未來的天然色素

2023-02-08

染劑一直是人類生活不可或缺的元素。早期人類在多種植物中萃取出色素,也利用不同菇類的天然色素作為織物的染劑。除了作為之物的染劑,色素也應用在不同的領域當中,也因為這樣讓色素的需求與日俱增。天然色素因為不穩定且昂貴,已經無法滿足人類的需求,於是十九世紀開始出現了人工合成的色素。有趣的是,現代在食品安全考量與人們開始追求健康生活的影響之下,天然色素又成為人類選擇染劑的首選,尤其是應用在食品工業或是畜牧業上。許多人工合成的染劑已經被證實對身體健康有害,甚至有致癌風險。

植物來源的色素應用已經行之有年,但是真菌來源的色素仍然是一塊處處驚奇且未被充分研究的領域。真菌色素不同於植物色素的主要部分是,真菌色素不含葉綠素與花青素。相較之下,真菌色素多屬甜菜鹼與萜類化合物,尤其類蘿蔔素更是常見。以下歸納四種主要真菌色素的合成途徑:

1. 聚酮合成途徑,例如黑色素與黃素

2. 莽草酸合成途徑,例如莽草酸和分支酸的關鍵中間體,用於製造重要的氨基酸酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。在真菌中發現的許多顏色的各種重要構建成分,例如苯甲酸、芳基丙酮酸和肉桂酸,是由酪氨酸和苯丙氨酸前體產生的。

3. 萜類合成途徑,例如屬於萜類的類胡蘿蔔素

4. 含氮代謝途徑,可以確保各種真菌色素的形成。

以類胡蘿蔔素而言,它是自然界中發現的多種色素。它們不僅是有助於光合作用的植物的重要組成部分,而且它們也存在於已知的200多種真菌之中。這些色素得作用在於保護真菌免受紫外線和氧化的損害。未來,在人們努力尋找天然色素的同時,也許真菌就是一個大寶庫。

Reference:

Ahmad, N. et al. 2022. Roles of Medicinal Mushrooms as Natural Food Dyes and Dye-Sensitised Solar Cells (DSSC): Synergy of Zero Hunger and Affordable Energy for Sustainable Development. Sustainability 202214, 13894. https://doi.org/10.3390/su142113894