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天然植物色素：一场来自大自然的色彩馈赠

花匠小妙招
2025-07-20 22:42

天然色素包含：花青素（黄酮类化合物）、类胡萝卜素（萜类化合物）、叶绿素类、醌类色素、姜黄素类，甜菜红类。

一、花青素

花青素是一类水溶性的天然色素，基本结构是2 - 苯基苯并吡喃型阳离子，属于黄酮类或者类黄酮类化合物中的花色素类。黄酮类化合物是以2 - 苯基色原酮为母核而衍生的一系列多酚化合物，具有6C-3C-6C 基本骨架。

二、类胡罗卜色素

类胡萝卜色素属于萜类化合物，萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生而成，基本碳架多具有2 个或2 个以上异戊二烯单位结构特征的化合物。类胡萝卜色素是萜类化合物中的一大类，其结构由8 个异戊二烯单位组成，含有40 个碳原子。

类胡萝卜色素主要包含以下三类色素：

1.胡萝卜素类

常见的有α- 胡萝卜素、β- 胡萝卜素和 γ- 胡萝卜素等。β- 胡萝卜素是其中最为常见和重要的一种，它在植物中广泛存在，如胡萝卜、南瓜、菠菜等。β- 胡萝卜素具有多个共轭双键，能吸收蓝紫光，呈现出橙黄色。在人体内，β- 胡萝卜素可以转化为维生素A，对维持正常视觉、促进生长发育和增强免疫力等方面具有重要作用。

2.叶黄素类

这是一类含氧的类胡萝卜素，如叶黄素、玉米黄素、虾青素等。叶黄素和玉米黄素在绿叶蔬菜、玉米等植物中含量丰富，它们能吸收蓝光，保护植物免受强光伤害，同时对人体眼睛健康有益，可预防视网膜病变等眼部疾病。虾青素则主要存在于虾、蟹、三文鱼等海洋生物中。

3.番茄红素

番茄红素是一种具有 11 个共轭双键及2 个非共轭双键的非环状平面多不饱和脂肪烃，分子式为C 40H 56，在结构上与β - 胡萝卜素非常相似，都由8 个异戊二烯单位组成，是类胡萝卜素的一种。它主要存在于番茄、西瓜、葡萄柚等果实中，赋予这些果实红色。番茄红素具有很强的抗氧化能力，能够清除体内自由基，预防心血管疾病、癌症等多种疾病，对人体健康具有重要意义。

三、叶绿素类

叶绿素类属于吡咯类色素，是植物进行光合作用的关键物质，主要包括叶绿素 a 和叶绿素b。叶绿素a 呈蓝绿色，叶绿素b 呈黄绿色，它们广泛存在于绿色植物的叶片、茎等部位，使植物呈现出绿色。

四、醌类色素

醌类色素包括苯醌、萘醌、蒽醌等类型，如存在于紫草中的紫草素属于萘醌类色素，具有紫红色。此外，存在于茜草中的茜草素是蒽醌类色素，常用于染色。

五、姜黄素类

姜黄素类是一种二酮类化合物，主要成分是姜黄素，存在于姜科植物姜黄、郁金等的根茎中，使姜黄呈现出鲜艳的黄色，具有一定的抗氧化和抗炎等生理活性。

六、甜菜红素类

甜菜红素类可分为甜菜红素和甜菜黄素，存在于红甜菜、仙人掌果等植物中。甜菜红素呈现出红色至紫红色，甜菜黄素则呈黄色，它们是水溶性色素，在食品工业中常被用作天然着色剂。

天然色素稳定性的区别

花青素（黄酮类化合物）

稳定性较差。花青素的颜色和稳定性受pH 值影响显著，在酸性条件下呈稳定的红色，随着pH 值升高，颜色会逐渐变为紫色、蓝色直至无色。此外，花青素对光、热也较为敏感，光照和高温会加速其降解，从而导致褪色。

类胡萝卜素（萜类化合物）

对光、热、氧的稳定性相对较差。类胡萝卜素在光照、高温以及有氧条件下容易发生氧化反应，导致结构破坏，从而褪色。不过，在一些特定的环境中，如在植物体内与蛋白质等物质结合，或在加工过程中采用适当的包埋技术，其稳定性会有所提高。

叶绿素类

稳定性一般。叶绿素对光和热较为敏感，在光照和加热条件下容易发生降解，生成脱镁叶绿素等产物，导致颜色由绿色变为橄榄色或褐色。此外，酸性条件也会加速叶绿素的脱镁反应，使其稳定性降低。但在碱性条件下，叶绿素相对较为稳定。

