花青素

花青素

<中文名称>：花青素、花色素<英文名称>：Anthocyanidin <花青素的分类>：

现已知的花青素有20多种，主要存在于植物中的有：天竺葵色素、矢本菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素及锦葵色素。自然条件下游离状态的花青素极少见，主要以糖苷形式存在，花青素常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷。

<结构式>：

天竺葵素： 矢车菊色素：

飞燕草素： 芍药色素：

牵牛色素： 锦葵色素：

<简介>：

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属类黄酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。花青素存在于植物细胞的液泡中，可由叶绿素转化而来。在植物细胞液泡不同的pH值条件下，使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。秋天可溶糖增多，细胞为酸性，在酸性条件下呈红色，所以叶子呈红色是花青素作用，其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性，可用

分光光度计快速测定，在碱性条件下呈蓝色。花青素的颜色受许多因子的影响，低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。

<来源植物>：

花青素类色素广泛存在于所有深红色、紫色或蓝色的蔬菜水果，比如钙果、葡萄、黑莓、无花果、樱桃、甜菜根、茄子、紫甘薯、血橙、红球甘蓝、蓝莓、红莓、草莓、桑葚、山楂皮、紫苏、黑(红)米、牵牛花等植物的组织中。 葡萄皮是花色苷类色素的主要原料，其他属于此类色素并具有开发前景的有胡萝卜素、高粱红色素、山楂红色素、黑米红色素、牵牛红色素、鸡冠花红色素，越橘红色素。

<基本性质>：

花青素具有不稳定性，易溶于水和乙醇、甲醇等醇类化合物，在pH不大于3的酸性条件下稳定。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值的变化而变化，pH<7呈红色，pH在7～8时呈紫色，pH>11时呈蓝色。植物花青素多采用酸性的甲醇、乙醇、水等极性溶剂提取。花青素的稳定性受多种因素的影响，还有光照，温度，金属离子，氧化还原剂以及本身的结构特点等因素。

<花青素的药理作用>：

1、预防癌症

癌症也是因自由基毁坏遗传物质 (DNA) 而导致的。借着保护遗传物质花青素将能间接的保护我们对抗癌症。 2、促进血液循环

花青素可以强化毛细血管、动脉与静脉血管，因此，它有消肿化淤的功效。 3、增进视力

医学临床报告显示蓝莓中的花青素可促进视网膜细胞中视紫质的再生成，可预防重度近视及视网膜剥离，并可增进视力。 4、口服的皮肤化妆品

花青素在欧洲，被称为“口服的皮肤化妆品”，可防止皮肤皱纹的提早生成，是目前自然界最有效的抗氧化物质。 5、改善睡眠

花青素具有深入细胞保护细胞膜不被自由基氧化的作用，具有强力抗氧化和抗过敏功能，能穿越血脑屏障，可保护脑神经不被氧化，能稳定脑组织功能，保护大脑不受有害化学物质和毒素的伤害。这一作用就证明了为什么人们服用了花青素后总说头脑大为清醒，睡眠得到彻底改善的根本原因。

6、有效地清除超氧阴离子自由基O2，一，保护和稳定维生素C 7、抑制脂质氧化

<花青素的应用>：

医用保健应用

花青素由于其卓越的抗氧化能力，它可以清除人体内致病的自由基，减缓细胞死亡和细胞膜变性，从而延缓衰老 。而且花青素还能通过抑制酶的活性来降低血压，达到防止中风、偏瘫的作用。并且花青素能通过降低胆固醇水平，减少血管壁上的胆固醇沉积，通过提高血管壁弹性而达到降压的功能，在预防和治疗心血管疾病中发挥越来越大的作用。马亚兵等人发现原花青素具有保护糖尿病机理和主动脉的作用 ，此外，国内很多研究证实，花青素对多种癌变如乳腺癌、皮肤癌等都有不同程度的抑制作用。 皮肤保健和美容应用

在欧美等国家花青素享有“皮肤维生素”、“口服化妆品”的美誉。它可以维护皮肤胶原合成，抑制弹性蛋白酶，从而减少皱纹产生；花青素可抑制络氨酸酶活性，具有防晒美白的作

用；花青素具有的多羟基结构使它在空气中易吸湿，且能与多糖、蛋白质、脂类(磷脂)、多肽等复合，从而达到保湿收敛皮肤的效果。 花青素食品应用 随着科技的发展，人们对食品添加剂的安全性越来越重视，天然添加剂的开发利用已成为添加剂发展使用的总趋势。花青素在食品中不但可作为营养强化剂，而且还可作为食品防腐剂代替苯甲酸等合成防腐剂，并且可作为食品着色剂应用于平常饮料和食品，符合人们对食品添加剂天然、安全、健康的总要求 。

