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紫鑫生物
2014/3/3
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花青素是一種水溶性色素,可以隨著細(xì)胞液的酸堿改變顏色。細(xì)胞液呈酸性則偏紅,細(xì)胞液呈堿性則偏藍(lán)。花青素(anthocyanins)是構(gòu)成花瓣和果實(shí)顏色的主要色素之一?;ㄇ嗨貫橹参锒?jí)代謝產(chǎn)物,在生理上扮演重要的角色?;ò旰凸麑?shí)的顏色可吸引動(dòng)物進(jìn)行授粉和種子傳播 (Stintzing and Carle, 2004)。常見于花、果實(shí)的組織中及莖葉的表皮細(xì)胞與下表皮層。部分果實(shí)以顏色深淺決定果實(shí)市場(chǎng)價(jià)格
英文別名:1-benzopyrylium, 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxy-; 2-(3,4-Dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxychromenium
花青素(Anthocyanidin),又稱花色素,是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素,屬類黃酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物質(zhì),水果、蔬菜、花卉等五彩繽紛的顏色 大部分與之有關(guān)。花青素存在于植物細(xì)胞的液泡中,可由葉綠素轉(zhuǎn)化而來。在植物細(xì)胞液泡不同的pH值條件下,使花瓣呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色。秋天可溶糖增多,細(xì)胞為酸性,在酸性條件下呈紅色或紫色,所以花瓣呈紅、紫色是花青素作用,其顏色的深淺與花青素的含量呈正相關(guān)性,可用分光光度計(jì)快速測(cè)定,在堿性條件下呈藍(lán)色?;ㄇ嗨氐念伾茉S多因子的影響,低溫、缺氧和缺磷等不良環(huán)境也會(huì)促進(jìn)花青素的形成和積累。
花青素提取物多作為保健品成分。是純天然無害的。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多相關(guān)產(chǎn)品。下面的錯(cuò)誤說法多為一些國(guó)內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品業(yè)者混淆視聽所發(fā)布,請(qǐng)大家注意鑒別。——"目前食品工業(yè)上所用的色素多為合成色素,幾乎都有不同程度的毒性,長(zhǎng)期使用會(huì)危害人的健康,因此天然色素就越來越引起了科研領(lǐng)域的關(guān)注:由于至今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒有花青素純品,所以提取高純度的花青素對(duì)花色苷類色素的深入研究與開發(fā)提供必備的表征條件和理論依據(jù),并且有助于它的工業(yè)利用。由于沒有市場(chǎng)還沒有出現(xiàn)花青素純品,因此需要攝入花青素,那么目前只能通過食補(bǔ)的方式了,譬如食用藍(lán)莓、草莓、葡萄、紫玉米等獲得。為了正確引導(dǎo)消費(fèi)者如何使用具有花青素產(chǎn)品,許多花青素研發(fā)機(jī)構(gòu)紛紛發(fā)表文章,提醒消費(fèi)者正確對(duì)待消費(fèi),不要盲目追求花青素產(chǎn)品,如果使用或者食用合成的花青素產(chǎn)品過多,對(duì)身體會(huì)產(chǎn)生副作用,結(jié)果反而得不償失。由于市場(chǎng)上許多單位濫用花青素概念,混淆視聽,請(qǐng)謹(jǐn)慎選擇合成性的花青素功能性產(chǎn)品。"——上述引號(hào)中的文字皆為農(nóng)產(chǎn)品業(yè)者為了銷售自己產(chǎn)品編造的說辭,主旨是說花青素純粉都是化學(xué)合成,有毒性,這種造謠的說法傳播500次是要被判刑的。
花青素的基本結(jié)構(gòu)單元是2一苯基苯并吡喃型陽離子,即花色基元?,F(xiàn)已知的花青素有20多種,主要存在于植物中的有:天竺葵色素(Pelargonidin)、矢車菊色素或芙蓉花色素(Cyanidin)、翠雀素或飛燕草色(Delphindin)、芍藥色素(Peonidin)、牽牛花色素(Petunidin)及錦葵色素(Malvidin)。自然條件下游離狀態(tài)的花青素極少見,主要以糖苷形式存在,花青素常與一個(gè)或多個(gè)葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等通過糖苷鍵形成花色苷。已知天然存在的花色苷有250多種。
