茼蒿色素的提取工艺、稳定性研究及土壤镉污染对色素品质的影响

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1、上海交通大学硕士学位论文第一章前言1.1.2天然食用色素的化学结构与性质天然色素成分复杂，化学结构不一，依据主要成分化学结构的不同，天然色素的性质也不尽相同。主要的类型分述如下：醌类色素：是醌类的衍生物，有苯醌、萘醌、蒽醌等型式，主要有紫草色素、胭脂红色素、虫胶色素等[6]。醌类色素分子中一般含有酚羟基和羧基，所以该类色素为酸性。当介质pH值发生改变时，化学结构有一定的变化，色素颜色也会变化。如紫草色素酸性介质中为红色，中性和碱性介质中则为紫红色；胭脂红色素、虫胶色素和茜草色素酸性介质中为橙色，中性介质中为红色，碱性时为紫色[7]。醌中的氧具有孤电子对，与α-羟基一起作用，具有很强的螯合

2、性，能与多种金属离子(如Fe3+、Sn2+等)螯合生成不溶的络合物沉淀，所以该类色素在生产、贮藏、使用过程中应避免与这些离子接触[6]。吡咯类色素：目前应用于食品着色的吡咯类色素主要有叶绿素、血红素、胆红素和蓝藻素[6]。这类色素的基本结构都是由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基相连而构成的复杂共轭体系，该共轭体系一般与金属离子(Mg2+,Fe2+、Cu2+、Zn2+)结合。四吡咯环共扼结构比较稳定，这类色素的性能主要由共轭体系结合的金属离子和衍生的外围结构决定[8]。胡萝卜素类色素：这类色素广泛存在于自然界，为浅黄色至深红色的脂溶性色素。这类色素的结构特点是由四个异戊二烯单位以共扼双键式

3、联结。这种结构决定了胡萝卜类色素的亲脂性，几乎不溶于水和乙醇，是脂溶性色素。胡萝卜类色素多烯结构是反式的，遇酸并在光照下受热，可能会转变成顺式结构，颜色不变，但色调更鲜明。色素的多烯结构在适当条件下发生氧化降解，光、金属过氧化物和类脂氧化酶均能促进色素的降解，降解产物一般无色，即该类色素抗光、抗氧性较差[9]。花青素类色素：花青素类色素是广泛存在于植物体中的水溶性色素。花青素多与糖以苷的形式(称为花色苷)存在，它的结构包括花色苷元和糖两部分[10]。该类色素在碱性介质中为蓝色，在酸性介质中为紫红色，在中性介质中呈无色。花青素类色素中含有酚羟基，具有酚类化合物的性质，有的色素中还含有邻位酚

4、羟基，与Al3+、Fe3+、Sn2+等作用生成络合物，使色素颜色发生改变[11]，所以生产和使用该类色素时一般不用铁罐、锡罐等盛装。2上海交通大学硕士学位论文第一章前言黄酮类色素：这类色素也是广泛分布于植物中的一种水溶性色素，呈浅黄至橙黄色，其基本结构为2-苯基苯丙吡喃酮，一般以苷的形式与糖类结合[11]。黄酮类色素分子中一般含有多个酚羟基，显酸性，能溶于碱性水溶液中。该类色素具有酚类化合物的性质，遇Fe3+则发生反应，使色素呈蓝、蓝黑、紫、棕等颜色。黄酮类色素的环状结构在碱性介质中发生开环反应生成查尔酮型结构，而显红色、橙色或褐色。但在酸性条件下又恢复闭环结构，于是颜色恢复[12]。1

5、.1.2天然食用色素的应用现状近年来，天然食用色素在国际市场上销售额的年增长率一直保持在10%以上[1]。由于市场前景看好，需求量逐年上升，各国竞相开发生产。目前各国对天然食用色素允许生产和使用的种类还有差异。如FAO/WHO允许使用的天然食用色素有：花色苷类、辣椒红、紫草红、安拉妥、焦糖色素（铵法）、红花黄色素、叶绿素铜钠（钾）、β-胡萝卜素、β-阿朴-8’-胡萝卜醛、胭脂虫红、番茄红、姜黄色素、藏红花、郁金香、叶黄素等。美国允许生产和使用的主要种类有：辣椒色素、果蔬汁色素、胭脂树橙、脱水甜菜粉、焦糖、β-胡萝卜素、葡萄皮、花色素、胭脂虫红、海藻粉色素、菊科植物粉末及提取物、核黄素等。

6、日本允许生产和使用的主要种类有；可可色素、叶绿素、胭脂树橙、紫苏色素，浆果类色素、茜草色素、红花黄素、罗望子色素、栀子黄素。欧洲允许生产和使用的种类有：辣椒黄素、叶黄素、番茄红素、姜黄素、胭脂虫红、叶绿素、叶绿素铜钠、焦糖、β-胡萝卜素、胭脂树素、叶黄呋喃素、隐黄质、紫黄质、玉红黄质、玫红黄质、β-阿朴-胡萝卜素醛、β-阿朴-胡萝卜素酯、甜菜红或甜菜碱、花色苷等[13]。我国允许生产和使用的天然食用色素有四十余种，生产厂家愈百家，年产量超万吨。主要有：叶绿素铜钠盐、越桔红、辣椒红、甜菜红、姜黄、红花黄、辣椒橙、红米红、栀子黄、菊花黄浸膏、黑豆红、高梁红、玉米黄、萝卜红、可可壳红、红曲米、

7、玫瑰茄红、胡萝卜素、虫胶红、焦糖色素（亚硫酸铵法）、天然苋菜红、姜黄素、红曲红、桑椹红等[14,15]。其中生产和使用的主要品种是焦糖色素，约占天然食用色素总产量的70%，其它天然食用色素由于生产成本高，不够稳定等原因，使用3上海交通大学硕士学位论文第一章前言较少，主要用于出口。我国地域辽阔，动植物种类繁多，生态类型多样，可供研究、开发利用的天然食用色素资源丰富，特别是在云南的西双版纳、武陵山区、秦巴山区及东北的长白山区为天然食用色