1、 黑豆红色素的研究进展2010-2011学年第2学期食品添加剂课程论文 学号： 20084061525姓名： 王瑞峰班级：五班专业：食品科学与工程组别：4 着色剂教师：唐彦君得分摘要10内容40先进性15排版10出勤15测试10总分摘 要 天然食品色素是最近20多年来受到广泛关注的一类食品添加剂。黑豆红色素是从黑色大豆种皮中提取的花色苷类色素，是一种安全、无毒的天然食用色素，具有抗氧化作用、延缓衰老作用、保肝作用、抗肥胖、降血脂等重要的生物活性。目前，黑豆红色素的提取方法主要有：盐酸乙醇提取法、微波提取法、超声波辅助法等，应用大孔吸附树脂春花工艺进行精制。黑豆红色素包括矢车菊素3葡萄糖苷、飞燕
2、草素3葡萄糖苷和矢车菊素3半乳糖苷三种花色苷，主要着色成分为矢车菊素3半乳糖苷。黑豆红色素已经列入我国食品添加剂（GB27601996）。本文着重论述了黑豆红色素的化学结构、理化性质、生物活性以及发展前景。关键词 黑豆红色素；化学成分；生物活性；一 概述黑豆（black syabean）是豆科大豆属植物大豆（glycine max var.Merr.）的黑色种子。黑豆营养丰富，含蛋白质45.7%、粗脂肪15.6%（其中不饱和脂肪酸83.0%）、多糖12.95%、膳食纤维10.2%，含有锌、铜、镁、硒、磷等多种矿物质及丰富的维生素（其中VE 17.36）和色素等。黑豆中必需氨基酸种类齐全、比例合
3、适、数量充足，有很好的氨基酸平衡，不仅具有极高的营养价值，而且具有保健功能，被国家卫生部列为“既是食品又是药品”的农产品之一。从黑豆皮中提取的黑豆红色素是一种天然色素,其主要成分为花色苷，该色素无毒,食用安全,在酸性条件下，其对热的稳定性好,不仅适合于许多食品以及肉类加工的着色，而且其本身也具有多种生理活性功能。我国 黑豆植物资源相当丰富，由于近年来高含量的黑豆红色素的国内外需求量不断加大,其市场 价格也逐年攀升。所以以黑豆种皮为原料开发其新的提取工艺,降低生产成本,提高其含量， 具有良好的社会效益与经济效益。随着人们保健意识的增强和对食品安全性要求的提高，合 成色素的使用越来越受到限制，天然
4、色素的发展日益得到重视，红色素色泽鲜艳自然、安全、 无毒,且具有一定营养和保健功效，在食品、化妆品、医药方面已显示出巨大应用潜力。而 目前市场上的红色素主要来自资源稀少的紫葡萄皮、黑米、黑豆、草莓等,紫心甘薯的兴起 为红色素的产业化发展提供了重要的原料基础。联合国食品添加剂专家委员会分析了花色苷类化合物的相关毒理学资料，其中含生殖毒性、致诱变性与致畸形等，得出“含有花色苷的提取液毒性很低”这一结论。具研究发现：动物在使用了大量的花色苷后，他的体重和一些器官的重量（如肾上腺、肝脏、甲状腺等）均会有一些下降。色泽是食品最重要的感观性状之一，往往会给消费者带来极大的视觉冲击。某些天然食 品虽固有颜色
5、，可在一定程度上满足人们的视觉，但因天然食品的颜色受光、热、氧以及加 工处理过程的影响，有时会失去其天然色泽，不仅使人们产生食品变质的错觉，而且还降低 了商品价值。因此，为了使食品的外观色泽均匀一致，就必须利用各种食用色素来改善食 品的感观性状，提高产品的商品性。食用色素是食品添加剂的重要组成部分，不仅广泛应 用于食品工业以全面改善食品的外观和色泽，而且还广泛应用于医药和化妆品行业。 二 理化性质及作用机制1黑豆红色素的制备黑豆皮破碎提取抽滤真空浓缩冷冻干燥成品。当前常用的提取方法主要有：盐酸乙醇提取法。微波辅助提取法和超声波辅助提取法。2化学结构 黑豆红色素为花色苷类色素，包括矢车菊素3葡萄
