第十章 色素植物资源 主要内容 第一节 概述 一、 色素植物资源的概念及发展 二、 天然色素的类型及特征 三、 天然色素的提取 四、天然色素植物开发中存在的问题 第二节 主要色素资源植物 第一节 概述 一、 色素植物资源的概念 色素植物资源：是指植物体内含有丰富的天然色素，可以提取用于各种 食品、饮料的添加剂以及用作 染料 的一些植物。 色素是植物在新陈代谢过程中的产物，是一些化学结构极其复杂的有机化合物。存在于根、茎、叶、花、果实中。 有机染料 深蓝色用 蓼蓝 以及 菘蓝、木蓝、马蓝 等植物叶子发酵制成也有人工合成的（古籍中曰：凡蓝五种、皆可为靛 宋应星 . 天工开物 ）。用来染布颜色经久不退。通称蓝靛，有的地区叫靛青。 靛蓝，是一种具有三千多年历史的还原染料。战国时期 荀况 的千古名句“青，出于蓝而胜于蓝”就源于当时的染蓝技术。这里的“青”是指青色，“蓝”则指制取靛蓝的 蓝草 。 一种蓝色，近乎青色。原本的“红橙黄绿青蓝紫”已被换成“红橙黄绿蓝靛紫” 蓼蓝 菘蓝 十字花科 蓼科 豆科木蓝 爵床科马蓝 1856年英国人 珀金 合成出第一种人工色素 后 ，合成色素也登台上场 ， 扮演着改善食品色泽的角色 。 由含有甲苯胺的不纯苯胺经硫酸和重铬酸钾氧化制得 日落黄 ， 由对氨基苯磺酸重氮化 ， 与 26 经精制而得 。 主要用于食品和药物的着色 ， 也可用于制造铝盐色淀颜料 。 过多食用日落黄 、 柠檬黄能导致皮下肉瘤 、 肝癌 、 肠癌和恶性淋巴癌等疾病 。 柠檬黄 又称酒石黄、酸性淡黄、肼黄。 过去用于人造奶油着色的奶油黄 ， 早已被证实可以导致人和动物患上肝癌 。 医学界的研究结果显示 ， 人造色素有可能引起正常孩子行为改变 。 菠菜卷的绿色并不是菜汁，而是人造色素。 偶氮染料 (偶氮基 两端连接 芳基 的一类 有机化合物 )是 纺织品 服装在印染工艺中应用最广泛的一类 合成染料 ，用于多种天然和 合成纤维 的 染色 和 印花 ，也用于 油漆 、 塑料 、 橡胶 等的着色。在特殊条件下，它能分解产生 20多种致癌芳香胺，经过活化作用改变人体的 变 和诱发 癌症 。 天然色素 着色力低，对光、热、氧气、 取成本高； 大多数无毒无害、对皮肤无过敏性、无致癌性、具有较好的生物降解性和环境兼容性。有些具有营养保健的功能。 合成色素 色泽鲜艳、性质稳定、着色力强、成本低廉； 在人体内都有不同程度的毒性，有些甚至是致癌物质。含有重金属污染及其有害物质。 二、 天然色素的类型及特征 （一）植物色素 (溶解性分为脂溶性色素与水溶性色素两类。 脂溶性色素 多为四萜类衍生物，这类色素不溶于水，难溶于甲醇，易溶于乙醇、乙醚和氯仿等溶剂。常见的脂溶性植物色素有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番红花素和辣椒红素等。其中胡萝卜素不溶于乙醇。有些色素有一定的生物活性，如叶绿素有一定的抑菌作用。 水溶性色素 主要为花色甙类，又称花青素，普遍存在于花中。可溶于水与乙醇，不溶于乙醚与氯仿等有机溶剂，其色泽随 （二）天然色素按其化学结构及其特性可分为 5类 1、四吡咯衍生物类色素：该色素是以四个吡咯环构成的卟吩为结构基础的天然色素，普遍存在于植物体幼嫩茎及叶片中，主要为 叶绿素 。 