10-天然色素来源、性质及功能简介-普及

天然色素的来源、性质和生理功效为生活添加色彩为生命添加健康食品功能化趋势•随着消费者生活水平的不断提高和健康意识的日渐增强,大众食品功能化已成为当今食品工业的一个流行趋势。•人类对食品的要求已不仅仅是能吃饱、吃好,更希望食品能对身体健康有促进作用,能吃出健康、吃出美丽,于是就出现了具有营养功能、保健功能和调节生理活动功能的众多功能性食品。•天然色素的高安全性和丰富的生理功能正好迎合了这一发展趋势，正在越来越多的食品领域得到广泛应用和推广。•近年来随着我国健康食品的快速发展及我国天然色素产品对欧美、东南亚地区出口的大增，一股以天然色素取代合成色素的潮流正在全球上演并迅猛扩展，也预示着：天然提取物必将是未来健康食品的理想选择！天然色素的优越性•安全性好：天然色素的原料均来自于自然界，大多还作为人类食物的来源之一长期食用，因而都具有良好的安全性。•有益健康：随着科技的发展，越来越多的科学研究证明绝大多数的天然色素已不仅仅具有着色功能，更具有对机体健康有益的生物学功效。•稳定性高：天然色素产品通过制剂化技术的应用，在保留原有功效的基础上，改善了其溶解性，提高了其对光、热的稳定性，已能够满足“饮品、糖果、巧克力、果冻、饼干及其夹心”等食品领域的特殊要求，进一步扩大了天然色素的应用范围。•生物学功能：随着社会的发展，消费者对食品特异的“功能性”诉求会越来越多，具有对人体健康、保健有益的生理学功效的天然色素，会在饮料、糖果、巧克力、果冻、饼干及其夹心等食品领域得到更加广泛的推广和应用。天然色素基本特性及功能•天然色素是什么：天然工艺色素是以天然的植物、生物为原料，利用现代化、纯物理的、技术，经提取、精制而得到的一种天然产物，浓缩了天然植物中的多健康种活性成份和功能性成份，不仅具有食品着色的功能，更具备对机体有益的生理性功效。•天然色素主要来源：•1、植物类天然色素：如栀子黄色素、叶黄素、辣椒红、红花黄、姜黄、紫甘薯等；•2、动物及动物分泌物类：如胭脂虫红色素、叶绿素、紫胶红等•3、微生物发酵类：如栀子蓝、红曲红等天然色素的分类第一类：类胡萝卜素•1、来源：广泛存在于各类植物的根、叶、花、果实、种子及藻类和细菌中。1831年首先发现于胡萝卜根中，目前已知的约600种以上。•2、结构：属四萜类物质，分子结构中含有8个异戊二烯，末端具有各自不同的构型及修饰。•3、理化性质：多不溶于水而易溶于有机溶剂，溶液呈现亮丽的红色至黄色；分子结构中的大量共轭不饱和双键决定了类胡萝卜素易被氧化，对光照、加热、强酸等敏感；具有高效的单线态氧猝灭能力和终止细胞内自由基链式反应的能力，具有极强的抗氧化功能。•4、种类：目前广泛使用的类胡萝卜素主要有：β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素、藏花素、辣椒红素等。类胡萝卜素类来源、性质及生理功效如下表：名称来源结构及性质生理功效β-胡萝卜素1、天然产物：微生物发酵法、微藻培养法、植物提取等。2、化学合成：以紫罗酮、维生素A乙酸酯为起始原料，化学合成制得1、分子式为C40H56，相对分子质量536.88；2、不溶于水，溶于油脂及脂溶性溶剂，溶液呈现一种亮丽的橙色~橙黄色。1、β-胡萝卜素可以作为VA的前体物2、增强免疫力，预防癌症和畸变3、保护心血管叶黄素天然产物：微生物发酵、微藻生物培养、天然植物提取（玉米、万寿菊等）；作为商品用的叶黄素多源自万寿菊植物1、分子式：C40H56O2相对分子质量：568.882、不溶于水，溶于油脂及有机溶剂，溶液呈现一种亮丽的橙黄~黄色。1、预防和治疗白内障；2、预防年龄相关性视网膜黄斑退化；3、增强机体免疫能力和癌症预防；4、预防心血管疾病和对皮肤的保护名称来源结构及性质生理功效番茄红素1、天然产物：微生物发酵法、微藻生物培养、天然植物提取（番茄等）2、化学合成：一般是以假紫罗兰酮和乙烯基溴化镁在0℃进行Grignard缩合反应1、分子式：C40H56，相对分子质量：536.88。