針對(duì)地中海居民用藥的研究發(fā)現(xiàn)一種含有-紫羅蘭酮糖苷的化合物L(fēng).（）通過(guò)阻滯人類癌細(xì)胞（A549、MCF7、TK6 和U937）的G2/M 期，影響細(xì)胞死亡的蛋白質(zhì)的表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期并阻礙癌細(xì)胞生長(zhǎng)。細(xì)胞自噬、凋亡與各種人類疾病密切相關(guān)，如腫瘤、衰老、神經(jīng)類退行性疾病等，-紫羅蘭酮在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與阻滯細(xì)胞周期方面的功效有望為其治療相關(guān)疾病提供潛在可能。

2.4 抗害蟲(chóng)

害蟲(chóng)對(duì)植物產(chǎn)生極大危害并造成農(nóng)作物損失，但大量使用殺蟲(chóng)劑會(huì)使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗性。西花薊馬是溫室作物和植物中最重要和分布最廣的害蟲(chóng)之一。有研究表明，-紫羅蘭酮可以不直接表現(xiàn)殺蟲(chóng)活性，而是激活植物對(duì)食草動(dòng)物害蟲(chóng)的防御反應(yīng)，從而降低西部花薊馬的存活率。此外，幾項(xiàng)有關(guān)生物測(cè)定的研究表明，由于-紫羅蘭酮獨(dú)特的香氣，-紫羅蘭酮可以作為成年煙草甲蟲(chóng)（）、雄性茄科果蠅（）、異色瓢蟲(chóng)（）的誘捕劑。這幾項(xiàng)研究結(jié)果顯示：-紫羅蘭酮在植物揮發(fā)性物質(zhì)中作為吸引成年煙草甲蟲(chóng)的主要物質(zhì)，與對(duì)照組（正己烷）相比有顯著性差異（＜0.01）；-紫羅蘭酮對(duì)雄性茄科果蠅的吸引率為48%。異色瓢蟲(chóng)體內(nèi)的氣味結(jié)合蛋白的基因是識(shí)別-紫羅蘭酮并使之發(fā)揮引誘作用的關(guān)鍵基因。

綜上，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮對(duì)害蟲(chóng)有誘捕作用和致死性，-紫羅蘭酮的這一生物學(xué)特性可以為研發(fā)新型殺蟲(chóng)劑提供參考。然而-紫羅蘭酮在抗害蟲(chóng)方面可能存在特異性，例如在Marcela 等的實(shí)驗(yàn)中，即使在1000 μg/mL 的高濃度下，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮的揮發(fā)物表現(xiàn)出任何殺滅線蟲(chóng)的作用。故-紫羅蘭酮?dú)⑾x(chóng)的機(jī)制和效果尚未明晰，尤其是在抗害蟲(chóng)的特異性方面有待研究。

2.5 化感作用

化感作用是指植物通過(guò)向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)（化感物質(zhì)）從而影響鄰近的其他植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。藍(lán)藻的揮發(fā)性有機(jī)物中已經(jīng)檢測(cè)到-紫羅蘭酮和-紫羅蘭酮等萜類物質(zhì)作為化感劑，進(jìn)行藻類之間的信息傳遞。來(lái)自合歡甲醇提取液中的-紫羅蘭酮也表現(xiàn)出明顯的化感作用，其對(duì)紫花苜蓿和提摩太的幼苗生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用，并呈現(xiàn)濃度依賴性，-紫羅蘭酮的衍生物3-氧代--紫羅蘭酮顯示出相對(duì)更強(qiáng)的生長(zhǎng)抑制潛力，半數(shù)抑制濃度為1059.60～1616.10 μmol/L。Hossen 等研究了一種杜英屬植物（）的甲醇提取液的化感作用和化感物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其可以顯著抑制周圍植物（水芹和稗草）的生長(zhǎng)，并通過(guò)色譜步驟分離出三種最活躍的化感物質(zhì)，分別為（3R）-3-羥基--紫羅蘭酮、順-3-羥基--紫羅蘭酮和地蕓普內(nèi)酯，這些物質(zhì)的半數(shù)抑制濃度為0.0001～0.0005 mol/L。

-紫羅蘭酮及其衍生物作為一種效果顯著的化感物質(zhì)，可以刺激或抑制植物的萌發(fā)和生長(zhǎng)，且不會(huì)產(chǎn)生殘留毒性，故其可以作為一種環(huán)境友好型生物除草劑進(jìn)行研發(fā)。然而植物的揮發(fā)性成分復(fù)雜，-紫羅蘭酮單獨(dú)作用的效果如何以及其與其他揮發(fā)性物質(zhì)是否存在潛在協(xié)同作用仍有待明晰。