2、类二戊二烯衍生物（多烯色素）：该类色素是以异戊二烯残基为单元组成的共轭双键长链为基础，因最早发现的是胡萝卜色，所以又称为 类胡萝卜素 ，已知的类胡萝卜素有 300多种，按结构及其溶解性可分为两类： （ 1）胡萝卜素类 （ 2）叶黄素类 3、苯并吡喃衍生物类（酚类色素） 此类色素可分为 花青素、花黄素 两类，它们是多元酚的衍生物。但由于单宁具有涩味，不宜用于食品着色。 （ 1）花青素类： （ 2）花黄素类： 4、醌类衍生物类：又称醌类色素，是一类含醌类化合物的色素。有苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌等类型。 5、其他色素类： （ 1）吲哚衍生物 （ 2）酚类衍生物 三、天然色素的提取 1、粉碎法： 原料 筛选 水洗 干燥 粉碎 成品 此法可用于可可类植物色素的提取。 2、萃取法 原料 筛选 水洗 干燥 破碎 萃取 过滤 浓缩 干燥 成品 此法宜用冷、热水，乙醇、乙醚等有机溶剂。适用范围较广，但要注意不同种类色素要采用与之溶解性相适应的溶剂。 3、酶反应法 原料 筛选 水洗 干燥 萃取 酶反应 再萃取 浓缩 干燥 成品 花瓣 红色液体 红色清液 色素精制液 色素浓缩液 溶剂浸提 过滤 超滤 树脂吸附 解吸 减压浓缩 4、培养法 培养基 接种培养 脱水分离 除去溶剂 浓缩 喷雾干燥 成品 5、浓缩法 原料 清洗晾干 压榨果汁 浓缩 喷雾干燥 成品 6、超临界流体萃取法 超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。在较低温度下，不断增加 气体 的 压力 时，气体会转化成 液体 ，当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个 临界温度 （ 临界压力 （ 高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为 超临界流体 （ 超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。 7、组织培养法 用植物组织细胞在人工培养基条件上 ， 进行培养增殖 ， 短期内培养出大量有色素的细胞 ， 然后再用通常上面的常用方法提取 。 不受自然条件限制 ，短期内可生产大量的色素细胞 。 四、天然色素植物开发中存在的问题 含有蛋白质等杂质影响天然色素的色价、稳定性和着色度。需改变传统加工方式。 过资源开发利用，发掘新的利用方向，在加工天然食用色素的同时，从其副产品中开发新产品。 需要进行精加工。 一步限制合成色素的应用范围。 发产品要因地制宜。 第二节 主要色素资源植物 一、玫瑰茄 【 植物名 】 洛神花 、山茄、洛济葵，洛神葵、苏丹红，原产于非洲，是热带和亚热带干旱地区的锦葵科木槿属 植物。 【 形态特征 】 形似草棉，直立，高达 1米余，主干多分枝，花在夏秋间开放，花期长， 花冠黄色，萼片和副萼玫瑰红色，茎、叶柄也常为淡玫瑰色 ，每当开花季节，红、绿、黄相间，十分美丽可爱。 【 分布与生境 】 在 中国 的广东、广西、福建、福建、台湾、云南均有分布，云南南部有栽培。生长于热带和亚热带地区。 【 利用部位及理化性质 】 玫瑰茄色素主要用花萼提取。应用于饮料、果汁。茎皮纤维可造纸。色素成分主要是飞燕草素、矢车菊素。玫瑰茄色素溶于水、乙醇，不溶于有机溶剂。