1928年,匈牙利偉大的科學(xué)家阿爾伯特在柑橘類的水果中發(fā)現(xiàn)了維生素C,并因此而獲得諾貝爾獎(jiǎng),他被世人尊稱為維生素C之父。由于維生素C可針對(duì)性地治療壞血病,因而開始時(shí)維生素C被形象地稱為抗壞血酸。
然而,阿爾伯特這位偉大的科學(xué)家卻在一個(gè)問題上遭遇了尷尬——
一次,加拿大科學(xué)家成功地在實(shí)驗(yàn)室里合成出了100%純度的維生素C,而阿爾伯特博士的維生素C是從植物中提取的,是不純的"粗品"維生素C。人們想當(dāng)然地推斷:合成維生素C對(duì)壞血病的治療作用應(yīng)大大強(qiáng)于"粗品"維生素C。然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻正好相反,合成的純維生素C幾乎沒有抗壞血病的功效。
正由于這一結(jié)果,使阿爾伯特博士很尷尬,因此他堅(jiān)信他自己提取的維生素C中還含有一種神奇的物質(zhì),該物質(zhì)與維生素C協(xié)同對(duì)抗壞血病。
二戰(zhàn)后,1947年的法國(guó),物資極度匱乏。為了解決牲口的飼料問題,法國(guó)農(nóng)業(yè)部決定將花生下腳料利用起來,這其中包括花生皮和花生仁的包衣。但法國(guó)農(nóng)民抱怨說他們的牲畜并不喜歡吃這種飼料。農(nóng)業(yè)部的官員們想知道"法國(guó)的牲畜們?yōu)槭裁慈绱颂羰?,是否是因?yàn)榛ㄉせ蛉实陌轮泻惺裁从卸疚镔|(zhì)?"農(nóng)業(yè)部將這一研究課題委托給法國(guó)科學(xué)院,科學(xué)院將這一課題委托給法國(guó)波爾多大學(xué)(University of Bordeaux)研究生院,最后這一任務(wù)落在了一位才華橫溢的年輕人身上——他就是當(dāng)時(shí)正在波爾多大學(xué)研究生院做博士論文的年僅25歲的馬斯魁勒。
馬斯魁勒出色地完成了任務(wù),他首先證明這種飼料沒有任何毒性,然后推斷說,牲畜們之所以不喜歡吃是因?yàn)樵诨ㄉ实陌轮泻幸环N味道非??酀?quot;神秘物質(zhì)",這種"神秘物質(zhì)"就是花青素。
花青素就是這樣被發(fā)現(xiàn)的。
花青素為人體帶來多種益處。從根本上講,花青素是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑,它能夠保護(hù)人體免受一種叫做自由基的有害物質(zhì)的損傷。
另外也可用于化妝品,如紅色花青素做口紅。這些商品用色素(除葡萄皮色素外)共同特征是對(duì)光、熱、氧穩(wěn)定性好,對(duì)微生物穩(wěn)定.一般溶于水和乙醇,不溶于植物油。
1 抗氧化
花青素是羥基供體,同時(shí)也是一種自由基清除劑,它能和蛋白質(zhì)結(jié)合防止過氧化。也和金屬c 等螯合,防止v 過氧化,再生v ,從而再生v ,也能淬滅單線態(tài)氧?;ㄇ嗨啬芘c金屬離子螯合或形成花青素一金屬cu—Vc復(fù)合物。用氧自由基吸附系統(tǒng)(ORAC)表示水果中抗氧化能力。與花青素線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)=0.77;與總酚含量線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)rn=0.92。另一份研究指出,抗氧化能力與花青素含量線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)r¨=0.90;與總酚含量線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)=0.83,Vc抗氧化貢獻(xiàn)率僅為0.4% ~9.4% ,說明花青素是類黃酮物質(zhì)中重要一類。Wang等用氧自由基吸附系統(tǒng)(ORAC)評(píng)價(jià)了天竺葵色素等14種花色苷的清除過氧自由基(ROO )的能力,結(jié)果證明所有的花色苷都具有明顯的清除作用(相關(guān)系數(shù)r都大于0.98)。紅葡萄酒中的花色苷清除超氧自由基(02_')的能力比單寧還高,而且一定聚合度的花色苷比單個(gè)花色苷分子的清除效果更好。是一些疾病如癌癥、心血管疾病和神經(jīng)性疾病的重要病因。故花色苷的抗氧化活性對(duì)這些疾病的預(yù)防,可能起到非常重要的作用。
