植物色素

植物色素包括脂溶性的叶绿体色素和水溶性的细胞液色素，前者存在于叶绿体，与光合作用有关，如叶绿素；后者存在于液泡中，特别与花朵的颜色有关，如花青素属黄酮类物质。了解它们的性质有助于对其生理功能的理解。

介绍

植物的花、叶、果实、皮等往往呈现出各种各样的颜色，这与植物自身内部的天然色素有关。植物体内的一些有机分子（色素）在阳光的照射下，吸收了一定频率的有色光后，分子内电子发生振动跃迁现象。由于各种植物的有机分子（色素）中的电子成键能力不同，电子激发跃迁时所需的能量也就不一样，故对吸收光的频率就有一定的选择性。而不同植物具有合成适应自身特点的有机色素分子的能力各有差异，因此，不同的植物就表现出不同的体色及花色，从而使大自然呈现出姹紫嫣红的美丽景色。

植物的体色和花色是以所含有的色素为主体而呈现出来的，但不能认为花色的种类就是色素的种类，因为即使是完全相同的色素，由于花瓣中的生理条件不同，也会显现完全不同的颜色，如从蓝色的鸭跖草、矢车菊、牵牛花中用含有少量盐酸的甲醇浸提出的却是红色系的色。反之，含有种类不相同色素的植物组织却有可能具有完全相同的颜色。一般来说，各种植物都由有其相对稳定的色素分子组成，但随着季节的变化及环境的影响，植物体色及花色也相应地有所改变。这不只是完全由植物生长激素的调节来决定的，也与色素分子结构及外界环境因素等有着非常密切的关系。

胡萝卜素性质

胡萝卜素的性质：脂溶性色素，橘黄色结晶，分子式C40H56，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。可被氧化成两分子维生素A。

胡萝卜中含有大量的β-胡萝卜素，摄入人体消化器官后，可以转化成维生素A，是目前最安全补充维生素A的产品（单纯补充化学合成维生素A，过量时会使人中毒）。它可以维持眼睛和皮肤的健康，改善夜盲症、皮肤粗糙的状况，有助于身体免受自由基的伤害。不宜与醋等酸性物质同时服用。

胡萝卜素种类

根据碳碳双键数目分为最主要的三种：a-胡萝卜素，β-胡萝卜素，r-胡萝卜素。

知识扩展

工业上提取天然β-胡萝卜素的方法①从植物中提取胡萝卜素②从大面积养殖的岩藻中获得③利用微生物三孢布拉霉菌发酵生产。

有机溶剂萃取法能提取胡萝卜素混合物，如果要获得β胡萝卜素，如果要获得β-胡萝卜素，还必须对产物进行进一步的分离。

应用

医药用途

缺乏维生素A症、抗氧化、抗肿瘤、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等作用。

添加剂

食品、饮料、饲料等。

资料

资料一：萃取剂的选择

水溶性萃取剂：—乙醇、丙酮萃取剂

水不溶性萃取剂：—石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳、石油醚、乙酸乙酯、乙醚、

几种水不溶性有机溶剂的沸点：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳9090-120℃77℃35℃80℃76℃萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。此外，还需要考虑萃取效率、萃取剂的毒性、是否易燃，有机溶剂是否能从产品中完全去除、会不会影响产品的质量等问题。综合考虑以上因素，回答下面问题：

乙醇和丙酮能用于胡萝卜素的提取吗？为什么？

答：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用他们做萃取剂。

在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？用来提取胡萝卜素？

答：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂

资料二：影响萃取的因素

萃取剂：性质和使用量原料：颗粒的大小、紧密程度、原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量环境：温度、时间等环境：温度、干燥原料颗粒小、水分少、萃取温度高、原料颗粒小、水分少、萃取温度高、时间长粉碎需要提取的物质能充分溶解，需要提取的物质能充分溶解，萃取效果好胡萝卜粉碎胡萝卜素干燥浓缩萃取过滤萃取前，萃取前，要将胡萝卜进行的粉碎和干燥的目的是什么？燥的目的是什么？让原料与萃取剂充分接触，让原料与萃取剂充分接触，提高萃取效率。取效率。操作提示：1、新鲜的胡萝卜含有大量的水分，新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度，在干燥时要注意控制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。分解。2、胡萝卜干燥的速度与效果与破坏程度、干燥方式有关。如果有条件，程度、干燥方式有关。如果有条件，可以使用烘箱烘干，可以使用烘箱烘干，也可以用热风吹干。吹干。萃取：植物材料中的色素植物材料中的杂质加入合适的萃取剂植物材料中的色素溶解度大植物材料中的色素溶解度大色素溶解度植物材料中的杂质溶解度小杂质溶解度植物材料中的杂质溶解度小过滤杂质植物色素胡萝卜素植物色素—胡萝卜素资料三：资料三：胡萝卜素提取装置的设计萃取过程中的加热为什么要避免明火加热，明火加热，而采用水浴加热？用水浴加热？因为有机溶剂都为易燃物，易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。燃烧、爆炸