2.6 抗氧化

機(jī)體在生命活動(dòng)中由于與外界接觸，會(huì)產(chǎn)生許多自由基，自由基攻擊體內(nèi)的細(xì)胞和組織，而天然植物中提取的抗氧化劑會(huì)緩解氧化帶來(lái)的損傷。Liu 等采用偏最小二乘回歸分析，比較了芹菜中天然生物活性成分和抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮（標(biāo)準(zhǔn)偏最小二乘回歸系數(shù)為0.064～0.071）有很強(qiáng)的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼清除活性。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)杜松針葉精油的甲醇提取物含有-紫羅蘭酮，且在鐵離子還原/抗氧化能力實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗氧化活性，最高值為362.90±9.23 μmol Trolox/g，2,2’-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基的清除活性為39.84±0.04 μmol Trolox/g。但在此實(shí)驗(yàn)中，-紫羅蘭酮是否為杜松精油抗氧化的有效成分還有待研究。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，-紫羅蘭酮在體外有較明顯的自由基清除效果，但目前為止缺乏針對(duì)-紫羅蘭酮抗氧化性的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，因此-紫羅蘭酮在體內(nèi)的抗氧化效果和具體作用機(jī)制可以作為未來(lái)的研究重點(diǎn)方向。

2.7 抗炎

炎癥是一種以防御為主的局部組織對(duì)病原體、受損細(xì)胞或刺激物刺激的反應(yīng)，通常表現(xiàn)為發(fā)紅、腫脹、發(fā)熱、疼痛和功能障礙。目前有關(guān)-紫羅蘭酮抗炎功效的相關(guān)研究較少，僅有一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究了合歡精油對(duì)卡拉膠誘導(dǎo)的Wistar 大鼠急性炎癥模型的體內(nèi)抗炎作用，發(fā)現(xiàn)-不飽和羰基化合物如-紫羅蘭酮的存在以及其他成分的協(xié)同作用是減輕疼痛的藥劑，這種不飽和羰基化合物可以緩解炎癥、治療水腫。有關(guān)-紫羅蘭酮抗炎作用僅限于作用效果，而其具體抗炎機(jī)制缺乏深入研究，且由于相關(guān)研究較少尚不能得出普遍性結(jié)論，未來(lái)仍需更多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床方面的研究。

2.8 抗菌

來(lái)自植物的許多天然產(chǎn)物都有對(duì)細(xì)菌有著獨(dú)特的抑制性，常作為天然抗菌劑使用。Herrero 等在杜氏鹽藻（）微藻的提取物中檢測(cè)到了-紫羅蘭酮，并發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮對(duì)幾種對(duì)食品工業(yè)很重要的微生物（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和黑曲霉）都具有抗菌活性，但對(duì)黑曲霉無(wú)明顯抗菌作用，研究還發(fā)現(xiàn)抗菌活性與所用溶劑的極性有關(guān)。有學(xué)者檢測(cè)了人工合成-紫羅蘭酮對(duì)兩種細(xì)菌（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）以及兩種真菌（黑曲霉和金黃色青霉）的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)-紫羅蘭酮對(duì)這四種測(cè)試的菌種都顯示出中等至良好的抗菌活性，最小抑菌濃度分別為11.0～20.0、11.0～20.5、9.5～19.0、10.0～20.0 μg/mL。上述研究中有關(guān)-紫羅蘭酮對(duì)黑曲霉抗菌作用的差異，可能原因是-紫羅蘭酮來(lái)源不同，天然來(lái)源的物質(zhì)具有抗菌性，但人工合成的-紫羅蘭酮無(wú)抗菌活性。以上結(jié)果表明-紫羅蘭酮具有一定的抗菌效果，但研究所涉及菌種較少，抗菌機(jī)制和原理也缺乏深入研究，-紫羅蘭酮抗菌的具體分子機(jī)制可以作為未來(lái)著重探討的方向。

3 α-紫羅蘭酮的合成

-紫羅蘭酮在自然界植物中的含量較少且從植物中提取的產(chǎn)量極低：-紫羅蘭酮在桂花和覆盆子等許多花卉和水果中，紫羅蘭酮的質(zhì)量濃度均在百萬(wàn)分之一以下；僅生產(chǎn)1 g-紫羅蘭酮就需要1×10kg 覆盆子，或20×10m農(nóng)田。因此，通過(guò)從天然來(lái)源提取并不能滿足人們對(duì)-紫羅蘭酮日益增長(zhǎng)的需求，酶催化、微生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)合成是目前生產(chǎn)-紫羅蘭酮的重要方法。