2.抗突變
Yomshimoto用鼠傷害桿菌TA98為材料,評(píng)價(jià)了4種甘薯塊根水提取物的抗突變活性。發(fā)現(xiàn)特別是紫肉甘薯(AyarT1urasaki)中的花色苷可有效地抑制雜環(huán)胺、3.氨基.1,4.二甲基.5氫.吡哆.(4,3-b)吲哚、3.氨基.1.甲基.5氫.吡哆.(4,3-b)吲哚和2.氨基.3.甲基瞇唑(4,5.f)喹啉引起的突變作用。實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)特別是?;幕ㄉ站哂袕?qiáng)烈的抗突變作用。
3.預(yù)防心腦血管疾病,保護(hù)肝臟
從紅葡萄酒中提取的花色苷能有效地清除超氧自由基和羥自由基(OH )。在體外實(shí)驗(yàn)中,花色苷能明顯抑制低密度脂蛋白的氧化和血小板的聚集,而這兩種物質(zhì)卻是引起動(dòng)脈粥樣硬化的主要因子。Wang等用白草枯(Cl2Hl4Br2N2,一種除草劑)引起鼠肝損害,用0.1%或0.2%的花色苷可顯著降低對(duì)鼠肝細(xì)胞的損傷,證明花色苷對(duì)肝臟具有保護(hù)作用。
4.其他
Wang引述了一些對(duì)花色苷療效的報(bào)道,如花色苷可用于治療抗糖尿病性視網(wǎng)膜病、乳房囊腫,治療由毛細(xì)血管脆弱引起的微循環(huán)疾病,保持血管的正常通透性。還可以用于預(yù)防膽固醇引起的兔的動(dòng)脈粥樣硬化,作為腫瘤抑制劑、血管保護(hù)劑、輻射防護(hù)劑及抗發(fā)炎劑等。也提出藍(lán)莓葉黃素軟膠囊花色苷及降解產(chǎn)物在減輕疼痛和預(yù)防癌癥方面具有一定的功效。維護(hù)視覺健康、增進(jìn)微細(xì)血管循環(huán)、提高微血管和靜脈流動(dòng)、保護(hù)微血管作用、防止近視再加深、預(yù)防重度近視及視網(wǎng)膜剝離病變之產(chǎn)生。
花青素的作用:
具體來說,花青素有如下幾種作用:
1.有助于預(yù)防多種與自由基有關(guān)的疾病,包括癌癥、心臟病、過早衰老和關(guān)節(jié)炎
2.通過防止應(yīng)激反應(yīng)和吸煙引起的血小板凝集來減少心臟病和中風(fēng)的發(fā)生;
3.增強(qiáng)免疫系統(tǒng)能力來抵御致癌物質(zhì)
4.降低感冒的次數(shù)和縮短持續(xù)時(shí)間;
5.具有抗突變的功能從而減少致癌因子的形成
6.具有抗炎功效,因而可以預(yù)防包括關(guān)節(jié)炎和腫脹在內(nèi)的炎癥;
7.緩解花粉病和其它過敏癥
8.增強(qiáng)動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管彈性;
9.保護(hù)動(dòng)脈血管內(nèi)壁
10.保持血細(xì)胞正常的柔韌性從而幫助血紅細(xì)胞通過細(xì)小的毛細(xì)血管,因此增強(qiáng)了全身的血液循環(huán)、為身體各個(gè)部分的器官和系統(tǒng)帶來直接的益處,并增強(qiáng)細(xì)胞活力
11.松弛血管從而促進(jìn)血流和防上高血壓(降血壓功效);
12.防止腎臟釋放出的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶所造成的血壓升高(另一個(gè)降血壓功效)
13.作為保護(hù)腦細(xì)胞的一道屏障,防止淀粉樣β蛋白的形成、谷氨酸鹽的毒性和自由基的攻擊,從而預(yù)防阿爾茨海默氏病
14.通過對(duì)彈性蛋白酶和膠原蛋白酶的抑制使皮膚變得光滑而富有彈性,從內(nèi)部和外部同時(shí)防止由于過度日曬所導(dǎo)致的皮膚損傷等等。
15. 花青素還具有抗輻射的作用,花青素顏色因PH值不同會(huì)發(fā)生變化,大部分花青素具有良好的光、熱、PH值穩(wěn)定性,對(duì)于白領(lǐng)或是長(zhǎng)期處于日曬、電輻射環(huán)境中的人群,花青素的功效可是不可或缺的。
16. 花青素可以促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中的視紫質(zhì)再生,預(yù)防近視,增進(jìn)視力。
花青素的功效:
1、預(yù)防癌癥