2、一种无环胡萝卜素，溶于油脂及脂溶性溶剂，不溶于水，溶液色泽呈现出一种自然地红色~深红色。1、抗氧化，猝灭自由基；2、提高机体免疫力和抗癌活性；3、防治白内障；4、抗辐射。辣椒红素天然产物：目前作为商品出售的辣椒红素均来自于辣椒，经提取、精制而得到。1、分子式为：C40H56O3，相对分子质量为：584.88，自然界多以全反式形式存在。2、一种含氧类胡萝卜素，易溶于油脂及脂溶性溶剂，不溶于水，溶液呈现自然地橙黄~红色。1、增强机体免疫力2、抗辐射，放突变3、降低尿酸，治疗痛风名称来源结构及性质生理功效藏花素1、栀子的果实：作为商品，市场上的藏花素则主要来自于栀子的果实中，经提取、精制而得到；2、藏红花的花蕊：名贵藏红花中提取、精制而成。二者的结构、功效完全相同1、分子式为：C44H64O24，相对分子质量为：977.21。分子结构式：2、属含氧类胡萝卜素，为目前所知唯一水溶性类胡萝卜素，易溶于水、乙醇等，不溶于油脂，水溶液为透明的亮黄色。1、延缓素爱老，增强免疫力；2、抗癌、抗突变；3、抗抑郁，舒缓压力，改善睡眠；4、改善性功能。第二类：花色苷类•1、来源：花色苷是一类天然产物的总称，广泛分布于绿色植物的花、叶、根、茎、果实中，赋予其从橙色、红色、紫色至蓝色的亮丽色彩，目前已发现22类、600余种。•2、结构：花色苷具有相同的基本分子结构，即相同的花色苷元（花青素），3、5、7-三羟基-2-苯基苯并吡喃与糖、有机酸等通过形成糖苷键、酯键酰基化的方式所形成的一种化合物。•3、结构式：•4、理化性质：（1）花色苷作为一种水溶性天然产物，由于其分子结构的特殊性造成了其产品具有特定的理化性质，最显著的表现在对PH值的敏感性方面。随着PH的变化，花色苷在PH值1~12的范围内发生着从橙红色~蓝色的色调变化，如下图：（2）分子结构中的酚羟基的存在，造成其对光照、高温、金属离子、强还原剂的敏感性，优良的抗氧化性能。•5、种类：目前在糖果、饮品等中广泛使用的花色甘类主要有：紫甘薯色素、紫甘蓝色素、萝卜红、葡萄皮红等。花色苷类来源、性质及生理功效如下表：名称来源成分及性质生理功效紫甘薯色素紫甘薯的块状根茎，经提取、精制所得。紫甘薯属于甘薯的一个品种，因其根茎呈深红色而得名，原产于日本，1988年引入中国。1、主要成份为矢车菊素和芍药素，形成糖苷后被咖啡酸、阿魏酸或羟基苯甲酸酰化。2、易溶于水、乙醇，不溶于油脂；水溶液随PH值的升高，逐渐发生从红色、粉红色、紫色、蓝紫色、蓝色的色调变化；在酸性环境中对光、热稳定，对还原剂敏感。1、抗氧化，清除自由基；2、抗突变，抑制肿瘤；3、抑菌、抗炎，对金色葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌有明显的抑制效果，并与其浓度具有正相关性，但对霉菌无效。萝卜红色素红心萝卜，经提取精制而得到的一种天然色素。1、主要为天竺葵素，形成糖苷后被羟基苯甲酸、阿魏酸酰化。2、易溶于水、乙醇等，不溶于油脂；水溶液随PH值的升高，逐渐发生从红色、粉红色、紫色、蓝紫色、蓝色的色调变化；在酸性环境中对光、热均稳定，耐还原性稍差。1、清除体内自由基；2、抑制脂质过氧化；3、抗菌名称来源成分及性质生理功效葡萄皮红色素葡萄皮或葡萄，经提取精制而得到的一种天然色素。1、主要成份为锦葵素、芍药素形成糖苷后被羟基苯甲酸、阿魏酸酰化。2、易溶于水、乙醇等，不溶于油脂；水溶液随PH值的升高，逐渐发生从暗紫红色、蓝紫色、蓝色的色调变化；在酸性环境中对光、热、金属离子均稳定。1、抗氧化，抗自由基；2、抑菌、抗炎，能增强免疫系统能力，抑制炎症和过敏，对多种细菌生长具有抑制效果，效果与添加量有关。；3、防止动脉硬化，保护视力，能够增强血管弹性、松弛血管，增加全身血液循环，具有一定的降血压功效;含有的白藜芦醇可降低血液粘稠度，抑制血小板凝结和血管舒张，预防血栓形成，对冠心病，缺血性心脏病，高血脂均有防治作用。