3.1 酶催化

類胡蘿卜素裂解二氧酶（Carotenoid cleavage dioxygenases，CCD）裂解是限制紫羅蘭酮生產(chǎn)的主要步驟。已有研究表明，-紫羅蘭酮可由前體-胡蘿卜素或ε-胡蘿卜素通過(guò)CCD1 和CCD2 兩種酶催化介導(dǎo)形成，該途徑是植物果實(shí)和花朵產(chǎn)生風(fēng)味和香氣的主要途徑。這種方法可以解決天然紫羅蘭酮的長(zhǎng)期供應(yīng)，且不易受農(nóng)業(yè)因素影響。CCD 驅(qū)動(dòng)類胡蘿卜素分解代謝以產(chǎn)生各種類胡蘿卜素和直接衍生物，這些衍生物具有重要的發(fā)育性、生態(tài)性和農(nóng)業(yè)意義，但由于酶的高底物特異性，反應(yīng)中通常得到的產(chǎn)率較低。

3.2 微生物轉(zhuǎn)化法

-紫羅蘭酮的生產(chǎn)已經(jīng)在工程大腸桿菌和發(fā)酵工程中得到證實(shí)，但產(chǎn)量非常低，約為336 ng/L。有學(xué)者開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于大腸桿菌的模塊化系統(tǒng)，他們將酶工程方法（N-末端截?cái)嗪偷鞍踪|(zhì)融合）引入模塊化代謝工程，顯著提高了-紫羅蘭酮的產(chǎn)量，最高可達(dá)到480 mg/L。之后，同一團(tuán)隊(duì)又將突變的CCD1與番茄紅素ε-環(huán)化酶融合，以促進(jìn)底物的輸送，結(jié)果表明-紫羅蘭酮的質(zhì)量濃度比以前的優(yōu)化菌株增加了2.5 倍以上。酵母和黑曲霉等真菌也被成功證明可以用來(lái)生產(chǎn)-紫羅蘭酮。Czajka 等利用解脂耶氏酵母（）高密度發(fā)酵，產(chǎn)量達(dá)到400 mg/L。此外，生物轉(zhuǎn)化也是生產(chǎn)-紫羅蘭酮的方法之一，Cengiz通過(guò)黑曲霉NRRL326 將-紫羅蘭酮轉(zhuǎn)化為-紫羅蘭酮。

使用微生物作為生物轉(zhuǎn)化劑比使用純化酶更便宜簡(jiǎn)單，產(chǎn)量相對(duì)更高，因此該方法多數(shù)應(yīng)用于紫羅蘭酮的商業(yè)化生產(chǎn)和批量化生產(chǎn)。此外，微生物轉(zhuǎn)化的過(guò)程不需要嚴(yán)格的環(huán)境條件，并且有研究表明利用微生物有利于萜類和萜類化合物的生物轉(zhuǎn)化。

3.3 化學(xué)合成

少量研究表明，-紫羅蘭酮也可以通過(guò)化學(xué)合成。有學(xué)者嘗試通過(guò)檸檬醛和丙酮合成-紫羅蘭酮，以弱酸如磷酸、延胡索酸為介質(zhì)，該反應(yīng)主要產(chǎn)生-紫羅蘭酮。在Aloum 等的實(shí)驗(yàn)中，-蒎烯可以轉(zhuǎn)化為-紫羅蘭酮，但無(wú)法形成-紫羅蘭酮。不過(guò)也有學(xué)者提出通過(guò)-蒎烯轉(zhuǎn)化為-紫羅蘭酮的可能途徑。外源性合成通常需要特殊條件，目前較少學(xué)者嘗試且產(chǎn)量低成本較高，因此不作為常用制備方法，無(wú)法進(jìn)行工業(yè)合成。

4 α-紫羅蘭酮的安全性評(píng)價(jià)

在國(guó)際日用香料研究所頒布的文件中表明，若假定皮膚吸收率和吸入率均為100%，則-紫羅蘭酮在人體的總吸收量為0.055 mg/kg/d。目前，對(duì)-紫羅蘭酮在體內(nèi)代謝途徑和代謝產(chǎn)物的相關(guān)報(bào)道較少，-紫羅蘭酮的代謝研究表明，在接受治療的兔子的尿液中發(fā)現(xiàn)有紫羅蘭酮離子特異性的代謝物，由此可以推測(cè)機(jī)體確實(shí)可以在某種程度上對(duì)口服-紫羅蘭酮進(jìn)行生理代謝。在一項(xiàng)關(guān)于-紫羅蘭酮的暴露實(shí)驗(yàn)中得出，吸入0.00001 ppm 該物質(zhì)30～90 min內(nèi)血液中含有微量（＜0.1 ng/mL）的-紫羅蘭酮。-紫羅蘭酮是-紫羅蘭酮的同分異構(gòu)體，二者在機(jī)體內(nèi)吸收、分布、代謝的異同有待研究。

