【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 副作用小，安全性高 絕大多數(shù)天然色素來自動(dòng)物、植物組織。因此無毒副作用，安全性高。天然植物色素大多為花青素類、類胡蘿卜素等，因此天然色素不但是無毒無害的物質(zhì)，而且還含有很多人體必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物物質(zhì)，例如番茄紅色素，β胡蘿卜素等。 色調(diào)比較自然，能較好的模仿天然物的顏色 植物色素的著色色調(diào)比較自然，既可增加色調(diào)，又與天然色澤相近，是一種自然的美。植物色素在植物體中含量較少，分離純化較為困難[27]，其中有的共存物存在時(shí)還可能產(chǎn)生異味，因此生產(chǎn)成本較合成色素高。 部分天然色素對(duì)熱、氧、金屬及pH值等敏感，穩(wěn)定性較差 天然色素的種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜 天然色素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 按照化學(xué)結(jié)構(gòu)不同可分為四吡咯類色素(如葉綠素)、類胡蘿卜色素(如辣椒紅色素)、花青類色素(如葡萄紅色素)、黃酮類色素(如高粱紅色素)、醌類色素(如紫草色素)、其它類色素(如焦糖色素、姜黃色素、甜菜紅色素等)。 四吡咯類色素 目前應(yīng)用于食品著色的四吡咯類色素主要有葉綠素、血紅素、膽紅素和藍(lán)藻素[28]。這類色素的基本結(jié)構(gòu)都是由四個(gè)吡咯環(huán)的α碳原子通過次甲基相連而構(gòu)成的復(fù)雜共軛體系，該共軛體系一般與金屬離子(Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+)結(jié)合。四吡咯環(huán)共軛結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，這類色素的性能主要由共體系結(jié)合的金屬離子和衍生的外圍結(jié)構(gòu)決定。 類胡蘿卜色素 系共軛烯烴（或共軛烯烴的含氧衍生物），能有效的防止自由基對(duì)脂質(zhì)內(nèi)側(cè)生物膜的損害，而且還是有效的氧自由基捕獲器[29]。例如：β胡蘿卜素食維生素A的前體，可提高機(jī)體的免疫功能，可防治中風(fēng)、心血管疾病的作用[30]；番茄紅素可以清除自由基，并能有效預(yù)防前列腺癌的發(fā)生，還可以激活免疫細(xì)胞，防止心腦血管疾病的發(fā)生；玉米黃色素是單線態(tài)氧，可防止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鬟f，從而可以清除膜內(nèi)的自由基，維持生物膜的完整性；梔子黃色素具有抗氧化能力和解熱、消炎、利膽的功效。 類黃酮類色素 黃酮類色素是帶有C6C3C6的水溶性酚類物質(zhì)，可以切斷體內(nèi)產(chǎn)生衰老和疾病的過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。黃酮類色素還可以保護(hù)血管，調(diào)節(jié)血管的擴(kuò)張，防止動(dòng)脈硬化和栓塞。 花色苷類色素 花色苷類色素由糖苷和糖組成，一般情況下為水溶性，能強(qiáng)烈的吸收紫外線，使細(xì)胞分化和其他生命過程正常進(jìn)行，還可以預(yù)防冠心病和心急缺損等。徐清海[31]《天然色素的提取及其生理功能》中提到：從我國(guó)食藥兩用的紫蘇中提取的紫蘇色素，有解毒、散寒、行氣和胃的功效。 醌類色素 醌類色素因其結(jié)構(gòu)中有多個(gè)酚羥基，所以具有一定的抗氧化活性以及抗菌、抗癌、抗病毒的作用。 天然色素提取方法蛹蟲草子實(shí)體天然色素的提取一般是采用研磨的方法[32]。通常先用石英砂協(xié)助研磨，再加入丙酮作助磨劑浸提后得到天然色素。由于不同研究者用的提取方法不同，所以蛹蟲草子實(shí)體中天然色素的得率也不同。 張志軍[33]等人稱取1g蛹蟲草子實(shí)體的樣品，并同時(shí)加入20mL丙酮作為助磨劑，在研磨15min之后，將所得的混合物直接用于浸提處理。稍后再室溫下振蕩30min，之后經(jīng)過4000r/min的離心機(jī)離心10min，最后取得蛹蟲草子實(shí)體中的天然色素提取液。最后經(jīng)紫外可見光吸收光譜法測(cè)得天然色素的產(chǎn)量為718μg/g。 