花青素

花青素
花青素
花青素是一种水溶性色素,可以随着细胞液的酸碱改变颜色。细胞液呈酸性则偏红,细胞液呈碱性则偏蓝。花青素(anthocyanidin)是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。花青素为植物二级代谢产物,在生理上扮演重要的角色。花瓣和果实的颜色可吸引动物进行授粉和种子传播 (Stintzing and Carle, 2004)。常见于花、果实的组织中及茎叶的表皮细胞与下表皮层。部分果实以颜色深浅决定果实市场价格。在紫色蔬菜内也有。

基本信息

  中文学名: 花青素                         外文名:anthocyanidin
        别名:花色素;花青色素                 CAS:13306-05-3
        分子式:C15H11O6                       分子量:287.2437

结构种类

  花青素(Anthocyanidin),又称花色素,是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,属类黄酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物质,水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。花青素存在于植物细胞的液泡中,可由叶绿素转化而来。在植物细胞液泡不同的pH值条件下,使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。秋天可溶糖增多,细胞为酸性,在酸性条件下呈红色或紫色,所以花瓣呈红、紫色是花青素作用,其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性,可用分光光度计快速测定,在碱性条件下呈蓝色。花青素的颜色受许多因子的影响,低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。花青素的基本结构单元是2一苯基苯并吡喃型阳离子,即花色基元。现已知的花青素有20多种,主要存在于植物中的有:天竺葵色素(Pelargonidin)、矢车菊色素或芙蓉花色素(Cyanidin)、翠雀素或飞燕草色(Delphindin)、芍药色素(Peonidin)、牵牛花色素(Petunidin)及锦葵色素(Malvidin)。自然条件下游离状态的花青素极少见,主要以糖苷形式存在,花青素常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷。已知天然存在的花色苷有250多种。花青素属于酚类化合物中的类黄酮类(flavonoids)。基本结构包含二个苯环,并由一3碳的单位连结(C6-C3-C6)。花青素经由苯基丙酸路径和类黄酮生合成途径生成,由许多酵素调控催化。以天竺葵色素(pelargonidin)、矢车菊素(cyanidin)、花翠素(delphinidin)、芍药花苷配基(peonidin)、矮牵牛苷配基(petunidin)及锦葵色素(malvidin)六种非配醣体(aglycone)为主。花青素因所带羟基数(-OH)、甲基化(methylation)、醣基化(glycosylation)数目、醣种类和连接位置等因素而呈现不同颜色(范和邱, 1998)。颜色的表现因生化环境条件的改变,如受花青素浓度、共色作用、液胞中pH値的影响(Clifford, 2000)。 橙色和黄色是胡萝卜素的作用。