<花青素的提取>：

目前针对花青素的提取办法很多，包括：1有机溶剂萃取法、水溶液提取法、超临界流体萃取法、微波提取法、超声波提取法、微生物发酵提取法、加压溶剂萃取、亚临界水提取技术等。这里介绍溶剂提取和加压溶剂提取。 溶剂提取：

溶剂提取是花青素的常规提取方法，溶剂多选择甲醇、乙醇、丙酮、水或者混合溶剂等。为了防止提取过程中非酰基化的花青素降解，常在提取溶剂中加入一定浓度的盐酸或者甲酸，但在蒸发浓缩时这些酸又会导致酰基化的花青素部分或全部的水解。另外，对于提取物中可能含有脂溶性成分的样品，需采用有机溶剂如正己烷、石油醚、乙醚等进行萃取。传统的溶剂提取方法提取时间长，生产效率较低，且热溶剂容易造成花青素降解以及生理活性的降低。国外提取花青素的传统方法是采用低温(4～8℃)或者常温(25℃)避光条件下1％HCl甲醇溶液浸提16～20 h，或者采用0．5％、1％的三氟乙酸的甲醇溶液，4℃条件下浸提24h。考虑到食品中残留甲醇的毒性，也有用1％的HCI乙醇溶液代替甲醇溶液。另外为了避免酰基化的花青素的水解，也可选择弱酸如酒石酸、柠檬酸代替盐酸。而国内则多采用热溶剂(50～70℃)浸提1～2 h的方式，溶剂可选择不同浓度的醇溶液或酸化的水溶液花青素的纯化：目前，花青素的纯化多采用液相萃取、固相萃取、薄板层析、柱层析、酶法、离子交换法、大孔树脂法、膜分离和综合技术法等。其中大孔树脂吸附是近年来花青素提纯最常用的方法之一，而新的纯化方法例如高速逆流色谱应用、电泳法还处于起步发展阶段，但其方法的创新性与优越性不容置疑。 加压溶剂提取：

加压溶剂萃取，又称加压液体萃取、快速溶剂萃取，它是通过外来压力提高溶剂的沸点，进而增加物质在溶剂中的溶解度以及萃取效率的。目前PSE技术对于食品中功能成分的提取主要集中在类黄酮、酚类物质以及其他抗氧化活性成分的研究上。该技术在花青素的提取方面也有报道。Arapitsas等人采用此技术优化了紫甘蓝中花青素的最佳提取工艺，最佳参数为：样品2．5 g，温度99℃，提取时间7 min，溶剂为V(水)：V(乙醇)：V(甲醇)=94：5：l。

<花青素的纯化>:

纸层析，花青素传统纯化方法是纸色谱，该方法具有快速、设备简单等优点。常用的展开剂有V(丁醇)。V(乙酸)：V(水)=4：1：5，y(正丁醇)：V(2mol／L HCI)=1：1，V(乙酸)：V(浓HCl)：V(水=15：3：82，1％盐酸，V(浓HCI)：V(水)=3：97等， 可采用单向或者双向、上行或者下行方式进行展开，展开后剪下色斑，以酸化甲(乙)醇洗涤、浓缩，即可得到样品。

膜分离：膜分离是1960年代后迅速崛起的一门分离新技术。Woo等人对酸果蔓加工副产品中的花青素进行粗提后，采用超滤技术纯化、反渗透和真空浓缩后，得到0．11％(干重)的花青素。Patil人等利用超滤、反渗透和渗透膜蒸馏联用技术对天然植物提取物中的花青素进行了分离和浓缩，最终结论为，与单个膜过滤过程相比，联用技术可大大提高花青素的浓缩效率，花青素的浓度可由40 ug／mL提高到9．8 mg／mL。

<花青素的合成>：

植物花青素分子的一个芳香环及其C3。侧链来自苯丙氨酸，其它部分由乙酰经聚酮酐途径而产生，花青素在细胞质合成后被转移至液泡内。指出，巨峰葡萄花青素含量的变化与苯丙氨酸解氨酶活性呈极显著的指数相关，而其含量却与PAL活性呈线性关系。戊糖代谢中莽草酸既能在PAL作用下生成花色素，又能变化成苯丙氨酸形成蛋白质，由苯丙氨酸到花青素大致经历三个阶段：苯丙氨酸生成香豆酰——香豆酰转化为二氢黄酮醇——多种花青素的合成。许多成果表明，可通过调控花青素的合成改变植物花色、果色与叶色，部分与花青素生物合成相关的结构基因与调节基因均已实现分离或克隆。

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