癌癥也是因自由基毀壞遺傳物質(zhì) (DNA) 而導(dǎo)致的。借著保護(hù)遺傳物質(zhì),花青素(Anthocyanosides) 將能間接的保護(hù)我們對(duì)抗癌癥。雖然是長(zhǎng)期的,但是花青素 (Anthocyanosides)確有間接的保護(hù)作用。而花青素 (Anthocyanosides)清除自由基的功效,亦可讓癌細(xì)胞無法順利擴(kuò)散,借此保護(hù)更多健康的細(xì)胞免于被癌細(xì)胞侵蝕。另一方面有些癌癥透過溶解組織和細(xì)胞的物質(zhì)形成腫瘤,這些癌細(xì)胞產(chǎn)生溶解脢和蛋白脢,而花青素(Anthocyanosides)能保護(hù)蛋白質(zhì)不受蛋白脢的影響。像是乳腺癌的致病機(jī)制便是如此,因此服用花青素(Anthocyanosides)對(duì)于乳腺癌的發(fā)展會(huì)有很好的抑制作用。
2、增進(jìn)視力
醫(yī)學(xué)臨床報(bào)告顯示藍(lán)莓中的花青素可促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中視紫質(zhì)(Rhodopsin)的再生成,可預(yù)防重度近視及視網(wǎng)膜剝離,并可增進(jìn)視力。
花色素可以提高在昏暗燈光下的視力;這對(duì)于夜間駕車者,長(zhǎng)時(shí)間注視屏幕的人等都有幫助。花色素對(duì)眼睛有益之所以引起科學(xué)家廣泛的研究,起因于在二次大戰(zhàn)時(shí)英國(guó)皇家空軍飛行員在進(jìn)行夜間轟炸飛行任務(wù)前,會(huì)配給含有藍(lán)莓的飲食。研究顯示:藍(lán)莓中的花青素能夠加速「視紫質(zhì)」再生的能力,以促進(jìn)視覺敏銳度,這對(duì)于常需要目測(cè)飛行、視力要求十分嚴(yán)苛的飛行員來說是一大幫助。
花青素是強(qiáng)效的抗氧化劑,可維持正常的細(xì)胞連結(jié)、血管的穩(wěn)定、增進(jìn)微細(xì)血管循環(huán)、提高微血管和靜脈的流動(dòng)。在藍(lán)莓的成熟紫黑色漿果中,有超過15種的花青素的成分,能有效抑制破壞眼部細(xì)胞的酵素,這也說明了藍(lán)莓為什么有益于眼睛的健康。
3、口服的皮膚化妝品
花青素在歐洲,被稱為"口服的皮膚化妝品",可防止皮膚皺紋的提早生成,它不但能防止皮膚皺紋的提早生成,更能補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)及消除體內(nèi)有害的自由基。在純凈無污染的越橘提取物中,95% 的成份是一種名為花青素的天然物質(zhì)。數(shù)十年來的研究發(fā)現(xiàn),花青素對(duì)人體的健康具有諸多益處:
花青素 (Anthocyanosides)是天然的陽光遮蓋物,能夠阻止紫外線侵害皮膚。皮膚屬于結(jié)締組織,其中所含有的膠原蛋白和硬彈性蛋白對(duì)皮膚的整個(gè)結(jié)構(gòu)起重要作用。芬蘭的艾斯蒂博士( Dr. A H Arstilla )在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),太陽可以殺死人類 50% 的皮膚細(xì)胞。但是如果用花青素(Anthocyanosides)加以保護(hù),則大約有 85% 的皮膚細(xì)胞可以幸免于死。
4、清除體內(nèi)有害的自由基
自由基是造成老化及諸多疾病的重要原因之一,據(jù)估計(jì)大約 80%-90% 的老化性,退化性疾病都與自由基有關(guān),其中包括癌癥、老年癡呆癥、帕金森氏癥、皮膚黑斑沉積、白內(nèi)障、心臟病等等。所以消除有害的自由基對(duì)于保持身體的健康和年輕至關(guān)重要。有資料證實(shí),維生素在到達(dá)起效部位之前就被氧化而部分失去活性,花青素能保持并增強(qiáng)維生素在人體內(nèi)的活性,是維生素的增效劑。藍(lán)莓花青素屬小分子、水溶性物質(zhì),口服劑型,易被人體快速吸收,能在口服45分鐘后快速進(jìn)入人體各個(gè)組織器官。花青素在人體內(nèi)有較好的生物利用度,對(duì)結(jié)締組織親和力強(qiáng),在酸性環(huán)境下穩(wěn)定,半衰期長(zhǎng),可達(dá)27小時(shí),功效持久。藍(lán)莓的安全性好已經(jīng)國(guó)家權(quán)威部門檢測(cè)并認(rèn)定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示:一個(gè)約70公斤的人即使連續(xù)半年每日服用35000mg的花青素也未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)。而花色素對(duì)抗自由基的能力比維他命 E 強(qiáng) 50 倍,比維他命 C 強(qiáng) 20 倍。
5、改善睡眠