不同 【 采收与加工 】 11月中旬采收，采收花果，先晒 1天，失水脱萼，萼片及时晒干，加工时干花萼用 10倍的 酸浸泡4小时，过滤浓缩，加乙醇冷冻，去果胶质，回收酒精，即得固体红色色素。 【 资源开发与保护 】 1、玫瑰茄可以提取玫瑰茄 色素 ，用作食品行业的 食品添加剂 2、药用：花萼与种子油，对 心血管 、 动脉硬化 、 高血压 、 骨折 、儿童发育不良、老年消化不良、胃酸缺乏等症均有疗效。 3、食用：玫瑰茄是新兴的食品和食品工业原料，它的花萼可制 蜜饯 、果酱 、高级饮料、冷饮、汽水、冰茶、热茶、冰榨、冰糕、罐头、果酒、汽酒、香摈酒及糕点夹馅、玫瑰茄豆腐等多种食品。含有丰富的维生素 C，还是老年、儿童的营养品。 4、观赏 :玫瑰茄花在夏秋间开放，花期长， 花冠黄色，萼片和副萼玫瑰红色，茎、叶柄也常为淡玫瑰色 ，每当开花季节，红、绿、黄相间，十分美丽可爱 5、科技报道： 科研人员最近发现，经常饮用玫瑰茄花茶有助于降低人体血液中的总胆固醇值和 甘油三脂 值，达到 防治心血管疾病的功效 。 据墨西哥 地方报 报道，墨西哥社会保险协会附属医院对 40名 40至62岁的心血管疾病患者进行了试验，这些病人年龄大，运动量小，吸烟成瘾或有高血压遗传病史，因此， 总胆固醇 值或甘油三脂值均大大超过正常标准。 在研究人员的指导下，上述患者每天坚持饮用玫瑰茄花茶。 3个月以后，经检查发现病人的总胆固醇值平均降低了 甘油三脂值降低了 而有 “ 清道夫 ” 美称的 高密度脂蛋白 却增加了 10，增强了清除胆固醇的能力。 科研人员还发现，饮用玫瑰茄花茶还可起到 减肥 作用， 95的病人体重下降了 1到 3公斤。在夏季饮用些玫瑰茄还有清热解暑的功能。 苏丹当地市场销售的“苏丹红”有 4种，分别是干花瓣、袋装茶包、速溶“苏丹红”和速溶混合饮料。“苏丹红”口感酸甜。不喜欢酸味的人，可以在“苏丹红”中放适量食糖。冰镇“苏丹红”非常好喝。 阿拉伯人把 “ 苏丹红 ” 称为 “ 卡尔卡迪 ” “ 苏丹 红” 化学染色剂，并非食品添加剂。含有一种叫萘的化合物 ，该物质具有 偶氮结构 ，由于这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。 二、栀子 【 植物名 】 黄栀子、山枝子、大红栀。 茜草科栀子属 植物。 【 形态特征 】 常绿灌木，高达 2m。叶对生或 3叶轮生，叶片革质，长椭圆形或倒卵状披针形，全缘；托叶 2片，通常连合成筒状包围小枝。花单生于枝端或叶腋，白色，芳香；花萼绿色，圆筒状；花冠高脚碟状，裂片 5或较多；子房下位。花期5 7月，果期 8 11月。 【 分布与生境 】 全国大部分地区有栽培。南方各地有野生，生于山坡、路旁，分布于江西、湖南、浙江、福建、四川。 【 利用部位及理化性质 】 果实中提取栀子黄色素 ，应用于冷点、糖果、面乳、水产等制品的着色，也作纤维的染色。成分主要为藏红花素。易溶于水和酒精，不溶于脂肪，溶液呈亮黄色，色调几乎不受 【 采收与加工 】 9 11 月果实成熟呈红黄色时采收，除去果梗及杂质，蒸至上汽或置沸水中略烫，取出，干燥 【 资源开发与保护 】 提取色素；入药；观赏。 三、茜草（ . ） 【 植物名 】 四轮草、拉拉蔓、小活血、过山藤。为 茜草科茜草属 植物。 【 形态特征 】 多年生攀援草本。 茎四棱形 ，有的沿棱有 倒刺 。叶