色素
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第310页（3721字）
果蔬中的色素可分为水溶性色素和水不溶性色素两类，水溶性色素主要是类黄酮化合物，水不溶性色素主要有类胡萝卜素和叶绿素。第一篇着色剂一节中已列出14种天然色素制品，本节内仅重点作分类介绍。
(一)类黄酮化合物
类黄酮系色素包括黄酮类、花色素类、查耳酮类和多酚类等。黄酮为2－苯基色原酮，其羟基化合物以游离形态或以糖苷形态广泛分布于植物界，特别是3－羟基化合物黄酮醇是植物中常见的成分。黄酮与黄酮醇的C2～C3双键饱和的产物分别称为黄烷酮和黄烷醇，植物中也多见。
1．黄酮系色素
(1)黄酮和黄酮醇 这类化合物为淡黄色结晶，难溶于水，可溶解于热醇。黄酮和黄酮醇多含于花冠或叶中，尤其是果皮或种子中。柠檬汁中有一种能抑制毛细血管通透性的物质，即维生素P，其主要成分是橙皮苷(Hesperidin)。
槲皮黄素是分布最广的黄酮醇，存在于苹果、梨、柑橘、洋葱等中。芹黄素含于芹菜叶中。宜昌橙黄素、鼠李黄素含于鼠李属果实中等。
(2)黄烷酮和黄烷酮醇 这类黄酮化合物是黄酮或黄酮醇的吡喃酮核双键被饱和的产物，为无色结晶，熔点比相应的黄酮或黄酮醇低，以游离形态或糖苷形态含于树皮、花冠和果皮等部位。
黄烷酮类色素主要有：
①柚苷配基即5，7，4′－三羟黄烷酮，以柚皮苷含于甜橙、葡萄柚等果皮中，与其结合的鼠李－葡萄糖亦称新陈皮糖。
②橙皮素以橙皮苷(Hesperidin)即7－鼠李葡糖苷，含于柠檬、柑橘等果皮中。在柑橘属水果中，白皮层中多含柚皮苷，表皮多含橙皮苷。
③甘草黄素糖苷为4－葡糖苷，含于甘草中。
(3)异黄酮 异黄酮是黄酮侧位苯基移至3位的产物，为无色或微黄色结晶，最多见于豆科，其次见于鸢尾科。主要有大豆黄素(Daidzein)，其苷为7－葡糖苷，含于大豆中。大豆黄素在豆科植物中广泛分布，有抗乙酰胆碱作用，具有镇痉作用。此外还有甘草异黄酮(Licoricone)，为我国东北产甘草的成分。
2．花色素类
花色素系色素是广泛分布于植物界的红至紫色调的色素，特别是水果和菠菜中含量较高，不仅含于花中，还存在于植物的根(如红萝卜)、叶(紫苏、红叶)、果皮(葡萄、茄子)、果汁(葡萄)和种皮(如黑豆)等部位中，是构成果蔬色泽的重要成分。
花色素系多为糖苷类，经水解分成总称为花色苷配基(花色素)的非糖部分和糖部分。目前已确认的花色素(Anthocyanidin)仅有6种，分别是花葵素(Pelargonidin，别称天竺葵色素)、矢车菊色素(Cyanidin，别称花青素)、翠雀素(Delphinidin，别称飞燕草色素)、芍药素(Peonidin)、牵牛花素(Petunidin)和锦葵色素(Malvidin)。
花色素的主要性质如下：
①花色素为花色
的衍生物，具有阳离子的性质。花色素易溶于水，但色调易受pH影响，在酸性条件下呈红色，碱性条件下变为暗蓝色。辣椒色素和藏花素等类胡萝卜素在酸碱作用下并不变色。这是两类色素的根本区别。
②花色素不稳定，除pH外，金属离子也会改变花色素的色调，例如花色素遇铁变成灰紫色，遇锡呈紫色。
③花色素不耐光热，遇光或加热时容易变色。其他如抗坏血酸、酚酶等都会使花色素退色。由于花色素易氧化、还原，分解时生成不溶性的褐色物质，因此在加工过程中应注意护色。
(二)类胡萝卜素