6、糖苷、飞燕草素3葡萄糖苷和矢车菊素3半乳糖苷三种花色苷。现已证实其主要着色成分为矢车菊素3半乳糖苷，分子式为,相对分子量为449.39。分子式如图如果R=葡萄糖， =H时为矢车菊素3葡萄糖苷，=OH时为飞燕草素3葡萄糖苷，如果R=半乳糖、=H时为矢车菊素3葡萄糖苷。3理化性质（1）溶解性 黑豆红色素为水溶性色素，易溶于水、稀酸、稀碱、稀乙醇，不溶于无水乙醇。丙酮、石油醚、笨、甲苯、等有机溶剂。（2）酸碱性及吸收光谱pH的影响比较明显，黑豆红色素在酸性条件下稳定，pH5时呈红色，随pH增大，颜色由浅变深，最后转为深褐色。可能是在碱性条件下，花色苷元发生分子结构的改变。黑豆红色素在不同pH值下吸收
7、光谱各异，随着酸碱度的变化吸收峰也跟着变化，ph=24范围内=514nm，ph=1012范围内=410nm。用ph3.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液配制色素溶液，用-2401PC紫外可见光光度计进行扫描后，建议528nm作为黑豆红色素吸收度的检测波长。（3）金属离子影响金属离子K、Na、Mg、Fe离子对黑豆红色素没有影响，Ca、Zn、Cu离子对色素有保色、增色作用，Fe离子对黑豆皮红色素的影响最大，有破坏作用，在储存或使用时应避免与Fe接触。4黑豆红色素的生理功能黑豆红色素的主要成分花色苷作为类黄酮化合物，具备类黄酮的一般生理功能作用，比如预防心血管疾病、抗氧化性已经预防癌症等等。一下为黑豆红色
8、素已知的一些生理功能：调节血脂、抗氧化作用、防癌作用、抗突变、肝解毒作用等。（1）抗氧化作用1抑制脂质过氧化作用，清除自由基活性。花色苷作为类黄酮化合物也具有较高的清除自由基能力。日本学者采用esr技术测出了翠花苷清除自由基的能力，发现可以直接清除次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶产生的超阴氧自由基，其活性相当于（143+8）SOD当量活性/mg（2） 体内抗氧化作用人类衰老与癌症和体内产生大量活性氧而导致相应的过氧化作用有关，因此如何抑制此类过氧化作用成为人们的研究的重点。日本学者木木村由里子研究表明，膳食中添加花翠苷和PQ能明显抑制因为PQ引起体重增加量的下降，同时还能抑制随着PQ上升的肝脏脂质过氧化物
9、水平与动脉硬化指数的增加。（3）抗突变活性有研究表明，当变异原前躯体的活性化酶发生阻碍时可以引起花色苷的抗异原活性。有一种紫色的红薯对减少突变诱导物诱导的可逆性突变效果非常好。有学者从这种紫红薯中分离得到两种色素，其中的一种35花青素苷，抗致突变能力很强，比甲基花青素取代物还强。经脱氨后，该化合物活性不受影响。（4）抗肿瘤与癌症作用矢车菊素3半乳糖苷等花色苷类物质经实验表明它具有抑制氨基氟、苯比等的变异活性、降低姐妹链基因交换以及修复人血液中淋巴球的作用。有研究表明花青素能抑制体外人肿瘤细胞的生长。（5）抗炎作用研究发现：花色素苷可以降低诱生型NO合酶的活性并且通过MAPK途径的活化来抑制诱生
