天然食用色素—花青素的研究现状及发展趋势

2016-02-22乌日罕付艳茹

现代食品 2016年16期

◎乌日罕，付艳茹，张烨

（1.呼和浩特职业学院，内蒙古呼和浩特 010058；2.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018）

花青素（Anthocyanidin）是自然界中广泛存在于植物中的天然水溶性色素，属于黄酮类化合物的一种[1-4]，也是植物花瓣中的主要呈色物质之一，包括花卉、植物及果蔬的呈色，大部分与其有密切联系。花青素在不同的pH值条件下，可以使花瓣呈现不同的颜色[2，3]。分开来讲，其在酸性条件下呈红色，在碱性条件下呈蓝色。当然，其呈色的深浅程度与花青素的含量呈正相关性，可用分光光度计快速测定。此外，花青素的颜色亦受许多其他因素，如温度、氧气含量和磷等的影响[5-7]。

纵观食品添加剂行业，目前食品工业所用的色素大多是合成色素，相较于天然色素，合成色素几乎都有不同程度的毒性，长期食用必定危及健康。因此，天然色素的提取与纯化及其稳定性的相关研究，越来越受到重视。而高纯度花青素的提取工艺研究对花色苷类色素的深入研究与开发提供必备的表征条件和理论依据[8]。

1 花青素的植物来源

花青素广泛存在于被子植物中。当然，其含量随品种、气候、季节、成熟度等不同而呈现较大差异。据统计，在被子植物的27个科73个属植物中均检测出一定含量的花青素，如紫甘薯、葡萄、红球甘蓝、蓝莓、血橙、红莓、草莓、茄子、樱桃、桑葚、山楂和牵牛花等植物的组织中均含有一定量的花青素。最早提取的花青素为葡萄皮红色素，其可从葡萄酒发酵之后剩余的葡萄皮渣中提取。接骨木浆果（Elderberries）中含有大量的矢车菊素，每百克中的净重在200～1 000 mg[1]。而在高粱、大麦及豆科植物中也含有一定量的花青素。

2 花青素的提取工艺

2.1 有机溶剂萃取法

这是目前国内最常见的天然色素提取方法。目前，有机溶剂萃取法广泛应用于葡萄籽、蓝莓、石榴皮等果实中花青素的提取与分离。利用有机溶剂萃取法的重点是有效溶剂的选择。所选溶剂必须能够较大程度地溶解材料中的有效成分，并且不溶解其他杂质[1]。

2.2 水溶液提取法

花青素的有机溶剂萃取过程多有毒性残留，而且生产过程易造成环境污染，因此水溶液提取法应运而生。具体方法是，将植物材料在常压或加压条件下用热水浸泡，然后通过大孔树脂吸附提取，亦可直接用脱氧热水提取，然后通过超滤膜或反渗透膜，浓缩收集粗提物。此方法在1998年由是Duncan和Gilmour发明的[1]，此方法操作简便，设备要求低，但产品纯度较差。

2.3 超临界流体萃取法

利用不同压力和温度影响超临界流体的溶解能力从而进行提取的一种方法。用这种方法处理材料，提取率高，但与此同时设备成本也会大幅提高。孙传经采用超临界CO2萃取法对银杏叶、黑加仑籽及葡萄籽中花青素进行提取，并做了工艺优化研究[1-4]。研究指出，方法中的CO2和改性剂可以循环使用，对环境无污染。

2.4 微生物发酵法

微生物发酵法是生命科学与化工生产两学科的有效结合。微生物发酵法是利用微生物或微生物生长过程中所代谢的酶类的催化作用，让原料中含花青素的细胞壁进行降解与分离，促使胞体内的花青素充分溶入到提取液中，从而加速提取效率与速率。有研究利用微生物和纤维素酶的作用降解大花葵细胞壁成功提取得到大量花青素，其优点在于操作稳定，可靠且对环境无污染。