结果分析与评价：结果分析与评价：（一）确定提取胡萝卜素的最佳方案鉴定方法：纸层析法操作步骤：量作基线操作步骤：对照点样对比观察。燥层析对比观察。干如果提取到的胡萝卜素含杂质，如果提取到的胡萝卜素含杂质，则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点样。在滤纸上出现多个不同高度的色素点样。实验室操作过程：实验室操作过程：鉴定的步骤——纸层析法纸层析法比较颜色的深浅，深浅，是否出现杂质等量做基线对照点样A、D——标准样品标准样品B、C——提取样品提取样品干燥层析层析液不能超过基线对比观察。

分类

植物色素类（Phytochromes）在中草药中分布很广，按照溶解性，主要有脂溶性色素与水溶性色素两类。按来源，主要有天然植物色素和合成植物色素。

脂溶性色素

脂溶性色素主要为叶绿素、叶黄素与胡萝卜素，三者常共存；此外尚有藏红花素、辣椒红素等。除叶绿素外，多为四萜衍生物。这类色素不溶于水，难溶于甲醇，易溶于高浓度乙醇、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。胡萝卜素在乙醇中也不溶。叶绿素等在制备中草药制剂或提取其他有效成分时常须作为杂质去除，以使药物纯化，中草药（特别是叶类、全草类）的乙醇提取液中含有多量叶绿素、可在浓缩液中加水使之沉出，也可通过氧化铝、碳酸钙等吸附剂而除去。叶绿素本身有抑菌作用，可制备成消炎的药物。

水溶性色素

水溶性色素主要为花色甙类，又称花青素，普遍存在于花中。溶于水及乙醇，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，遇醋酸铅试剂会沉淀，并能被活性炭吸附，其颜色随pH的不同而会改变。花色甙在制备中草药制剂或提取有效成分时，常作为杂质去除。

天然植物色素

天然植物色素的分类

植物中的天然色素按化学结构的不同，可以分为四大类： 

（1）吡咯衍生物类色素：是以四个吡咯环构成卟吩为基础的天然色素，它们广泛地存在于绿色植物的叶绿体中，叶绿素是其主要代表。在高等植物中，叶绿素主要有两种类型，即叶绿素a呈蓝绿色和叶绿素b呈黄绿色，它们的比例为3∶1。

（2）多烯类色素：是由异戊二烯（CH2=C（CH3）-CH=CH2）为单元组成的共轭双键长链为基础的一类色素，为脂溶性色素，主要存在于绿色植物的果实中，如蕃茄红素、辣椒红素和玉米黄素等。

（3）酚类色素：为水溶性或醇溶性色素，是多元酚的衍生物，可分为黄酮类、花青素类和单宁三大类。如矢车菊色素、天竺葵色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和橙皮素等。

（4）酮类和醌类衍生物色素：它们的种类较少，主要存在于植物的地下茎和霉菌分泌物及红甜菜中。

天然植物色素的特点

（1）绝大多数天然色素无毒、副作用，安全性高。

（2）天然植物色素大多为花青素类、黄酮类、类胡萝卜类化合物，因此，食用天然色素不但无毒无害，而且很多食用天然色素含有人体必须的营养物质或本身就是维生素或具有维生素性质的物质。如核黄素、番茄红素、玉米黄色素、β- 胡萝卜素等，尤其是β-胡萝卜素，国家已归类为营养强化剂，用于食品强化可防止人体维生素A的缺乏症和干眼病等。还有一些天然色素具有一定的药理功能，对某些疾病有预防和治疗作用。