1910年在胡萝卜中发现了β-胡萝卜素,以后共发现另外2种胡萝卜素异构体,分别是:α、β、γ三种异构体。1958年β-胡萝卜素获得专利(US2849495,1958年8月26日,专利权人:Hoffmann La Roche)。自然界有超过300种不同的花青素。他们来源于不同种水果和蔬菜如胭脂萝卜、桑葚、紫玉淮山、紫甘薯、越橘、酸果蔓、黑枸杞、蓝莓、葡萄、接骨木红、黑加仑、紫胡萝卜和红甘蓝、颜色从红到蓝。这些花青素主要包含飞燕草素(Delphindin)、矢车菊素(Cyanidin)、牵牛花色素(Petunidin)、芍药花色素(Peonidin)。

概况介绍

  异名:Vaccinium Oxycoccus Pigment成分:为黄酮和黄烷酮的衍生物。性质:红褐至黑褐色粉末、块状或液体,略有特殊风味。微溶于水。来源:蔓越橘(Vaccinium oxycoccus)的果实为原料,利用现代的生物技术提取而成的天然色素。用途:水产加工、畜产品加工、植物蛋制品、焙烘制品等的着色,为红褐色着色剂。用于食品领域。皮肤抗氧化剂。蓝莓花青素的保健作用:花青素是纯天然的抗衰老的营养补充剂,研究证明是当今人类发现最有效的抗氧化剂,它的抗氧化性能比维生素E高出五十倍,比维生素C高出二十倍。它对人体的生物有效性是100%,服用后二十分钟就能在血液中检测到。花青素在欧洲,被称为“口服的皮肤化妆品”犹其蓝莓花青素,营养皮肤,增强皮肤免疫力,应对各种过敏性症状。黑枸杞的发现,颠覆了原有的蓝莓是含花青素之王的水果,黑枸杞所含花青素是蓝莓的几倍甚至十几倍之多,还可维持正常的细胞连结、血管的稳定、增强微细血管循环、提高微血管和静脉的流动,进而达到异常皮肤的迅速愈合。花青素是天然的阳光遮盖物,能够防止紫外线侵害皮肤,皮肤属于结缔组织,其中所含的胶原蛋白和硬性蛋白对皮肤的整个结构起重要作用。增强视力,消除眼睛疲劳;延缓脑神经衰老;对由糖尿病引起的毛细血管病有治疗作用;增强心肺功能;预防老年痴呆。黑枸杞所含花青素是目前所有植物花青素中功能最优良(尤其是有16种生物类黄酮组成的花青素,有比一般植物花青素更优越的生理活性)、应用范围最广,副作用最低,也是价格最昂贵的品种。花青素含量达28%的黑枸杞提取物价格是含量达25%的蓝莓提取物的10—20倍,可见其超凡的价值。花青素颜色随PH值发生变化,从当PH值为3时的覆盆子红到当PH值为5时的深蓝莓红。在大多数应用中,这些色素具有良好的光、热和PH稳定性,并且能够承受巴氏和UHT热处理。花青素广泛地应用在饮料、糖果、果冻和果酱中。紫甘薯花青素在不同PH值下的颜色变化影响花青素呈色的因子包括花青素的构造、pH值、共色作用(copigmentation)等。果皮呈色受内在、外在因子和栽培技术的影响。紫外线可增加花青素含量;高温会使花青素降解。花青素类色素广泛存在于所有深红色、紫色或蓝色的蔬菜水果,比如黑枸杞、胭脂萝卜、桑葚、钙果、葡萄、黑莓、无花果、樱桃、甜菜根、茄子、紫玉淮山、紫甘薯、黑龙珠土豆、血橙、红球甘蓝、蓝莓、红莓、草莓、桑葚、山楂皮、紫苏、黑(红)米、黑豆、牵牛花等植物的组织中。葡萄皮是花色苷类色素的主要原料,其他属于此类色素并具有开发前景的有胡萝卜素、高粱红色素、山楂红色素、黑米红色素、牵牛红色素、鸡冠花红色素,越橘红色素。已经投入商业生产色素有葡萄皮色素、浆果类(草莓、覆盆子、桑葚、杨梅、黑枸杞)、紫玉米、萝卜红(胭脂萝卜)、蓝靛果、越橘红、黑米红等。在配料酒、糖果、糕点、冰棍、雪糕、冰淇淋、果汁(味)饮料、碳酸饮料中加入,用量0.5% ~5%。名医李时珍年轻时有患眼疾,偶感目涩,视物不清。后采药经鞑靼(今蒙古北部)发现,根部生长在常年冰冻层中的蓝色浆果(蓝莓),对此有奇效,李时珍遂经常食用,到晚年仍耳聪目明,告知当地鄂伦春族人:此物润目,多食无妨。