適用范圍：溶于丙酮的色素 酸熱提取法 原理　　主要是由于酸熱法使用了對(duì)細(xì)胞壁中原來結(jié)構(gòu)緊密的某些成分(多糖和蛋白質(zhì)等)具有強(qiáng)力疏松作用的鹽酸，并配合沸水處理及速冷處理，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)得以破壞，胞內(nèi)物質(zhì)溶出。 特點(diǎn)該法設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗小、成本低 適用范圍 對(duì)熱和pH值不敏感的色素 參照郭鵬飛[34]等的方法，每克蛹蟲草子實(shí)體的樣品加2mol/L鹽酸10mL，在室溫下浸泡40min，隨后在沸水浴中處理4min，迅速冷卻后，再3000r/min的離心機(jī)中離心10min，棄上清液后，將沉淀用蒸餾水洗滌2次后加20mL丙酮，室溫下振蕩30min以浸提蟲草子實(shí)體中的天然色素，然后再在4000r/min條件下離心15min，得上清液即為天然色素的浸提液。最后經(jīng)紫外可見光吸收光譜法測(cè)得天然色素的產(chǎn)量為2736μg/g。 微波提取法 原理微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)使被萃取的部分向萃取溶劑界面擴(kuò)散速率加快[35]。例如在用水做溶劑時(shí)，在微波場(chǎng)下，水分子高速轉(zhuǎn)動(dòng)成為激發(fā)態(tài)，而當(dāng)水分子本身釋放能量回到激態(tài)時(shí)，它所釋放能量傳遞給其它物質(zhì)分子，加速其熱運(yùn)動(dòng)，縮短被萃取分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑界面的時(shí)間，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了萃取溫度，最大限度的保證了萃取質(zhì)量。 特點(diǎn)用微波法提取可以縮短生產(chǎn)時(shí)間, 降低能源溶劑的消耗,同時(shí)可以提高提取物的純度 適用范圍 對(duì)熱穩(wěn)定的色素 參照趙大球[36]等的方法，稱取一定量的樣品，之后以丙酮為提取劑，料液比1∶20g/mL，將其混勻后置于微波爐中。在微波功率為140W的提取條件下，提取3min。在微波提取后，于室溫下振蕩30min，經(jīng)離心機(jī)離心后得天然色素的浸提液。最后經(jīng)紫外可見光吸收光譜法測(cè)得天然色素的產(chǎn)量為696μg/g。 超聲波提取法 原理 超聲波提取法[37]利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的溶出，另外超聲波的次級(jí)效應(yīng), 如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放，并充分與溶劑混合，利于提??； 超聲波的粉碎、攪拌等特殊作用，可打破植物細(xì)胞壁，以使溶媒盡快滲透到植物細(xì)胞中，溶出其中有效成分。 特點(diǎn) 超聲波法在提取過程產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)、空化、攪拌，與傳統(tǒng)提取方法相比具有生產(chǎn)周期短、無需加熱、產(chǎn)率高、條件溫和有效成分不被破壞等優(yōu)點(diǎn) 參照姬小明[38]的方法，稱取一定量樣品，以丙酮為提取劑，在料液比為1∶20g/mL的情況下, 避光條件下用超聲波提取1h，超聲后在室溫下振蕩30min，最后經(jīng)離心后，取上清液得天然色素的浸提液。最后經(jīng)紫外可見光吸收光譜法測(cè)得天然色素的產(chǎn)量為628μg/g 超臨界CO2萃取法（SFE） 原理 利用處于臨界溫度、臨界壓力之上的超臨界流體具有溶解許多物質(zhì)的能力的性質(zhì), 將其作為萃取劑，從液體或固體中萃取分離出特定成分的新型分離技術(shù)[39]。 特點(diǎn) 無化學(xué)溶劑消耗和殘留、無污染, 避免了色素在高溫下的熱裂化，保護(hù)了色素的天然活性，保持了天然色素的色澤、香氣純正。同時(shí)提取工藝簡(jiǎn)單，能耗低，萃取劑便宜，提取的產(chǎn)品具有純度高，無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)。 適用范圍 番茄紅素、β胡蘿卜素、紫草色素、玉米黃色素 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[40]，超臨界CO2萃取技術(shù)在天然色素萃取中的應(yīng)用研究主要有番茄紅素、β胡蘿卜素、紫草色素、玉米黃色素等的提取。如：在40MPa下，得到65% 番茄紅素和35% 胡蘿卜素 。 