（3）天然植物色素不但具有着色作用而且具有增强人体功能、保健防病等功效。如芸香苷天然食用黄色素具有使人维持毛细管正常抵抗能力和防止动脉硬化等功能，在医学上一直作为治疗心血管系统疾病的辅助药物和营养增补剂。

（4）天然色素的着色色调比较自然，更接近于天然物质的颜色。

（5）大部分天然色素对光、热、氧、金属离子等很敏感，稳定性较差。

（6）绝大多数天然色素染着力较差，染着不易均匀。

（7）天然色素对pH值变化十分敏感，色调会随之发生很大变化。如花青素在酸性时呈红色，中性时呈紫色，碱性时呈蓝色。

（8）天然色素种类繁多、性质复杂，就一种天然色素而言，应用时专用性较强，运用范围狭窄。

合成植物色素

19世纪中叶以前，人们应用比较粗制的天然色素作为食用色素。1856年，英国的Perkins第一个合成苯胺紫  ，随后许多色素相继被合成，由于其具有色泽鲜艳，稳定性好，着色力强，适于调色，易于溶解，品质均一，无臭无味，价格便宜的优点，很快取代了食用天然色素在食品中的应用。

但随着毒理学的发展，人们认识到合成色素主要以苯、甲苯、萘等为原料经化学合成，多属苯胺类色素，它不仅无任何营养价值，而且对人体健康有害。如在肉类腌制时最常用的亚硝酸钠，其毒性较强，在药物学中称为剧药；有些合成色素在人体代谢过程中能产生有害物质，在合成过程中也可能被其它有害的化学物质污染。因此现在各国已允许用作色素的合成元素，无论是品种还是数量都越来越少。

存在位置

叶绿体（叶绿素和类红萝卜素）：在叶肉细胞、绿色幼茎的皮层细胞中、未成熟的果皮内、衣藻和水绵等植物细胞内均可见叶绿体，其细胞的宏观颜色是绿色的。

有色体（黄色或橘红色）：在番茄果肉细胞、红辣椒果皮等果实、花卉组织中可见到成红色的质体——有色体。有色体使植物组织呈现黄——橙红系列的美丽色彩。

白色体（无色）：主要分布于植物体的不见光部位如根、茎的皮层细胞中，其细胞的宏观颜色是无色或白色。

花青素（酸红碱蓝）：由液泡中花青素或称花色甙引起的，花色甙的颜色与细胞液的pH值有关，其性质是碱蓝酸红。

关于花瓣、果实的颜色，有些植物是由有色体决定的，如蕃茄、辣椒等；有些是由液泡中花青素或称花色甙引起的，花色甙的颜色与细胞液的pH值有关，其性质是碱蓝酸红。

植物体色素的提取

叶绿体色素的提取

取菠菜（或其他植物）叶子2g，放在研钵中，加石英砂和碳酸钙少许，丙酮约5ml，研磨成匀浆，再加丙酮15ml，则得深绿色提取液，用漏斗过滤之，即为色素提取液。

叶绿素的荧光现象

取上述色素丙酮提取液少许于试管中，用反射光和透射光，观察提取液的颜色有无不同，反射光观察到的溶液颜色，即为叶绿素产生的荧光颜色。

光对叶绿素的破坏作用

取上述色素丙酮提取液少许，分装在2支试管中，1支试管放在黑暗处（或用黑纸包裹），另1支试管放在强光下（太阳光），经2─3小时后，观察两支试管中溶液的颜色有何不同？

铜在叶绿素分子中的替代作用

取上述色素丙酮提取液少许于试管中，1滴1滴加入浓盐酸，直至溶液出现褐绿色，此时叶绿素分子已遭破坏，形成去镁叶绿素。然后加醋酸铜晶体1小块，慢慢加热溶液，则又产生鲜亮的绿色。此即表明铜已在叶绿素分子中替代了原来镁的位置。

黄色素和绿色素的分离

取上述色素丙酮提取液10ml，加到盛有20ml乙醚的分液漏斗中，摇动分液漏斗，并沿漏斗边缘加入30ml蒸馏水，轻轻摇动分液漏斗，静置片刻，溶液即分为两层。色素已全部转入上层乙醚中，弃去下层丙酮和水，再用蒸馏水冲洗乙醚溶液1─2次。然后于色素乙醚溶液中加入5ml30%KOH甲醇溶液，用力摇动分液漏斗，静置约10分钟，再加蒸馏水约10ml，摇动后静置分离，则得到黄色素层和绿色素层，分别保存于试管中。