隨著人們生活節(jié)奏的加快和工作壓力的加大,人們正常的生物鐘也會(huì)不時(shí)的發(fā)生改變,比如連續(xù)的加班加點(diǎn)等,使得人們的生活習(xí)慣不得不接受改變,于是往往會(huì)產(chǎn)生睡眠不足的問題。使人們得不到充足的休息,導(dǎo)致人體免疫調(diào)節(jié)功能下降,內(nèi)分泌功能紊亂,體內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基。正是人體免疫功能下降,使得自由基的活性增強(qiáng),使其能夠持續(xù)破壞包裹在神經(jīng)上的髓磷脂并使之硬化,導(dǎo)致抗氧化物酶 -- 谷胱酞過氧化酶的活力水平降低,引起腦神經(jīng)的變態(tài)反應(yīng)?;ㄇ嗨?(Anthocyanosides)具有深入細(xì)胞保護(hù)細(xì)胞膜不被自由基氧化的作用,具有強(qiáng)力抗氧化和抗過敏功能,能穿越血腦屏障,可保護(hù)腦神經(jīng)不被氧化,能穩(wěn)定腦組織功能,保護(hù)大腦不受有害化學(xué)物質(zhì)和毒素的傷害。這一作用就證明了為什么人們服用了花青素 (Anthocyanosides)后總說頭腦大為清醒,睡眠得到徹底改善的根本原因。
6、加固血管,改善循環(huán)
花青素能夠改善血液循環(huán),恢復(fù)失去的微血管功效,加強(qiáng)脆弱的血管,因而是血管更具彈性。原花青素被稱為"動(dòng)脈粥樣硬化的解毒藥"( Atherosclerosis Antidote )。對(duì)于靜脈功能不足者,原花青素能有效地減輕疼痛、浮腫、夜間痙攣等癥狀所以歐洲的醫(yī)生通常會(huì)建議靜脈曲張的病人食用富含花青素 (Anthocyanosides)的食品藍(lán)莓。
過敏本質(zhì)上是機(jī)體免疫能力低下以及大量自由基的氧化破壞作用使肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞不穩(wěn)定、變性,在過敏原的刺激下,細(xì)胞膜破裂,致敏介質(zhì)釋放造成的。花青素祛過敏是20世紀(jì)末人類的偉大發(fā)現(xiàn)?;ㄇ嗨仂钸^敏的機(jī)理主要有兩條:一是調(diào)節(jié)免疫,二是清除自由基,避免肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞被氧化破壞,使細(xì)胞始終處在穩(wěn)定的狀態(tài),即使在較強(qiáng)過敏原的刺激下,免疫變態(tài)反應(yīng)也不會(huì)發(fā)生,肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞不脫顆粒,過敏介質(zhì)不釋放,從而使過敏不再發(fā)生。
花青素抗過敏有四重理由:
1.花青素強(qiáng)力抗氧化,其抗氧化能力是VC的20倍,VE的50倍,能在自由基侵害細(xì)胞之前,將自由基中和掉,快速、有效清除自由基,穩(wěn)定肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞,使它們即使在很強(qiáng)的過敏原的作用下,也不釋放組胺、白三烯、5-羥色胺等慢反應(yīng)物質(zhì),從而阻斷了過敏的發(fā)生。
2.花青素與膠原蛋白和硬彈性蛋白的結(jié)合,使得肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞的細(xì)胞膜上形成一層抗氧化的保護(hù)層,起到修復(fù)和保護(hù)細(xì)胞的作用,提高了鼻粘膜、支氣管平滑肌、皮膚組織等機(jī)體組織對(duì)過敏原的耐受性。
3.花青素具有調(diào)節(jié)體液免疫的作用,改善過敏體質(zhì)。
4.花青素對(duì)產(chǎn)生組胺的酶-組胺酸脫羥酶有抑制作用,這種抑制作用抑制了組胺的釋放。
現(xiàn)代人發(fā)現(xiàn),盡管抗生素和維生素的研究已經(jīng)非常深入,但也解決不了諸如心腦血管疾病、糖尿病、癌癥等現(xiàn)代疾病以及亞健康狀況,更不能解決人的延年益壽、抗衰老的問題。科學(xué)研究:如果一旦解決了自由基的侵害問題,那么人體細(xì)胞就可以真正自由成長(zhǎng),人的平均壽命一定會(huì)達(dá)到125歲。所以人的壽命長(zhǎng)短直接取決于人們抗氧化抗自由基能力的強(qiáng)弱,而花青素的發(fā)現(xiàn)為全世界的人找到了抗氧化抗衰老的最簡(jiǎn)單有效的辦法。
花青素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使人類從20世紀(jì)的抗生素、維生素時(shí)代,進(jìn)入到21世紀(jì)的花青素時(shí)代!
隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)食品添加劑的安全性越來越重視,合成色素的使用種類和數(shù)量已經(jīng)大幅度下降,因此,開發(fā)和應(yīng)用天然色素已成為世界食用色素發(fā)展的總趨勢(shì)。
花青素是一類廣泛存在于植物中的水溶性色素,屬于類黃酮化合物。在植物中常見的有6種,即天竺葵色素(P g)、矢車菊色素(Cy)、飛燕草色素(Dp)、芍藥色素(Pn)、牽牛花色素(Pt)和錦葵色素(Mv)。自然條件下游離的花青素極少見,常與一個(gè)或多個(gè)葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通過糖苷鍵形成花色苷,花色苷中的糖苷基和羥基還可以與一個(gè)或幾個(gè)分子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、對(duì)羥基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通過酯鍵形成酰基化的花色苷。已知天然存在的花色苷有250多種,存在于27個(gè)科、73個(gè)屬的植物中。
已開發(fā)的花青素葡萄皮色素是開發(fā)最早且最豐富的花青素類色素,由葡萄科果實(shí)的果皮或葡萄酒酒廠的廢料-- 葡萄渣,以水或乙醇萃取,后經(jīng)精制、真空濃縮而得,主要成分有錦葵色素-3-葡糖啶、丁香啶、二甲翠雀素、甲基花青素、翠雀素等,廣泛用在飲料、冷飲、蛋糕、果醬等的生產(chǎn)上,用量0.002%~0.3%。
玫瑰茄色素(玫瑰茄紅),由錦葵科木槿屬一年生草本植物玫瑰茄的花萼提取精制而來,100g干花萼可制得1.5g總花色苷,主要成分有飛燕草素-3-接骨木二糖苷、矢車菊素-3-接骨木二糖苷和少量的飛燕草素-3-葡糖苷、矢車菊素-3-葡糖苷,玫瑰茄紅是食用紅色(至紫色)色素,適用于pH值在4以下,不需高溫加熱的食品,如糖漿、冷點(diǎn)、冰糕、果凍等,用量在0.1%~0.5%。
高粱紅色素是取自紫黑色或紅棕色高粱種子的外果皮,主要成分是芹菜素和槲皮黃苷。高粱紅對(duì)光、熱穩(wěn)定,在酸性和堿性條件下均可呈紅棕色,染色力強(qiáng),是食用紅棕色色素,因其性質(zhì)穩(wěn)定,故應(yīng)用廣泛。
另外國(guó)際上已開發(fā)應(yīng)用的花青素類色素花生衣紅色素、落葵紅、黑加侖紅、天然莧菜紅、紫玉米色素、桑葚紅色素、紅米紅(黑米紅)、紫蘇色素、紅球甘藍(lán)色素、藍(lán)錠果紅等。花青素類色素在酸性環(huán)境中呈現(xiàn)紅色,色澤亮麗,并且對(duì)光、熱、氧穩(wěn)定性好(葡萄皮色素除外),是日用品調(diào)色的最佳天然色素之一。而國(guó)內(nèi)除紅球甘藍(lán)色素、紫蘇色素、藍(lán)錠果紅、紫玉米色素未得到批準(zhǔn)之外,其他的都得到了廣泛的應(yīng)用。
花青素同其他天然色素一樣無毒無副作用,安全性能高,著色色調(diào)自然,更接近天然物質(zhì)的顏色,且具有保健功能。但是與合成色素相比較,花青素類色素也存在一些缺陷,花青素對(duì)pH值、溫度、光照、金屬離子十分敏感,穩(wěn)定性差,如色調(diào)會(huì)隨pH的變化而發(fā)生明顯變化,在酸性環(huán)境中顯紅色,中性時(shí)顯紫色,堿性時(shí)顯藍(lán)色。
花青素分子中存在高度分子共軛體系,具酸性與堿性基因,易溶于水、甲醇、乙醇、稀堿與稀酸等極性溶劑中,溶劑中通常用含有少量鹽酸或甲酸的甲醇做溶劑提取,其中的酸能防止非酰基化的花色苷的降解,然而在蒸發(fā)濃縮時(shí)這些酸會(huì)導(dǎo)致色素的降解,在一些植物中,少量的酸會(huì)使?;幕ㄉ詹糠只蛉康乃猓趯?duì)從葡萄中提取花青素的多種方法進(jìn)行了比較試驗(yàn)證明,當(dāng)溶劑中的HCI達(dá)到0.12mol/L時(shí)就能使?;幕ㄉ詹糠炙?。簡(jiǎn)單的提取純化工藝很難達(dá)到含量≥24%的標(biāo)準(zhǔn),而歐洲國(guó)家利用他們自己擁有的提取純化技術(shù),可使提取物的花青素含量≥36%。