醌类色素

稳定性较好。醌类色素一般具有较好的化学稳定性，对光、热、酸碱等条件有一定的耐受性。不过，不同类型的醌类色素稳定性也略有差异，例如，蒽醌类色素通常比萘醌类色素更稳定。

姜黄素类

稳定性中等。姜黄素在中性和酸性条件下相对稳定，但在碱性条件下容易发生结构变化，导致颜色改变。同时，姜黄素对光和热也有一定的敏感性，长时间光照或高温处理会使其逐渐分解，稳定性下降。

甜菜红色素类

稳定性较好。甜菜红色素在酸性和中性条件下较为稳定，颜色鲜艳。它对光和热也有一定的耐受性，但在碱性条件下稳定性会降低，颜色会发生变化。此外，金属离子如铁离子、铜离子等可能会影响甜菜红色素的稳定性，导致其褪色或变色。

花青素里包含这些

玫瑰茄花青素

玫瑰茄花青素属于黄酮类化合物。

花青素是一类水溶性的天然色素，基本结构是2 - 苯基苯并吡喃型阳离子，玫瑰茄花青素也具有这种典型的黄酮类化合物结构特征。玫瑰茄中主要的花青素成分包括飞燕草素- 3 - 葡萄糖苷、矢车菊素- 3 - 葡萄糖苷等，这些花青素使得玫瑰茄呈现出艳丽的紫红色，并且具有抗氧化、抗炎、降血压等多种生物活性。

蝶豆花花青素

蝶豆花花青素属于黄酮类化合物。

蝶豆花花青素主要为矢车菊素- 3 - 葡萄糖苷和飞燕草素- 3 - 葡萄糖苷等，具有黄酮类化合物典型的2 - 苯基色原酮结构母核，在不同pH 环境下会呈现出不同的颜色，如在酸性条件下呈红色，中性条件下呈紫色，碱性条件下呈蓝色。这使得蝶豆花可作为天然的酸碱指示剂，也可用于食品、饮料等的着色，同时，它还具有抗氧化、抗炎等多种生物活性。

蓝莓花青素

蓝莓是花青素含量较高的水果之一，其花青素主要存在于果皮和果肉中，含量因品种和生长环境而异。研究表明，每100 克蓝莓中花青素含量可达数百毫克。蓝莓中的花青素种类丰富，包括飞燕草色素、矢车菊色素等，使蓝莓呈现出深蓝至紫黑色的色泽。

甘蓝红色素（花青素）

甘蓝红色素属于花青素类化合物，是黄酮类化合物的一种。

甘蓝红色素主要成分为矢车菊- 3 - 葡萄糖苷和芍药素- 3 - 葡萄糖苷等花青素，这些花青素是使甘蓝呈现红色的主要原因。

黑枸杞

黑枸杞是目前发现的花青素含量最高的天然野生植物之一。黑枸杞中的花青素种类丰富，包括飞燕草素、矢车菊素等多种花色苷。其花青素含量远高于蓝莓等水果，在一些高品质的黑枸杞中，花青素含量可达3% - 5%。黑枸杞泡水后，会根据水的酸碱度呈现出不同的颜色，在酸性水中呈紫红色，在碱性水中呈蓝色。

紫薯花青素

紫薯花青素属于类黄酮化合物。

类黄酮是一大类植物次生代谢产物，基本结构为2 - 苯基色原酮。而花青素是类黄酮化合物中具有颜色的一类重要物质，其结构特点是在2 - 苯基苯并吡喃阳离子的基础上，通过不同位置的羟基化、糖基化等修饰形成多种衍生物。紫薯花青素就是其中的一类，它主要由矢车菊素- 3 - 葡萄糖苷、芍药素- 3 - 葡萄糖苷等组成，这些成分赋予了紫薯特有的紫色，同时也具有抗氧化、抗炎、预防心血管疾病等多种保健功效。

黑米花青素

黑米花青素属于类黄酮化合物。

类黄酮是植物中广泛存在的一类次生代谢产物，以 2 - 苯基色原酮为基本母核。黑米花青素作为花青素的一种，具有类黄酮的典型结构特征，是由飞燕草素、矢车菊素、天竺葵素等花青素及其糖苷衍生物组成。这些成分让黑米呈现出黑色或紫黑色，并且具有抗氧化、抗突变、预防心血管疾病等多种生理活性。

松树皮原花青素

松树皮原花青素属于类黄酮化合物。

类黄酮是植物中常见的次生代谢产物，具有多种生物活性。松树皮原花青素是由不同数量的儿茶素、表儿茶素等黄烷- 3 - 醇通过碳- 碳键连接而成的聚合物，其结构中具有类黄酮的基本母核特征。它具有很强的抗氧化能力，在食品、保健品、化妆品等领域有广泛应用。