鄂伦春人成为当今视力好的人群,非常适应常年游猎生活。李时珍特在《本草纲目》中收录这一润目良药流传至今…——摘自《明外史·本传》二战时,英国皇家空军在执行任务前,都会配合服食某种食物,传说,它能增强飞行员的眼部功能,增强夜晚的感光力,更好的完成任务,这就是蓝莓。传说,长白山天池中的龙女“蓝莓”为了百姓安宁,与妖怪同归于尽,之后,长白山周围长出了紫黑色的果实。龙王因为思念女儿,日日以泪洗面,变得视力模糊,身患眼疾,龙女托梦说“若果您思念我,就每天吃几颗紫黑色的果子。”龙王自此一思念龙女就吃几颗,数日后眼睛也复原了,由此紫黑色的果子被命为蓝莓。山脚下的人们也会到山上采摘蓝莓吃,称它为眼睛的保护神,可以保护视力预防眼疾,缓解疲劳。

错误观点

  花青素提取物多作为保健品成分。是纯天然无害的。国内外已经有很多相关产品。下面的错误说法多为一些国内农产品业者混淆视听所发布,请大家注意鉴别。——“目前食品工业上所用的色素多为合成色素,几乎都有不同程度的毒性,长期使用会危害人的健康,因此天然色素就越来越引起了科研领域的关注:由于至今国内市场上还没有花青素纯品,所以提取高纯度的花青素对花色苷类色素的深入研究与开发提供必备的表征条件和理论依据,并且有助于它的工业利用。由于没有市场还没有出现花青素纯品,因此需要摄入花青素,那么目前只能通过食补的方式了,譬如食用:黑枸杞、蓝莓、草莓、葡萄、紫玉米、胭脂萝卜、紫玉淮山等获得。为了正确引导消费者如何使用具有花青素产品,许多花青素研发机构纷纷发表文章,提醒消费者正确对待消费,不要盲目追求花青素产品,如果使用或者食用合成的花青素产品过多,对身体会产生副作用,结果反而得不偿失。由于市场上许多单位滥用花青素概念,混淆视听,请谨慎选择合成性的花青素功能性产品。”。

发现简介

  1928年,匈牙利伟大的科学家阿尔伯特·森特·哲尔吉在柑橘类的水果中发现了维生素C,并因此而获得诺贝尔奖,他被世人尊称为维生素C之父。由于维生素C可针对性地治疗坏血病,因而开始时维生素C被形象地称为抗坏血酸。然而,阿尔伯特这位伟大的科学家却在一个问题上遭遇了尴尬——一次,加拿大科学家成功地在实验室里合成出了100%纯度的维生素C,而阿尔伯特博士的维生素C是从植物中提取的,是不纯的“粗品”维生素C。人们想当然地推断:合成维生素C对坏血病的治疗作用应大大强于“粗品”维生素C。然而实验结果却正好相反,合成的纯维生素C几乎没有抗坏血病的功效。正由于这一结果,使阿尔伯特博士很尴尬,因此他坚信他自己提取的维生素C中还含有一种神奇的物质,该物质与维生素C协同对抗坏血病。二战后,1947年的法国,物资极度匮乏。为了解决牲口的饲料问题,法国农业部决定将花生下脚料利用起来,这其中包括花生皮和花生仁的包衣。但法国农民抱怨说他们的牲畜并不喜欢吃这种饲料。农业部的官员们想知道“法国的牲畜们为什么如此挑食,是否是因为花生皮或仁的包衣中含有什么有毒物质?”农业部将这一研究课题委托给法国科学院,科学院将这一课题委托给法国波尔多大学(University of Bordeaux)研究生院,最后这一任务落在了一位才华横溢的年轻人身上——他就是当时正在波尔多大学研究生院做博士论文的年仅25岁的马斯魁勒。马斯魁勒出色地完成了任务,他首先证明这种饲料没有任何毒性,然后推断说,牲畜们之所以不喜欢吃是因为在花生仁的包衣中含有一种味道非常苦涩的“神秘物质”,这种“神秘物质”就是花青素。花青素就是这样被发现的。花青素为人体带来多种益处。从根本上讲,花青素是一种强有力的抗氧化剂,它能够保护人体免受一种叫做自由基的有害物质的损伤。另外也可用于化妆品,如红色花青素做口红。