國(guó)內(nèi)研究報(bào)道
如:華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院資名揚(yáng)1.王琴、溫其標(biāo)等作了《紫甘薯花色苷光譜特性及抗氧化性的研究》,研究了在不同pH值條件中紫甘薯花色苷(APSP)的光譜吸收特性以及在不同體系中其對(duì)·OH,·O2
- 和DPPH·的清除作用。結(jié)果表明:pH值對(duì)APSP的吸收光譜影響較大,隨著pH值增大,ASPS的最大吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波移動(dòng),出現(xiàn)紅移現(xiàn)象,紫外可見吸收光譜形狀也發(fā)生較大變化,表明APSP的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生可能改變;APSP具有較強(qiáng)的清除·OH,·O2- 和DPPH·的能力,且均具有量效關(guān)系,在濃度為1.0 mg/mL時(shí),APSP對(duì)·OH與·O2-的清除率分別達(dá)到85.63%與87.56%,在濃度為0.6 mg/mL時(shí),對(duì)DPPH·的清除率達(dá)到90.69%,表明APSP有較強(qiáng)的抗氧化作用。將來花青素的這種特性在功能食品和保健食品中有可能得到日益應(yīng)用。
含量均為25%或40%。中國(guó)吉林市新星天然植物開發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的黑米花青素,目前是全球最好的、(矢車菊素-3-葡萄糖苷)含量最高的產(chǎn)品,用HPLC方法檢測(cè)可達(dá)到80%以上,用UV方法檢測(cè),花青素總含量98%以上,;紅米紅色素色價(jià)在250以上。帶動(dòng)了我國(guó)花青素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使花青素的時(shí)代離我們?cè)絹碓浇?guó)內(nèi)西安天一生物技術(shù)有限公司的薛西峰先生做了詳細(xì)的提取工藝研究,并于2001年開始大規(guī)模生產(chǎn)25%的花青素成品。
然而,花色苷在活體組織中的抗氧化功能卻很少得到證實(shí),因此更有待于我們進(jìn)行深入研究以下問題:人體吸收花色素苷的相關(guān)機(jī)制以及花色素苷的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物對(duì)人體所起的作用,藥物動(dòng)力學(xué),物種形式或組織結(jié)構(gòu)的分布情況?!冬F(xiàn)代食品科技》Modern Food Science and Technology 2009, Vol.25, No.11發(fā)表了《紫甘薯花色苷光譜特性及抗氧化性的研究》,研究表明紫甘薯花青素有較強(qiáng)的抗氧化作用?!妒称饭I(yè)》2009 年第4 期發(fā)表了河南農(nóng)業(yè)大學(xué)蔡花真等的《紫甘薯花色苷組分抑制小鼠肝、腎、心、脾脂質(zhì)過氧化的研究》,為研究紫甘薯花色苷(APSP)中兩種主要成分組分Ⅰ和Ⅱ的抗氧化活性,采用TBA熒光法測(cè)定其對(duì)Fe2+-H2O2誘導(dǎo)的小鼠肝、腎、心、脾組織勻漿脂質(zhì)過氧化的抑制作用。試驗(yàn)結(jié)果表明:APSP組分Ⅰ和Ⅱ可抑制Fe2+-H2O2誘導(dǎo)的小鼠肝組織勻漿脂質(zhì)過氧化中MDA的生成,說明可抑制·OH誘導(dǎo)的氧化作用,此抑制作用呈劑量效應(yīng)關(guān)系。并且APSP組分Ⅰ抑制Fe2+-H2O2誘導(dǎo)的小鼠肝、腎、心、脾組織勻漿脂質(zhì)過氧化中MDA的生成的抑制率高于組分Ⅱ。