类胡萝卜素是以胡萝卜的色素胡萝卜素(C40H56)为代表的植物色素，基本构架是异戊二烯(Isoprene)，以多个连续的共轭双键为发色团。双键数增多，吸光性增强，颜色从黄色变为红色。双键位置多为反式，从反式转为顺式时颜色变浅。类胡萝卜素分有烃、醇、酮、酸各种类型。类胡萝卜素为橙色、红色或黄色结晶。脂溶性的不溶于水，微溶于醚、醇中。具有羟基的类胡萝卜素较为稳定。
各类果蔬中的类胡萝卜素含量以无水物计，从极微量到0．1%左右。多存在于叶中，亦含于果实(番茄、西瓜、南瓜、辣椒、柿子、桃、李)、种子(玉米)和根(胡萝卜)中。
1．烃类
烃类包括α～δ各种胡萝卜素、番茄红素和八氢番茄红素。
(1)胡萝卜素(Carotene) C40H56，有α、β、γ三种异构体，惟α－胡萝卜素具有旋光性，暗红色结晶，广泛含于胡萝卜、南瓜、柑橘果皮及其他果蔬内。棕榈油中含0．06%，通常α、β、γ共存，以β体最多。
(2)番茄红素 C40H56，为褐红色结晶，存在于番茄、西瓜、柿子、杏的果肉及胡萝卜根内。
2．醇类
(1)叶黄素 C40H56O2，呈黄色柱状结晶，多含于植物叶中。
(2)玉米黄素 C 40H56O2，橙红色结晶，含于玉米种子、辣椒果皮、柿果肉、酸橙果皮和果汁中。玉米黄素经光氧化同时生成β·紫罗酮。
3．酮类
辣椒黄素(Capsanthin)，C40H56O3，红色针状结晶，以软脂酸、硬脂酸等的酯类含于辣椒等植物中。
4．酸类
(1)藏花酸 C20H24O4，有顺式和反式两种结构，红色板状结晶，以二甲酯及二龙胆糖双糖酯芷花素(Crocin)与胡萝卜素、番茄红素同含于番红花中。
(2)胭脂素 别称胭脂树橙，C25H30O4，红紫色板状结晶。据认为胭脂素是番茄红素氧化切断的产物。
类胡萝卜素在果蔬加工过程中一般不易被破坏，但在光照下或发生氧化作用时，会发生某些变化，主要有：
①顺－反异构化：类胡萝卜素多为反式的多烯结构，当在加酸和光照情况下受热时，可能发生反至顺式的转化，成为顺式结构，在此情况下不会影响色调。
②氧化作用：类胡萝卜素发生氧化作用时会产生退色。
(三)叶绿素
叶绿素是卟啉化合物的衍生体。卟啉(Porphyrine)是由4个吡咯核在其α位上通过－CH=所连接的大环状核。当卟啉核的中央结合镁(Mg)时成为叶绿素，结合铁(Fe)时为血色素，结合钴(Co)时则为维生素B12，又称氰钴胺素。叶绿素为叶绿素a(C55H72N4O5Mg)和叶绿素b(C55H70N4O6Mg)的混合物，可以用溶剂和色谱分离。叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。两者的主要区别在于叶绿素a结合甲基(－CH3)，叶绿素b结合醛基(－CHO)，叶绿素a、b均为非晶形，不溶于水。
叶绿素具有两个羧基，一个组成甲酯，另一个组成叶绿醇酯。许多绿色植物中存在叶绿素酶(Chlorophyllase)，叶绿素在叶绿素酶的作用下水解，游离成叶绿醇，又称植醇(Phytol)。叶绿醇(C20H39OH)为异戊间二烯醇化合物，与类胡萝卜素有关。叶绿素分子中Mg的结合在碱中稳定，当有Mg存在时均呈绿色。但在果蔬加工中，叶绿素会变褐色，主要原因是由于在酸性环境下，由H+取代了卟啉核中的Mg2+，失去镁后生成脱镁叶绿素。
在光照作用下，叶绿素会由于光化学反应而发生氧化，引起退色现象。