这些商品用色素(除葡萄皮色素外)共同特征是对光、热、氧稳定性好,对微生物稳定.一般溶于水和乙醇,不溶于植物油。1 抗氧化花青素是羟基供体,同时也是一种自由基清除剂,它能和蛋白质结合防止过氧化。也和金属c 等螯合,防止v 过氧化,再生v ,从而再生v ,也能淬灭单线态氧。花青素能与金属离子螯合或形成花青素一金属cu—Vc复合物。用氧自由基吸附系统(ORAC)表示水果中抗氧化能力。与花青素线性相关,相关系数=0.77;与总酚含量线性相关,相关系数rn=0.92。另一份研究指出,抗氧化能力与花青素含量线性相关,相关系数r¨=0.90;与总酚含量线性相关,相关系数=0.83,Vc抗氧化贡献率仅为0.4% ~9.4% ,说明花青素是类黄酮物质中重要一类。Wang等用氧自由基吸附系统(ORAC)评价了天竺葵色素等14种花色苷的清除过氧自由基(ROO )的能力,结果证明所有的花色苷都具有明显的清除作用(相关系数r都大于0.98)。红葡萄酒中的花色苷清除超氧自由基(02_‘)的能力比单宁还高,而且一定聚合度的花色苷比单个花色苷分子的清除效果更好。是一些疾病如癌症、心血管疾病和神经性疾病的重要病因。故花色苷的抗氧化活性对这些疾病的预防,可能起到非常重要的作用。2.抗突变Yomshimoto用鼠伤害杆菌TA98为材料,评价了4种甘薯块根水提取物的抗突变活性。发现特别是紫肉甘薯(AyarT1urasaki)中的花色苷可有效地抑制杂环胺、3.氨基.1,4.二甲基.5氢.吡哆.(4,3-b)吲哚、3.氨基.1.甲基.5氢.吡哆.(4,3-b)吲哚和2.氨基.3.甲基眯唑(4,5.f)喹啉引起的突变作用。实验强调特别是酰基化的花色苷具有强烈的抗突变作用。3.预防心脑血管疾病,保护肝脏从红葡萄酒中提取的花色苷能有效地清除超氧自由基和羟自由基(OH )。在体外实验中,花色苷能明显抑制低密度脂蛋白的氧化和血小板的聚集,而这两种物质却是引起动脉粥样硬化的主要因子。Wang等用白草枯(Cl2Hl4Br2N2,一种除草剂)引起鼠肝损害,用0.1%或0.2%的花色苷可显著降低对鼠肝细胞的损伤,证明花色苷对肝脏具有保护作用。4.其他Wang引述了一些对花色苷疗效的报道,如花色苷可用于治疗抗糖尿病性视网膜病、乳房囊肿,治疗由毛细血管脆弱引起的微循环疾病,保持血管的正常通透性。还可以用于预防胆固醇引起的兔的动脉粥样硬化,作为肿瘤抑制剂、血管保护剂、辐射防护剂及抗发炎剂等。也提出(蓝莓叶黄素软胶囊)花色苷及降解产物在减轻疼痛和预防癌症方面具有一定的功效。维护视觉健康、增进微细血管循环、提高微血管和静脉流动、保护微血管作用、防止近视再加深、预防重度近视及视网膜剥离病变之产生。花青素的作用:具体来说,花青素有如下几种作用:1.有助于预防多种与自由基有关的疾病,包括癌症、心脏病、过早衰老和关节炎2.通过防止应激反应和吸烟引起的血小板凝集来减少心脏病和中风的发生;3.增强免疫系统能力来抵御致癌物质4.降低感冒的次数和缩短持续时间;5.具有抗突变的功能从而减少致癌因子的形成6.具有抗炎功效,因而可以预防包括关节炎和肿胀在内的炎症;7.缓解花粉病和其它过敏症8.增强动脉、静脉和毛细血管弹性;9.保护动脉血管内壁10.保持血细胞正常的柔韧性从而帮助血红细胞通过细小的毛细血管,因此增强了全身的血液循环、为身体各个部分的器官和系统带来直接的益处,并增强细胞活力11.松弛血管从而促进血流和防上高血压(降血压功效);12.防止肾脏释放出的血管紧张素转化酶所造成的血压升高(另一个降血压功效)13.作为保护脑细胞的一道屏障,防止淀粉样β蛋白的形成、谷氨酸盐的毒性和自由基的攻击,从而预防阿尔茨海默氏病14.通过对弹性蛋白酶和胶原蛋白酶的抑制使皮肤变得光滑而富有弹性,从内部和外部同时防止由于过度日晒所导致的皮肤损伤等等。