10、型NO合酶蛋白的表达。常吃樱桃可以减轻关节炎和疼痛那是因为酸樱桃中的花色苷具有抗炎作用。有学者从酸樱桃中分离得到了花色苷与它的糖苷配基矢车菊色素，发现具有抗炎作用，且阿司匹林的抗炎活性都比矢车菊色素的抗炎活性比要低。（6）改善肝功能近年来，有报道花色苷类化合物具有较好的肝解毒作用。例如日本一学者发现富含花色苷的红薯汁可以减轻CCl4肝中毒的作用。他对45名自愿者进行了摄食红薯汁的实验然后测定这些人群血清中GOT、y-GTP和GPT在设施前后的不同。结果发现，这些指标的健康人群中都没有什么明显变化，而在肝功能障碍者中发现，连续摄入红薯汁45天后，上述这些指标的水平都会又较明显的下降。由此可见，经
11、常使用花色苷类物质的食物或饮品对具有肝功能障碍的人群有利。（7）抗病毒作用日本研究小组发现黑加仑提取物对A型流感、B型病毒具有很强的抑制作用。黑加仑提取物中富含大量的如矢车菊素、飞燕草素、甲基花青素等花色苷类化合物。采用黑加仑提取物的稀释液与A型流感或B型病毒混合放置30分钟，抑制率达95.2%99.8%。同时他们还发现该提取物对孢疹病毒也具有很强的抑制作用。三 应用范例黑豆皮是清凉性滋养强壮药。能养血疏风，有解毒利尿，明目益精之功效。可治疗阴虚烦热，盗汗，眩晕，头痛，风痹等症。日本科学家研究证实，黑豆色素和黑豆多糖有较强的抗氧化作用，能抑制氧自由基的生成，有较好的防癌抗癌作用。黑豆皮色素作为
12、天然色素广泛应用于医药、食品、化妆品等的着色，GB2760-2007规定其适用范围为糖果、糕点上彩装、果蔬汁（肉）饮料、风味饮料（包括果味饮料、乳味、茶味及其他味饮料）（仅限果味饮料）、配制酒，最大使用量为0.8g/kg。目前已在葡萄酒和营养醋中得到应用。有研究表明，从黑豆皮中提取的花色苷，不仅是着色剂，而且是黑豆中起保健作用的功效成分。他不仅改善毛细血管微循环的效果，而且抗疲劳的效果也十分明显。黑豆红低度纯粮酒：以低度纯粮白酒为基础，加入一定量的黑豆红色素配制而成。成品酒色为紫红色、酷似红葡萄就，又有白酒风味。黑豆红保健饮品：以黑豆红花色苷和米醋作为功效因子制成的保健饮品，色调为紫红色，酸甜
13、适口。黑豆红方糖：以黑豆红为功效因子，经精心设计配方制作成的方糖，既可直接食用，也可放入饮料中，自制一杯色调为宝石红色、酸甜可口的饮品。四 发展趋势以天然着色剂取代合成着色剂是今后食品工业发展趋势，开发实用、高效、成本低廉的天然着色剂将是着色剂研究的重点。我国黑豆资源丰富，黑豆红色素的提取工艺简单。黑豆红色素已经列入我国食品添加剂（编号GB12493-1990，代码08.114），作为我国48种天然食用色素之一，广泛用于食品加工、医药保健品、化妆品行业。虽然实验室小试已积累了大量数据，但有关中试开发、分子结构鉴定及其生物活性、药理作用的研究很少，还有大量的工作要做，为其规模化生产，进一步开发其
14、药用价值，发挥黑豆及黑豆红色素的更大作用积累数据。黑豆红色素的开发。研制为黑豆皮的综合利用提供一条新途径，天然黑豆红色素安全无毒，可代替不服合成食用色素食用，利于人民建档，造福社会。随着对食品安全性的重视及研究的深入，发现许多天然物质也有很强的毒性，因此，在确定试用某种天然着色剂时仍要通过毒理、诱变、致癌等检验，黑豆红色素作为天然着色剂，具有其特有的优势，短期内仍将有很好的发展。参考文献1 丛建民.黑豆的营养成分分析研究J.食品工业科技.2008（4）：262-2652 陈颖，徐薇.黑豆主要营养成分分析J.安徽农业科技，2008,36（34）：14928-149293 郭兴凤，陈定刚，严秋丽.
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