色素类的其他介绍

叶黄素（四萜类化合物）

叶黄素属于类胡萝卜素类化合物。

叶黄素通常呈现出黄色，广泛存在于绿色蔬菜、玉米、南瓜、柑橘等植物中，以及蛋黄等动物组织中。一般用万寿菊提取，它具有重要的生理功能，在人体视网膜黄斑区域高度富集，能够过滤蓝光，保护视网膜免受氧化损伤，对维持正常视力起着关键作用。同时，叶黄素还具有抗氧化、抗炎症等功效。

栀子黄

栀子黄属于类胡萝卜素类色素。

栀子黄是从栀子果实中提取的天然色素，其主要成分为藏红花素和藏红花酸等。藏红花素是一种糖苷类化合物，在酸性或碱性条件下可水解生成藏红花酸。藏红花酸是一种类胡萝卜素，具有类胡萝卜素典型的共轭双键结构，这一结构使得栀子黄呈现出鲜艳的黄色。

栀子黄具有良好的水溶性、稳定性和着色力，常用于食品、饮料、药品、化妆品等行业的着色，是一种应用广泛的天然食用色素。

叶绿素

叶绿素属于吡咯类化合物。

叶绿素分子由卟啉环、叶绿醇链和中心镁离子等部分构成。其卟啉环是由四个吡咯环通过亚甲基桥连接而成的大环结构，具有共轭双键系统，能吸收光能，在光合作用中起着关键作用。叶绿醇链则使叶绿素具有亲脂性，便于与类囊体膜结合。中心镁离子位于卟啉环的中心，对叶绿素的结构和功能具有重要的稳定作用。

姜黄素

姜黄素属于二酮类化合物，同时也属于多酚类化合物。

从结构上看，姜黄素的基本骨架是两个苯环通过中间的七碳共轭双键及两个羰基连接而成，这种结构赋予了姜黄素一些特殊的化学性质和生理活性。其分子中含有多个酚羟基，这是多酚类化合物的典型特征，使其具有一定的抗氧化、抗炎等生物活性。

藻蓝蛋白

藻蓝蛋白属于蛋白质类化合物。

它是一种存在于蓝藻、红藻和隐藻等藻类中的捕光色素蛋白，由脱辅基蛋白和发色团（藻蓝胆素）通过硫醚键共价结合而成。藻蓝蛋白不仅在光合作用中起着重要的作用，能够吸收和传递光能，而且具有荧光特性，在生物医学、食品、化妆品等领域有广泛的应用前景。

β- 胡萝卜素（萜类化合物）

β- 胡萝卜素属于类胡萝卜素类化合物。它是一种具有长链共轭双键的多烯化合物，由8 个异戊二烯单位组成，分子结构中包含两个 β- 紫罗酮环，中间通过共轭双键相连。

β- 胡萝卜素主要来源于以下几个方面：

植物性食物：许多绿色蔬菜和黄色、橙色的水果及蔬菜是β- 胡萝卜素的良好来源。例如，胡萝卜中含有丰富的 β- 胡萝卜素，每100 克胡萝卜中 β- 胡萝卜素含量可达 8285 微克左右。西兰花、菠菜等绿色蔬菜中也含有较多的 β- 胡萝卜素，每100 克西兰花中约含7210 微克，每100 克菠菜中约含 2920 微克。此外，南瓜、橙子、芒果等黄橙色果蔬中 β- 胡萝卜素的含量也较为丰富。

藻类：一些藻类也是β- 胡萝卜素的重要来源。比如杜氏盐藻，在特定的生长条件下，其体内能够积累大量的 β- 胡萝卜素，是生产天然 β - 胡萝卜素的重要原料。

微生物发酵：通过微生物发酵也可以生产β- 胡萝卜素。某些真菌（如三孢布拉氏霉菌）和细菌在发酵过程中能够合成 β- 胡萝卜素。这种方法生产的β- 胡萝卜素具有纯度高、生产成本相对较低等优点，在工业生产中得到了广泛应用。

红花色素（水溶性黄酮类化合物）

红花色素属于黄酮类化合物。黄酮类化合物是一类具有2-苯基色原酮结构的化合物，其基本母核为2-苯基苯并γ-吡喃酮。红花色素主要包括红花黄色素和红花红色素等，其中红花黄色素是一种查耳酮类黄酮，其结构中具有典型的黄酮类化合物特征，如含有酚羟基、羰基等官能团，具有一定的抗氧化、抗炎等生物活性。