15. 花青素还具有抗辐射的作用,花青素颜色因PH值不同会发生变化,大部分花青素具有良好的光、热、PH值稳定性,对于白领或是长期处于日晒、电辐射环境中的人群,花青素的功效可是不可或缺的。16. 花青素可以促进视网膜细胞中的视紫质再生,预防近视,增进视力。花青素的功效:1、预防癌症癌症也是因自由基毁坏遗传物质 (DNA) 而导致的。借着保护遗传物质,花青素(Anthocyanosides) 将能间接的保护我们对抗癌症。虽然是长期的,但是花青素 (Anthocyanosides)确有间接的保护作用。而花青素 (Anthocyanosides)清除自由基的功效,亦可让癌细胞无法顺利扩散,借此保护更多健康的细胞免于被癌细胞侵蚀。另一方面有些癌症透过溶解组织和细胞的物质形成肿瘤,这些癌细胞产生溶解脢和蛋白脢,而花青素(Anthocyanosides)能保护蛋白质不受蛋白脢的影响。像是乳腺癌的致病机制便是如此,因此服用花青素(Anthocyanosides)对于乳腺癌的发展会有很好的抑制作用。2、增进视力医学临床报告显示蓝莓中的花青素可促进视网膜细胞中视紫质(Rhodopsin)的再生成,可预防重度近视及视网膜剥离,并可增进视力。花色素可以提高在昏暗灯光下的视力;这对于夜间驾车者,长时间注视屏幕的人等都有帮助。花色素对眼睛有益之所以引起科学家广泛的研究,起因于在二次大战时英国皇家空军飞行员在进行夜间轰炸飞行任务前,会配给含有蓝莓的饮食。研究显示:蓝莓中的花青素能够加速「视紫质」再生的能力,以促进视觉敏锐度,这对于常需要目测飞行、视力要求十分严苛的飞行员来说是一大帮助。花青素是强效的抗氧化剂,可维持正常的细胞连结、血管的稳定、增进微细血管循环、提高微血管和静脉的流动。在蓝莓的成熟紫黑色浆果中,有超过15种的花青素的成分,能有效抑制破坏眼部细胞的酵素,这也说明了蓝莓为什么有益于眼睛的健康。3、口服的皮肤化妆品花青素在欧洲,被称为“口服的皮肤化妆品”,可防止皮肤皱纹的提早生成,它不但能防止皮肤皱纹的提早生成,更能补充营养及消除体内有害的自由基。在纯净无污染的越橘提取物中,95% 的成份是一种名为花青素的天然物质。数十年来的研究发现,花青素对人体的健康具有诸多益处:花青素 (Anthocyanosides)是天然的阳光遮盖物,能够阻止紫外线侵害皮肤。皮肤属于结缔组织,其中所含有的胶原蛋白和硬弹性蛋白对皮肤的整个结构起重要作用。芬兰的艾斯蒂博士( Dr. A H Arstilla )在实验中发现,太阳可以杀死人类 50% 的皮肤细胞。但是如果用花青素(Anthocyanosides)加以保护,则大约有 85% 的皮肤细胞可以幸免于死。4、清除体内有害的自由基自由基是造成老化及诸多疾病的重要原因之一,据估计大约 80%-90% 的老化性,退化性疾病都与自由基有关,其中包括癌症、老年痴呆症、帕金森氏症、皮肤黑斑沉积、白内障、心脏病等等。所以消除有害的自由基对于保持身体的健康和年轻至关重要。有资料证实,维生素在到达起效部位之前就被氧化而部分失去活性,花青素能保持并增强维生素在人体内的活性,是维生素的增效剂。蓝莓花青素属小分子、水溶性物质,口服剂型,易被人体快速吸收,能在口服45分钟后快速进入人体各个组织器官。花青素在人体内有较好的生物利用度,对结缔组织亲和力强,在酸性环境下稳定,半衰期长,可达27小时,功效持久。蓝莓的安全性好已经国家权威部门检测并认定,根据实验显示:一个约70公斤的人即使连续半年每日服用35000mg的花青素也未发现不良反应。而花色素对抗自由基的能力比维他命 E 强 50 倍,比维他命 C 强 20 倍。