试论天然色素提取及海藻中的天然色素

【摘要】近年来，随着经济的飞速发展和人民生活水平的提高，天然色素以其健康、安全的特点，将越来越受人们的欢迎。本文主要探讨了天然色素的特点、分类以及提取方法并对海藻中的天然色素进行了详细的探讨，以供大家参考借鉴。

【关键词】天然色素；提取方法；海藻

引言

天然色素是由天然资源获得的食用色素。主要从动物和植物组织及微生物（培养）中提取的色素，其中植物性着色剂占多数。天然色素不仅具有给食品着色的作用，而且，相当部分天然色素具有生理活性。我国天然色素行业经过多年的努力，已有了长足发展，天然色素新品种不断增加，目前已成为世界天然色素产销大国。

1、溶剂提取法

根据原料中各种成分在溶剂中的溶解性，选用对活性成分溶解度大、对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从原料组织内溶解出来的方法叫溶剂提取法。溶剂提取法分冷提法和热提法两种

1.1.1冷提法。（1）浸渍法。本法简单可行，但浸出率低，如用水注意防腐；（2）渗漉法。上、下形成浓度差，浸出效果优于浸渍法。

1.1.2热提法。（1）煎煮法。我国最早使用的传统浸出方法，适用于水提取。（2）回流法。适用于有机溶剂提取，过滤回收溶剂。（3）连续提取法。中途不需过滤，溶剂用量少。

1.2超临界流体萃取法

超临界流体萃取法技术就是利用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取出某些有效组分，并进行分离的一种技术。

可作超临界流体的气体很多，如二氧化碳、乙烯、氨、氧化亚氮、二氯二氟甲烷等，通常使用二氧化碳作为超临界萃取剂。应用二氧化-碳超临界流体作溶剂，具有临界温度与临界压力低、化学惰性等特点，适合于提取分离挥发性物质及含热敏性组分的物质。但是，超临界流体萃取法也有其局限性，二氧化碳-超临界流体萃取法较适合于亲脂性、相对分子量较小的物质萃取，超临界流体萃取法设备属高压设备，投资较大。

1.3超声波提取法

超声波提取法是采用超声波辅助溶剂进行提取，声波产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用，破坏植物的细胞，使溶剂渗透到细胞中，缩短提取时间，提高提取率。超声波提取法具有以下几方面的优点。

（1）提取效率高。超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形，提取率比传统工艺显著提高达50―500%。

（2）提取工艺运行成本低，综合经济效益显著。

（3）操作简单易行，设备维护、保养方便。

1.4微波提取法

微波萃取是利用电磁场的作用使固体或半固体物质中的某些有机物成分与基体有效的分离，并能保持分析对象的原本化合物状态的一种分离方法。微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波。

微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大特点，这决定了微波萃取具有以下特点：

（1）试剂用量少，节能，污染小。（2）加热均匀，且热效率较高。传统热萃取是以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量，而微波萃取是一种“体加热”过程，即内外同时加热，因而加热均匀，热效率较高。微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯度，且加热速度快，物料的受热时间短，因而有利于热敏性物质的萃取。（3）微波萃取不存在热惯性，因而过程易于控制。基于以上特点，微波萃取常被誉为“绿色提取工艺”。

2、天然色素的主要问题和发展现状

天然色素的开发与应用己成为各行业科技工作者普遍关注的课题。人们试图从各种动植物资源中获取天然色素，同时探索其生理活性，来缓解并解决由合成色素所带来的各种问题。但是由于天然色素色泽不稳定，在其使用过程中容易受各种因素（如光照、温度、氧化、pH值、介质极性、金属离子、添加剂等）的影响而发生褪色、变色等方面的变化，而影响其着色效果，严重制约了天然色素代替人工合成色素的进程。

3、海藻中蕴含的天然色素

相关藻类学家依据形态学和细胞学等，分别把藻类归属于十一个门类。它们依次是蓝藻门、硅藻门、甲藻门、隐藻门、轮藻门、裸藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门、金藻门和黄藻门。藻类细胞中所含有色素的成分也是非常复杂。

