从红树林海曲菌 Aspergillus unguis AUMC15225 中提取并表征一种新型糖基化萘噻嗪颜料

为什么来源于自然的颜色重要

从我们穿的衣物到我们吃的食物，合成染料随处可见——而其中许多对健康和环境存在担忧。这项研究探寻了一种来自出人意料来源的新方法：生长在红海红树林根部的真菌。研究人员发现并精确解析了一种此前未知的红色颜料结构，该颜料将经典的染料核心与天然糖结合，使其既亲水又异常稳定。他们的工作指向了未来可能既对人类和生态更安全、又能经受住热、光与时间考验的染料方案。

红树林根部的隐蔽工厂

红树林位于陆地与海洋交界处，树根常年浸泡在含盐且不断变化的水体中。这些严苛条件有利于具有独特化学能力的微生物生存，包括产生保护性分子以应对胁迫的真菌。研究团队分离出这样一种真菌，Aspergillus unguis，采自红海红树林保护区的气生根。在实验室用含盐培养基培养该真菌时，澄清的培养液在大约九天后逐渐变为红色。这样的时间进程表明该颜料为“次级”产物——真菌并非为基本生长而合成的物质，更多可能用于防御或生存——暗示这是一种专用且具有潜在用途的化合物。

从红色培养液到纯净颜料

为了研究该颜料，科学家首先必须将其从培养基中提取出来。因为在与油状溶剂混合时颜色顽固地留在水相中，他们判断其高度极性——即天然亲水而非亲脂。去除蛋白质和其他杂质后，他们得到了可溶于高纯度酒精的深红褐色粉末。与被封存在细胞内需机械破碎才能获得的颜料相比，这种易于提取的特性是一大优势。早期测试还显示该颜料并未与常见的植物类化合物（如酚类或类黄酮）混合，但包含碳水化合物成分，提示有糖分子化学地连接在着色核心上。

持久的颜色

许多天然色素在暴露于高温或极端酸碱条件下会褪色或改变，这限制了它们的实际应用。新发现的颜料表现出异常的稳定性。它在从极强酸性到强碱性的 pH 范围内保持颜色，并能耐受高达水的沸点的温度，仅丢失少量颜色强度。即便在室温放置六个月后，也未观察到可见的变化或沉降。这些特性，加之其亲水性，使该颜料成为需要颜色稳定性的应用场景（从食品与纺织品到化妆品与需经受加工和存储的涂料）的有力候选者。

解析颜料的结构

为了解该颜料为何具有如此良好的性能，研究人员使用了一系列结构分析方法。光吸收测量显示出典型于萘醌类化合物的特征峰，这类化合物长期用于染料并在医学研究中受到关注。高效液相色谱将该颜料分离为两种几乎相同的形式，两者颜色相同但在三维排列上存在细微差异。红外分析、质谱和核磁共振随后共同指向了单一骨架结构：一个经典的萘噻嗪（naphthazarin）环——赋予深红色调的部分——通过氧“桥”连接着一个五碳糖阿拉伯糖。最终结构命名为 2-O-β-L-阿拉伯呋喃糖基-5,8-二羟基-1,4-萘醌（2-O-β-L-arabinofuranosyl-5,8-dihydroxy-1,4-naphthoquinone），这是自然界首次报道的此类化合物，而两种形式最好以立体异构体来解释——即糖环在空间扭曲方式的镜像变体。

这一发现可能带来的前景

通过将这种颜料从红树林根部追踪到分子蓝图，研究为更环保的着色技术打开了一扇门。糖的连接提升了水溶性并可能为染料核心提供屏蔽，帮助解释其稳定性并暗示其可能更有利的生物学行为，例如降低非特异性毒性和更好地与生物组织相容。尽管研究尚未涉及生物效应测试或全面描绘真菌的合成途径，但它确立了与红树林相关的真菌作为新型天然染料有前景的来源。简而言之，作者发现并解析了一种由受海洋影响的真菌产生的坚韧、亲水的红色颜料——正是那类将来可能帮助用更安全、更可持续的替代品取代有问题的合成染料的成分。

引用: Alkersh, B.M., Ghozlan, H.A., Sabry, S.A. et al. Extraction and characterization of a novel glycosylated naphthazarin pigment from mangrove Aspergillus unguis AUMC15225. Sci Rep 16, 11238 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43500-0

关键词: 天然色素, 红树林真菌, 萘醌类化合物, 生物基染料, 真菌次级代谢物