5、改善睡眠随着人们生活节奏的加快和工作压力的加大,人们正常的生物钟也会不时的发生改变,比如连续的加班加点等,使得人们的生活习惯不得不接受改变,于是往往会产生睡眠不足的问题。使人们得不到充足的休息,导致人体免疫调节功能下降,内分泌功能紊乱,体内产生大量的自由基。正是人体免疫功能下降,使得自由基的活性增强,使其能够持续破坏包裹在神经上的髓磷脂并使之硬化,导致抗氧化物酶 -- 谷胱酞过氧化酶的活力水平降低,引起脑神经的变态反应。花青素 (Anthocyanosides)具有深入细胞保护细胞膜不被自由基氧化的作用,具有强力抗氧化和抗过敏功能,能穿越血脑屏障,可保护脑神经不被氧化,能稳定脑组织功能,保护大脑不受有害化学物质和毒素的伤害。这一作用就证明了为什么人们服用了花青素 (Anthocyanosides)后总说头脑大为清醒,睡眠得到彻底改善的根本原因。6、加固血管,改善循环花青素能够改善血液循环,恢复失去的微血管功效,加强脆弱的血管,因而是血管更具弹性。原花青素被称为“动脉粥样硬化的解毒药”( Atherosclerosis Antidote )。对于静脉功能不足者,原花青素能有效地减轻疼痛、浮肿、夜间痉挛等症状所以欧洲的医生通常会建议静脉曲张的病人食用富含花青素 (Anthocyanosides)的食品蓝莓。过敏本质上是机体免疫能力低下以及大量自由基的氧化破坏作用使肥大细胞和嗜碱粒细胞不稳定、变性,在过敏原的刺激下,细胞膜破裂,致敏介质释放造成的。花青素祛过敏是20世纪末人类的伟大发现。花青素祛过敏的机理主要有两条:一是调节免疫,二是清除自由基,避免肥大细胞和嗜碱粒细胞被氧化破坏,使细胞始终处在稳定的状态,即使在较强过敏原的刺激下,免疫变态反应也不会发生,肥大细胞和嗜碱粒细胞不脱颗粒,过敏介质不释放,从而使过敏不再发生。花青素抗过敏有四重理由:1.花青素强力抗氧化,其抗氧化能力是VC的20倍,VE的50倍,能在自由基侵害细胞之前,将自由基中和掉,快速、有效清除自由基,稳定肥大细胞和嗜碱粒细胞,使它们即使在很强的过敏原的作用下,也不释放组胺、白三烯、5-羟色胺等慢反应物质,从而阻断了过敏的发生。2.花青素与胶原蛋白和硬弹性蛋白的结合,使得肥大细胞和嗜碱粒细胞的细胞膜上形成一层抗氧化的保护层,起到修复和保护细胞的作用,提高了鼻粘膜、支气管平滑肌、皮肤组织等机体组织对过敏原的耐受性。3.花青素具有调节体液免疫的作用,改善过敏体质。4.花青素对产生组胺的酶-组胺酸脱羟酶有抑制作用,这种抑制作用抑制了组胺的释放。现代人发现,尽管抗生素和维生素的研究已经非常深入,但也解决不了诸如心脑血管疾病、糖尿病、癌症等现代疾病以及亚健康状况,更不能解决人的延年益寿、抗衰老的问题。科学研究:如果一旦解决了自由基的侵害问题,那么人体细胞就可以真正自由成长,人的平均寿命一定会达到125岁。所以人的寿命长短直接取决于人们抗氧化抗自由基能力的强弱,而花青素的发现为全世界的人找到了抗氧化抗衰老的最简单有效的办法。花青素的发现和应用使人类从20世纪的抗生素、维生素时代,进入到21世纪的花青素时代!随着科技的发展,人们对食品添加剂的安全性越来越重视,合成色素的使用种类和数量已经大幅度下降,因此,开发和应用天然色素已成为世界食用色素发展的总趋势。花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素,属于类黄酮化合物。在植物中常见的有6种,即天竺葵色素(P g)、矢车菊色素(Cy)、飞燕草色素(Dp)、芍药色素(Pn)、牵牛花色素(Pt)和锦葵色素(Mv)。自然条件下游离的花青素极少见,常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷,花色苷中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酰基化的花色苷。