植物色素

取自 食品百科全书

　　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。

　　中文名 植物色素 外文名 Phytochromes 主要色素脂溶性色素与水溶性色素 脂溶性色素叶绿素、叶黄素与胡萝卜素

　　分类

　　植物色素类（Phytochromes）在中草药中分布很广，主要有脂溶性色素与水溶性色素两类。

　　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。

　　存在位置

　　1.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。

　　2.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。

　　3.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。

　　4.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

　　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。

　　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

　　萃取剂选择

　　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

　　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 90-120℃ 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。[4]

　　综合考虑以上因素，回答下面问题：

　　1、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。

　　2、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？

　　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。

　　影响因素

　　萃取剂：性质和使用量

　　原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量

　　环境：温度、时间等

　　干燥原料颗粒小、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，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，要将胡萝卜进行的粉碎和干燥的目的是什么？

　　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。

　　操作提示： 1、新鲜的胡萝卜含有大量的水分， 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。 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，可以使用烘箱烘干，也可以用热风吹干。

　　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 色素溶解度 植物材料中的杂质溶解度小 杂质溶解度 过滤杂质

　　提取装置设计

　　萃取过程中的加热为什么要避免明火加热，而采用水浴加热？

　　因为有机溶剂都为易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。

　　结果分析与评价：

　　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 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。

　　植物性色素

　　美容行业有许多用到植物性色素，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。

　　提取

　　1．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。

　　2．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

　　3．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？

　　4．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。

　　5．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。

　　6．观察色素溶液的吸收光谱。

　　应用

　　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。

　　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。