第三类：姜黄素类•1、来源：姜黄素作为一种天然产物，主要分布于自然界中的姜科植物的根和茎中，作为一种工业化生产的天然产物则主要是以姜黄属植物姜黄、莪术、郁金的根为原料，经提取、精制而得到的制剂化产品。•2、结构：姜黄素是一种植物多酚类物质，产品中饱含姜黄素、单脱甲氧基姜黄素、双脱甲氧基姜黄素。分子式分别为：C21H20O6、C20H18O5、C19H16O4，相对分子量分别为：368.39、338.39、308.39•3、理化性质：姜黄素不溶于水和油脂，易溶于乙醇、冰醋酸、丙二醇以及部分有机溶剂；溶液在酸性条件下呈亮丽的黄色，碱性环境中呈红色，酸化后溶液又可恢复为黄色；耐热性好、对光、金属离子较敏感。•4、生理功效：（1）抗肿瘤活性，美国国立肿瘤研究所把姜黄素列为第三代癌化学预防药，已于2000年列入美国药典。（2）防止动脉粥样硬化；（3）抗炎、抑菌；（4）保护肝脏。第四类：黄酮类来源、性质及生理功效如下表：名称来源结构及性质生理功效红花黄色素红花的花蕊，以菊科植物红花的花蕊为原料，经提取精制而得到的一种天然色素。1、分子式分别为：C27H32O16、C48H54O27，相对分子量分别为：612.5、10622、红花黄色素属黄酮类物质，产品中主要的呈色组分为红花黄A和红花黄B。3、红花黄色素易溶于水、乙醇，不溶于油脂，水溶液呈现透明的柠檬黄色；溶液色泽在PH=1~10范围内稳定；对光、热、金属离子稳定，耐还原性好。1、活血通经、祛瘀止痛；2、保护心肌和免疫抑制；3、降低胆固醇、将血压；4、增强机体健康；5、扩张冠状动脉，抗氧化。可可壳色素可可豆及可可壳，以可可豆及可可壳为原料，经提取、精制而得到的一种天然色素，属于一种聚黄酮类糖苷。1、可可色素属于一种多酚类聚合物，主要呈色组分为聚黄酮类糖苷、表儿茶酸聚合物等；2、溶于水、含水乙醇，不溶于油脂；水溶液呈现一种透明的棕黄色~红棕色，对PH值稳定，对光、热、金属离子稳定，耐氧化、耐还原性好1、可抑制单线态氧的生成，延缓脂肪的氧化；2、对油脂氧化的延缓效果大于BHT，3、分子结构中的酚羟基有良好活性第五类：栀子蓝名称来源结构及性质生理功效栀子蓝色素栀子苷为原料，以栀子提取物中的栀子苷为原料，在β-葡萄糖苷酶的作用下与氨基酸反应，经发酵、灭活、精制而得到的一种天然色素。1、构成栀子蓝色素的成分较为复杂，主要呈色物质为京尼平-氨基酸复合物，分子结构式：2、栀子蓝色素易溶于水、含水乙醇及含水丙二醇，不溶于油脂；水溶液呈现一种透明的蓝色~天蓝色，溶液色泽对PH值稳定，但在PH≤3的环境中会产生色素沉淀；色素对光、热、金属离子稳定，耐氧化、耐还原性好。1、活血通经、祛瘀止痛；2、保护心肌和免疫抑制；3、降低胆固醇、将血压；4、增强机体健康；5、扩张冠状动脉，抗氧化。第六类：叶绿素铜钠盐名称来源结构及性质生理功效栀子蓝色素蚕沙或苜蓿草类，商品化的叶绿素铜钠盐是以蚕沙为原料，经提取、皂化后与氧化铜等进行铜化反应而得到的一种色素1、属于卟啉类色素，主要成分为叶绿素铜钠、叶绿素铜二钠，分子式为C34H38O6N4CuNa、C34H38O6N4CuNa2，分子量为：744.11、730.13；分子结构式：2、易溶于水、含水乙醇，不溶于油脂；水溶液呈现一种透明、鲜亮的绿色，溶液色泽对PH值稳定，但在PH≤6的环境中会产生色素沉淀；在中性环境中对光、热稍稳定，与部分金属离子结合易发生沉淀，耐氧化、耐还原性好。作为一种药物原料，对胃溃疡面的愈合、急慢性肝炎有辅助治疗效果第七类：其他•一、栀子提取物：•1、栀子多糖：栀子多糖在栀子中含量较高，现代研究表明，其在抗肿瘤、增强免疫等方面显示出一定的效果。除此之外，多糖中还含有食品添加剂果胶。前期初步研究表明，在多糖中分离果胶工艺较简单。•2、甘露醇：是一种在食品、药品行业中广泛使用的一种原料。但其含量较低，如果要开发栀子多糖，则其成本极低，作为一种原料出售，可以降低生产线成本。•3、栀子苷类毒性问题：栀子苷类肝毒性，主要是在动物试验中，大鼠较为敏感，且中毒剂量为280mg/kg，小鼠中毒性较低。且认为是栀子苷在体内水解为京尼平所致。现日本专利研究表明，京尼平具有神经营养因子作用