已知天然存在的花色苷有250多种,存在于27个科、73个属的植物中。已开发的花青素葡萄皮色素是开发最早且最丰富的花青素类色素,由葡萄科果实的果皮或葡萄酒酒厂的废料-- 葡萄渣,以水或乙醇萃取,后经精制、真空浓缩而得,主要成分有锦葵色素-3-葡糖啶、丁香啶、二甲翠雀素、甲基花青素、翠雀素等,广泛用在饮料、冷饮、蛋糕、果酱等的生产上,用量0.002%~0.3%。玫瑰茄色素(玫瑰茄红),由锦葵科木槿属一年生草本植物玫瑰茄的花萼提取精制而来,100g干花萼可制得1.5g总花色苷,主要成分有飞燕草素-3-接骨木二糖苷、矢车菊素-3-接骨木二糖苷和少量的飞燕草素-3-葡糖苷、矢车菊素-3-葡糖苷,玫瑰茄红是食用红色(至紫色)色素,适用于pH值在4以下,不需高温加热的食品,如糖浆、冷点、冰糕、果冻等,用量在0.1%~0.5%。高粱红色素是取自紫黑色或红棕色高粱种子的外果皮,主要成分是芹菜素和槲皮黄苷。高粱红对光、热稳定,在酸性和碱性条件下均可呈红棕色,染色力强,是食用红棕色色素,因其性质稳定,故应用广泛。另外国际上已开发应用的花青素类色素花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、紫玉米色素、桑葚红色素、红米红(黑米红)、紫苏色素、红球甘蓝色素、蓝锭果红等。花青素类色素在酸性环境中呈现红色,色泽亮丽,并且对光、热、氧稳定性好(葡萄皮色素除外),是日用品调色的最佳天然色素之一。而国内除红球甘蓝色素、紫苏色素、蓝锭果红、紫玉米色素未得到批准之外,其他的都得到了广泛的应用。花青素同其他天然色素一样无毒无副作用,安全性能高,着色色调自然,更接近天然物质的颜色,且具有保健功能。但是与合成色素相比较,花青素类色素也存在一些缺陷,花青素对pH值、温度、光照、金属离子十分敏感,稳定性差,如色调会随pH的变化而发生明显变化,在酸性环境中显红色,中性时显紫色,碱性时显蓝色。花青素分子中存在高度分子共轭体系,具酸性与碱性基因,易溶于水、甲醇、乙醇、稀碱与稀酸等极性溶剂中,溶剂中通常用含有少量盐酸或甲酸的甲醇做溶剂提取,其中的酸能防止非酰基化的花色苷的降解,然而在蒸发浓缩时这些酸会导致色素的降解,在一些植物中,少量的酸会使酰基化的花色苷部分或全部的水解,在对从葡萄中提取花青素的多种方法进行了比较试验证明,当溶剂中的HCI达到0.12mol/L时就能使酰基化的花色苷部分水解。简单的提取纯化工艺很难达到含量≥24%的标准,而欧洲国家利用他们自己拥有的提取纯化技术,可使提取物的花青素含量≥36%。国内研究报道如:华南理工大学轻工与食品学院资名扬1.王琴、温其标等作了《紫甘薯花色苷光谱特性及抗氧化性的研究》,研究了在不同pH值条件中紫甘薯花色苷(APSP)的光谱吸收特性以及在不同体系中其对·OH,·O2- 和DPPH·的清除作用。结果表明:pH值对APSP的吸收光谱影响较大,随着pH值增大,ASPS的最大吸收波长向长波移动,出现红移现象,紫外可见吸收光谱形状也发生较大变化,表明APSP的分子结构发生可能改变;APSP具有较强的清除·OH,·O2- 和DPPH·的能力,且均具有量效关系,在浓度为1.0 mg/mL时,APSP对·OH与·O2-的清除率分别达到85.63%与87.56%,在浓度为0.6 mg/mL时,对DPPH·的清除率达到90.69%,表明APSP有较强的抗氧化作用。将来花青素的这种特性在功能食品和保健食品中有可能得到日益应用。然而,花色苷在活体组织中的抗氧化功能却很少得到证实,因此更有待于我们进行深入研究以下问题:人体吸收花色素苷的相关机制以及花色素苷的转化产物对人体所起的作用,药物动力学,物种形式或组织结构的分布情况。