观察色素溶液的吸收光谱。

运用

通常在少数民族地区都会做各种具有特殊颜色的食品，例如五彩米饭，是武鸣壮族群众在过清明节和农历“三月三”歌圩时，家家户户都蒸煮的一种糯米饭，是壮家用来招待客人的传统食品。每种颜色都代表一种吉祥的含义。还有元宵节的元宵，利用植物本来具有的颜色，让糯米粉具有鲜艳的色彩，讨个吉利。

现在很多方面都利用植物色素，因为环保健康对人体伤害少。

清洗

衣服上被植物色素污染后，挤点牙膏于渍处，轻轻搓几下，再用清水搓洗，油污便可清除。可用四氯乙烯、松香油、香蕉水、汽油擦拭。新染上的果汁渍可先撒些食盐，轻轻地用水润湿，然后浸入肥皂水中洗涤；对于轻微的果汁渍可用冷水洗除，一次洗不干净，再洗一次，洗净为止。污染较重的，可用稀氨水（1份氨水冲20份水）来中和果汁中的有机酸，再用肥皂洗净。呢绒衣服可用酒石酸溶液洗。丝绸可用柠檬酸或用肥皂、酒精溶液来搓洗。

图书名称

植物色素

书籍作者：孟心如著

图书出版社：商务印书馆

图书品相：8成品相

库存量：1本

图书售价：25.00元

图书类别：民国旧书

上书时间：2010-06-23

出版时间：1945-12印刷时间：1947-08

开本：32开页数：96页

装订：平装。

植物性色素

现在美容行业有许多用到色素的，如化妆、文眉、纹绣等。色素分化学色素和植物性的色素，化学色素色泽比较艳丽，植物色素较淡，但不会有副作用！

提取

从植物中提取色素的生产工艺主要有以下几种：

溶剂萃取法

用有机溶剂浸提，然后再经过滤、减压浓缩、真空干燥精制等工艺过程得到最终产品。提取色素所用的溶剂根据色素的性质、所用原料等情况有不同的选择，常用的有水、酸碱溶液、有机溶液，如乙醇、丙酮、烷烯烃、苯等，油脂类及二氧化碳等。此法工艺简单，但产品质量不太理想，往往存在色素溶解性差，色泽变化较大等缺点，且萃取过程要用大量的溶剂（常用的如乙醇），回收困难，导致产品生产成本高。常用于试验研究，是一种比较常用的方法。

超临界流体萃取法

是食品工业新兴的一项萃取和分离技术，是使用高于临界温度、临界压力的流体作为溶剂的萃取过程。处于临界点附近的流体不仅对物质具有极高的溶解能力，而且物质的溶解度随体系的压力或温度的变化而变化，从而通过调节体系的压力或温度就可方便地进行选择性地萃取分离物质，常用CO2作为萃取剂。其主要优点是：（1）CO2无毒，阻燃，不易爆，不腐蚀设备，不污染产品；（2）CO2的临界温度（Tc=31℃）接近常温，临界压力也低（Pc=7.8MPa），可防止热敏性物质的分解和损失，可使芳香物质保持原有的香味；（3）超临界CO2与溶质分离后，只要重新压缩就可循环使用，不必象液—液萃取那样需要蒸馏处理回收溶剂，因而生产效率高，可节省大量能源，但超临界设备一次性投资较大，而且萃取天然色素的工艺尚不成熟，所以未得到广泛应用。

吸附精制法

采用大孔树脂吸附，大孔吸附树脂是一类以吸附为特点，对有机物具有浓缩、分离作用的高分子聚合物，在有机物分离、制备与提纯等方面具有广泛的应用。吸附树脂对物质的吸附作用不仅同树脂的物理和化学性质有关，而且同吸附物质的性质、介质的性质及操作方法等因素有关。多用于提取花青素类色素，它是将植物用酸性溶液浸提后过滤，滤液用大孔吸附树脂吸附后再用合适的溶剂洗脱，将洗脱液浓缩或喷雾干燥即得最终产品。经过大孔吸附树脂的处理，色素得到了纯化。它的工艺比溶剂法复杂，但产品的质量好，回收率高。