3.1各类海藻中所含色的基本概况

（1）蓝藻门。色质区主要由类囊体及其有关结构，藻胆体和糖原颗粒等所组成，主要有叶绿素a、藻胆素、胡萝卜素、类胡萝卜素等光合色素。另外，还含有两种蓝藻类特有的色素，即蓝藻藻蓝蛋白和蓝藻藻红蛋白。（2）红藻门。藻体含有叶绿素a、叶绿素d、叶黄素和胡萝卜素，以及大量的藻红蛋白和藻蓝蛋白，常因各类色素的含量不同，使藻体出现不同的颜色，鲜红或粉红，紫，紫红或暗紫红色等。（3）隐藻门。隐藻的光合作用色素有叶绿素a、c，β-胡萝卜素等。还有藻胆素。色素体1-2个、大形叶状。隐藻的颜色变化较大。多为黄绿色，黄褐色，也有蓝绿色、绿色或红色的。（4）甲藻门。光合色素为叶绿素a和c，β-胡萝卜素，叶黄素类为硅甲藻素、甲藻黄素、新叶黄素 及甲藻所特有的多甲藻素。由于黄素类的含量比叶绿素的含量大4倍，因此，载色体常呈黄绿色、橙黄色或褐色（5）金藻门。金藻类的光合色素含有叶绿素a和c、β-胡萝卜素和墨角藻黄素几种叶黄素。叶绿素含量少，胡萝卜素及叶黄素含量较多，因此，载色体呈黄绿色、橙黄色或褐黄色。（6）黄藻门。黄藻类色素体黄绿色，光合色素主要成份是叶绿素a、c、e、β-胡萝卜素和叶黄素。叶黄素主要是硅甲黄素，没有金藻和褐藻所含的墨角藻黄素，无隔藻属还含有叶绿素c。（7）硅藻门。硅藻的光合作用色素主要有叶绿素a、c1、c2以及β胡萝卜素，岩藻黄素、硅藻黄素等。色素体呈黄绿色或黄褐色，形状有粒状、片状、叶状、分枝状或星状等。（8）褐藻门。俗称褐藻。细胞内含有叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、墨角藻黄素和大量的叶黄素等。藻体的颜色因所含各种色素的比例不同而变化较大，有黄褐色、深褐色。（9）裸藻门。裸藻门，除胶柄藻属外，都是无细胞壁，有鞭毛，能自由游动的单细胞植物，细胞内有许多载色体，其内含有叶绿素a和b、β-胡萝卜素和三种叶黄素。（10）绿藻门。包含有约8000个物种，大部份都是水生光合真核生物和陆生植物（苔藓植物和维管植物）一样，光合作用色素是叶绿素a和b；和β胡萝卜素及几种叶黄素。（11）轮藻门。轮藻门的色素和贮存物质与绿藻门相似（因此，有的藻类学家将轮藻列入绿藻门，作为轮藻纲），但轮藻类的营养体及生殖方式比较复杂，同绿藻门区别较大。可见，藻类细胞所含色素成分相当复杂， 但总体可归纳为叶绿素、胡萝卜素、叶黄素和藻胆素四大类。

3.2海藻中天然色素的研究现状和发展前景

虽然天然色素在藻类细胞中的含量是相当丰富的，可是现在从海藻当中直接进行天然色素的提取的研究与开发，显然还是非常少的。

作为生命的摇篮的海洋，包含了地球上百分之八十的生物资源。作为人们得以继续生存和发展的最后的空间，如今已经成为了全世界关注的焦点。近年来，海藻作为天然色素研究和开发的重要资源，人们通过利用盐田和滩涂开展了大规模的养殖，未来将具有非常大的发展潜力。

4、结束语

综上所述，天然色素行业只要在工艺上进行改进，减少产品杂质，提高纯度；珍惜和培养专业技术人才，搞好产品的应用开发，就能够满足各行业的需要，进一步推动天然色素行业的发展。

参考文献

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[2]张鸿发.海带中叶绿素的研究[J].食品添加剂、辅料特辑/食品工业基料，2001， （3）.