《现代食品科技》Modern Food Science and Technology 2009, Vol.25, No.11发表了《紫甘薯花色苷光谱特性及抗氧化性的研究》,研究表明紫甘薯花青素有较强的抗氧化作用。《食品工业》2009 年第4 期发表了河南农业大学蔡花真等的《紫甘薯花色苷组分抑制小鼠肝、肾、心、脾脂质过氧化的研究》,为研究紫甘薯花色苷(APSP)中两种主要成分组分Ⅰ和Ⅱ的抗氧化活性,采用TBA荧光法测定其对Fe2+-H2O2诱导的小鼠肝、肾、心、脾组织匀浆脂质过氧化的抑制作用。试验结果表明:APSP组分Ⅰ和Ⅱ可抑制Fe2+-H2O2诱导的小鼠肝组织匀浆脂质过氧化中MDA的生成,说明可抑制·OH诱导的氧化作用,此抑制作用呈剂量效应关系。并且APSP组分Ⅰ抑制Fe2+-H2O2诱导的小鼠肝、肾、心、脾组织匀浆脂质过氧化中MDA的生成的抑制率高于组分Ⅱ。《营养学报》2010 年第32 卷第1 期发表了天津科技大学食品工程与生物技术学院马淑青、吕晓玲、范辉的最新研究成果:《紫甘薯花色苷对糖尿病大鼠血糖和血脂的影响》,研究表明,紫甘薯花色苷(anthocyanins from purple sweet potatoAPSP可改善糖尿病大鼠血糖、血脂异常,促进糖代谢和脂代谢的良性循环,可能与其保护肝脏的功能有关,其机制尚不清楚,需进一步研究。浙江大学学报(理学版)第36 卷第5 期2009 年9 月Journal of Zhejiang University( Science Edition)Vol. 36 No. 5Sep. 2009发表了浙江大学药学院,、浙江大学城市学院医学院高丽威、李向荣的《微波萃取法提取紫心甘薯总黄酮及其抗氧化活性研究》,本研究通过正交试验,得到了微波萃取紫心甘薯中黄酮类成分的最佳工艺条件。 微波萃取技术原理是物料吸收微波能后通过偶极子旋转和离子传导两种方式同时加热,加剧了体系中分子的碰撞频率,使黄酮分子容易从药材内部扩散到萃取溶剂中,大大缩短了加热时间,提高了萃取效率. 实验中采用的是微波萃取仪,如果适当改进应用到工业生产,能有效降低生产成本,提高经济效益,而且生产流程简单,安全可靠。 本文还进行了紫心甘薯的抗氧化试验,表明在如此重视天然产品的今天,紫心甘薯可以作为有着广泛来源的保健食品加以开发利用. 总之,紫心甘薯产量高,黄酮类物质含量较高,抗氧化性良好,更重要的是它是一种天然无害的产品,可以考虑作为人体抗衰老保健品加以开发,紫心甘薯具有良好的市场开发前景。未来有潜力的花青素类色素广泛存在于:紫甘薯、黑枸杞、桑葚、葡萄、血橙、红球甘蓝、蓝莓、茄子皮、樱桃、红橙、草莓、桑葚、山楂皮、紫苏、紫甘薯、黑(红)米、牵牛花等植物的组织中。20世纪80年代,日本就从红球甘蓝的叶子中提取分离出4种花青素,并将其作为食品着色剂(红至红紫色),广泛用于糖果、果汁、汽水、冰淇淋、话梅的生产上。紫苏色素主要成分是紫苏素、紫苏宁,是存在于紫苏科中具有紫色叶的品种的天然红色素,日本在1993年就规定其为食品添加剂,并用于口香糖、果汁饮料等,认为其具有预防过敏、防龉齿、消炎等作用。紫苏是我国传统药用植物,是我国卫生部卫防字(1987)57号文公布的第二部分33个药食两用的品种之一。容易栽培,是经济地获取花青素的理想途经,尤其是高花青素紫甘薯品种的育成,为规模化生产花青素提供了优质原料!随着研究的不断深入,通过人工酰基化以提高花青素稳定性的工作也取得很大进展。另外,植物组织培养技术也可以用于花青素类色素的其他生产。花青素因其亮丽的色泽、抗氧化和其他保健功能,必将投入工业化生产,以丰富人们的工作和生活。