經(jīng)過(guò)食品添加劑專家聯(lián)合委員會(huì)的評(píng)估，人體攝入量為0.1 mg/kg BW 以內(nèi)的紫羅蘭酮不存在安全隱患。分別給予FDRL 雄性和雌性大鼠口服11.6 和13.1 mg/kg 的-紫羅蘭酮，均未發(fā)現(xiàn)不良毒性作用。國(guó)際日用香料研究所對(duì)-紫羅蘭酮進(jìn)行了遺傳毒性、重復(fù)劑量毒性、發(fā)育毒性、生殖毒性、局部呼吸毒性、光毒性、皮膚致敏性以及環(huán)境安全性評(píng)價(jià)，均未發(fā)現(xiàn)毒性。在Oser 等的研究中，給予FDR 品系的大鼠喂食-紫羅蘭酮（雄性和雌性分別為11.8 和11.1 mg/kg/d），為期90 d，結(jié)果表明-紫羅蘭酮對(duì)大鼠體重和飲食沒(méi)有不良影響，大鼠血液學(xué)和血液化學(xué)指標(biāo)未見(jiàn)異常，肝臟和腎臟的重量也未受影響。在另一項(xiàng)毒理學(xué)研究中，分別對(duì)15 只雄性和雌性Sprague-Dawley 大鼠，通過(guò)膳食給藥-紫羅蘭酮?jiǎng)?，劑量為每?0 或100 mg/kg，同樣未發(fā)現(xiàn)任何臨床異樣表現(xiàn)。微核試驗(yàn)是用于染色體損傷和干擾細(xì)胞有絲分裂的化學(xué)毒物的快速檢測(cè)方法。在一項(xiàng)用-紫羅蘭酮進(jìn)行的小鼠微核試驗(yàn)中，劑量高達(dá)1200 mg/kg，結(jié)果表明雄性或雌性ICR 小鼠紅細(xì)胞微核并無(wú)異常，因此得出結(jié)論-紫羅蘭酮沒(méi)有遺傳學(xué)毒性。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，-紫羅蘭酮在自然界中分布廣泛，生物活性多樣，具有修復(fù)皮膚損傷、緩解肌肉萎縮誘導(dǎo)、細(xì)胞凋亡及阻滯細(xì)胞周期、抗害蟲(chóng)、發(fā)揮化感作用、抗氧化、抗炎、抗菌的功能，然而目前該物質(zhì)的研究并不完善，有關(guān)其功能活性和用途仍需進(jìn)一步探究，未來(lái)關(guān)于-紫羅蘭酮的研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)主要集中在以下幾個(gè)方面：a.關(guān)于-紫羅蘭酮的生物活性多局限于體外實(shí)驗(yàn)且只探究了作用效果，缺少相應(yīng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)。因此，需要更多的體內(nèi)及臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-紫羅蘭酮的功效并深入探究分子機(jī)制；b.因-紫羅蘭酮具有甜味和紫羅蘭色香氣且具有抗氧化、抗炎、修復(fù)皮膚損傷的功能活性，故-紫羅蘭酮在保健食品、香水和化妝品等領(lǐng)域有較大開(kāi)發(fā)前景；c.因-紫羅蘭酮具有顯著的抗害蟲(chóng)作用和化感作用，故其可以作為綠色殺蟲(chóng)劑和除草劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；d.-紫羅蘭酮的天然來(lái)源中極少，這使得從天然原料中提取它既繁瑣又昂貴，而目前人工合成-紫羅蘭酮的途徑較少且產(chǎn)率較低，因此，進(jìn)一步探究出簡(jiǎn)單高效的-紫羅蘭酮合成途徑尤為重要；e.關(guān)于-紫羅蘭酮在人體內(nèi)的消化吸收和代謝尚未有明確的研究，未來(lái)可系統(tǒng)測(cè)定其體內(nèi)消化吸收及代謝數(shù)據(jù)，為-紫羅蘭酮的廣泛應(yīng)用提供依據(jù)。

總而言之，-紫羅蘭酮的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)前景非常廣闊，未來(lái)需要從更深層面挖掘-紫羅蘭酮的價(jià)值，將其充分用于食品、醫(yī)藥與化妝品中，促進(jìn)-紫羅蘭酮的廣泛利用，推動(dòng)膳食、醫(yī)療和化妝品事業(yè)蓬勃健康發(fā)展。