超臨界CO2萃取技術(shù)萃取紫草色素含雜質(zhì)少，色價(jià)高，產(chǎn)品色質(zhì)好，避免了有機(jī)溶劑萃取的溶劑殘留問題； . 8% 的最大提取率； 所得玉米黃色素的性能指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)方法，萃取率高且不含殘留溶劑，產(chǎn)品指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。 有機(jī)溶液提取法 原理 相似相溶 特點(diǎn) 萃取劑便宜，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單易行，提取率較高，但用其提取的某些產(chǎn)品質(zhì)量較差，純度較低，有異味或溶劑殘留，影響產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。 適用范圍 水溶性、醇溶性的花色苷類、黃酮類、脂溶性色素 據(jù)姚成立[41]等的研究報(bào)告提出：%的鹽酸水溶液浸泡2h，除去雜質(zhì)和雜色后，再用7%的乙醇水溶液在40℃下浸提，然后過濾、濃縮、干燥而得。利用有機(jī)溶劑如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等提取姜黃得姜黃色素。將蝦殼用鹽酸浸泡24h 后過濾，濾渣用95%乙醇浸泡,提取液經(jīng)蒸餾后得到濃縮的粗制蝦青素提取物。 酶法提取法 原理 纖維素酶可是纖維素、半纖維素等物質(zhì)降解，引起細(xì)胞壁和細(xì)胞間質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生局部疏松、膨脹等變化，從而增大胞內(nèi)有效成分向提取介質(zhì)的擴(kuò)散，促進(jìn)色素提取效率的提高。 特點(diǎn) 條件溫和、有效成分理化性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 適用范圍紅花黃色素 蛹蟲草子實(shí)體天然色素的測(cè)定方法 紫外可見光吸收光譜法紫外可見分光光度法是根據(jù)物質(zhì)分子對(duì)波長(zhǎng)為200760nm這一范圍的電磁波的吸收特性所建立起來的一種定性、定量和結(jié)構(gòu)分析方法[42]。此方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度好、選擇性優(yōu)操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好，分析速度好、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。波長(zhǎng)長(zhǎng)（頻率?。┑墓饩€能量小，波長(zhǎng)短（頻率大）的光線能量大。分光光度測(cè)量是關(guān)于物質(zhì)分子對(duì)不同波長(zhǎng)和特定波長(zhǎng)處的輻射吸收程度的測(cè)量。 高效液相色譜法（HPLC） 高效液相色譜法是一種以液體為流動(dòng)相的現(xiàn)代柱色譜分離分析技術(shù)[43]。該技術(shù)具有分離效率高、分析速度快、用樣量少、靈敏度高、流出組分可收集, 兼具分析和制備等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于高沸點(diǎn)、大分子、強(qiáng)極性和熱穩(wěn)定性差的化合物分離分析。對(duì)于熱不穩(wěn)定性或極性大的天然色素來說，HPLC 是一種有效的分離分析方法。 趙明波[44]等建立了菊科植物紅花中的主要有效成分羥基紅花黃色素A的HPLC定量分析方法。HPLC技術(shù)在天然色素成分分析中的應(yīng)用研究主要有玉米黃素、β玉米黃素、葉黃素、番茄紅素、α，β 胡蘿卜素的分析。如：玉米黃素、葉黃素、番茄紅素與β胡蘿卜素用NovapakC18(150mm)色譜柱，流動(dòng)相為乙腈甲醇二氯甲烷(體積比70:20:10)；β胡蘿卜素、VE、VD3用正相L Porasil柱，反相VydacTP 54柱，流動(dòng)相為己烷二異丙醚10%二異丙醚己烷溶液，梯度甲醇水(體積比93:7)；玉米黃素，葉黃素，β玉米黃素，α，β胡蘿卜素，用C185 Lm色譜柱，流動(dòng)相為乙腈甲醇二氯乙烷(體積比60 B35 B5)，%BHT、%；玉米黃素用C18柱，流動(dòng)相為甲醇四氫呋喃(體積比95B5)。 薄層色譜法 薄層色譜，或稱薄層層析(thin—layer chromatography），是以涂布于支持板上的支持物作為固定相，以合適的溶劑為流動(dòng)相，對(duì)混合樣品進(jìn)行分離、鑒定和定量的一種層析分離技術(shù)[45]。這是一種快