《營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)》2010 年第32 卷第1 期發(fā)表了天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院馬淑青、呂曉玲、范輝的最新研究成果:《紫甘薯花色苷對(duì)糖尿病大鼠血糖和血脂的影響》,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、血脂異常,促進(jìn)糖代謝和脂代謝的良性循環(huán),可能與其保護(hù)肝臟的功能有關(guān),其機(jī)制尚不清楚,需進(jìn)一步研究。浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版)第36 卷第5 期2009 年9 月Journal of Zhejiang University( Science Edition)Vol. 36 No. 5Sep. 2009發(fā)表了浙江大學(xué)藥學(xué)院,、浙江大學(xué)城市學(xué)院醫(yī)學(xué)院高麗威、李向榮的《微波萃取法提取紫心甘薯總黃酮及其抗氧化活性研究》,本研究通過正交試驗(yàn),得到了微波萃取紫心甘薯中黃酮類成分的最佳工藝條件。 微波萃取技術(shù)原理是物料吸收微波能后通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式同時(shí)加熱,加劇了體系中分子的碰撞頻率,使黃酮分子容易從藥材內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑中,大大縮短了加熱時(shí)間,提高了萃取效率[ 8 ] . 實(shí)驗(yàn)中采用的是微波萃取儀,如果適當(dāng)改進(jìn)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn),能有效降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,而且生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單,安全可靠。 本文還進(jìn)行了紫心甘薯的抗氧化試驗(yàn),表明在如此重視天然產(chǎn)品的今天,紫心甘薯可以作為有著廣泛來源的保健食品加以開發(fā)利用. 總之,紫心甘薯產(chǎn)量高,黃酮類物質(zhì)含量較高,抗氧化性良好,更重要的是它是一種天然無害的產(chǎn)品,可以考慮作為人體抗衰老保健品加以開發(fā),紫心甘薯具有良好的市場(chǎng)開發(fā)前景。
未來有潛力的花青素類色素廣泛存在于葡萄、血橙、紅球甘藍(lán)、藍(lán)莓、茄子皮、櫻桃、紅橙、草莓、桑葚、山楂皮、紫蘇、紫甘薯、黑(紅)米、牽?;ǖ戎参锏慕M織中。20世紀(jì)80年代,日本就從紅球甘藍(lán)的葉子中提取分離出4種花青素,并將其作為食品著色劑(紅至紅紫色),廣泛用于糖果、果汁、汽水、冰淇淋、話梅的生產(chǎn)上。紫蘇色素主要成分是紫蘇素、紫蘇寧,是存在于紫蘇科中具有紫色葉的品種的天然紅色素,日本在1993年就規(guī)定其為食品添加劑,并用于口香糖、果汁飲料等,認(rèn)為其具有預(yù)防過敏、防齬齒、消炎等作用。紫蘇是我國(guó)傳統(tǒng)藥用植物,是我國(guó)衛(wèi)生部衛(wèi)防字(1987)57號(hào)文公布的第二部分33個(gè)藥食兩用的品種之一。容易栽培,是經(jīng)濟(jì)地獲取花青素的理想途經(jīng),尤其是高花青素紫甘薯品種的育成,為規(guī)模化生產(chǎn)花青素提供了優(yōu)質(zhì)原料!
隨著研究的不斷深入,通過人工?;蕴岣呋ㄇ嗨胤€(wěn)定性的工作也取得很大進(jìn)展。另外,植物組織培養(yǎng)技術(shù)也可以用于花青素類色素的其他生產(chǎn)?;ㄇ嗨匾蚱淞聋惖纳珴伞⒖寡趸推渌=」δ?,必將投入工業(yè)化生產(chǎn),