栀子黄色素

栀子黄色素是从栀子的果实中提取分离出来的一种优良的天然色素，色泽鲜艳、无毒、稳定性较好、染色能力强，并且有清热祛火、凉血利胆、降低胆固醇和抗癌保健等功效。

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栀子黄色素是一种混合色素，其主要成分是类胡萝卜素类的西红花素(crocin)和西红花酸(crocetin)，由于分子中存在多个共轭双键，一方面赋予藏红花素以黄色，但另一方面也是其不稳定的原因之一。除了上述二种主要成分外，还含有以京平二苷为主的环烯醚萜甙。其他杂质还有绿原酸(使色泽发暗)、果胶、蛋白、黏性物质如油酸植物甾醇、脂类。 溶解度：易溶于水、乙醇等极性溶剂，难溶于苯、汽油等非极性溶剂。由于栀子黄色素中的藏花酸为酸性成分，色素在碱性溶液中溶解度较大。
形态：黄色物体，呈液态或者糊状甚至黄色至橙黄色结晶性粉末。
光谱特征：紫外一可见光区内栀子黄色素水溶液有三个吸收峰：238、325、440nm，分别是栀子苷、绿原酸、藏花素和藏花酸特征吸收峰。水溶液在440nm处有最大吸收峰。 1.稳定性好、着色力强
栀子黄色素耐还原性、耐微生物性好，耐光、耐热，pH值在4一11范围内颜色变化很小，对金属离子稳定(除铁离子的不良影响)；染着效果好。
2.安全性及药理活性
1998年卫生部公布是第一批既是食品又是药品的品种名单。栀子黄有清热祛火，凉血利胆，降低胆固醇的作用，具有一定的保健功能，是一种集着色、营养、保健多功能为一体的天然植物色素。栀子黄色素对金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌、淋病双球菌、卡他球菌等有抑制作用，具有抗菌、抗病毒作用；对软组织损伤有消炎止痛效果，具抗炎作用；是我国中药临床治疗黄疸型肝炎的首选药，具有利胆作用。临床治疗急性病毒性肝炎及黄疸性肝炎有效率达80%以上。
3.营养价值
栀子黄色素是一种罕见的水溶性类胡萝卜素，极易被人体吸收，可以补充人体维生素的不足，是一种营养型着色剂。 栀子，又名山栀子、黄栀子、白蟾花、越桃、木丹、卮子，为茜草科常绿灌木。提取色素来源于茜草科(Rubiaceae)植物栀子GardeniajasminoidesEllis及同属多种植物的药用果实，其外形呈卵形或椭圆形，成熟后为金黄或黄红色，在我国古代时已用作中药，明朝李时珍的《本草纲目》中已有详细记载。

图1为栀子果实。

自古以来，栀子花和果实被用作染料，在我国云南少数民族有用栀子染色年糕的习俗，日本民间用栀子提取液染色寿面等。
1.食品行业
传统上，栀子黄色素主要用于面制品的着色，近年来利用其对蛋白质和淀粉良好的染着性，栀子黄色素在糖果、蜜钱、冰琪淋等食品中也得到了比较广泛的应用。在栀子黄色素的综合开发上，目前日本己经将栀子黄色素和栀子蓝色素调配成绿色色素，并获得良好的经济效益。栀子黄色素对蛋白质、淀粉等具有优良的染色能力，可广泛应用于糕点、糖果、面粉、饮料、果冻、饼干、雪糕等各种食品上。
2.印染行业
袭燈等人研究了栀子黄色素对丝調、尼龙织物的染色情况，详细叙述了染色中色调的变化情况，为梔子黄色素在布料染色领域打下了基础。
3.化妆品行业
刘新民讨论了栀子黄色素应用于化妆品中的可行性，认为栀子黄色素己经具备了应用于化妆品行业的条件，并且讨论了其应用于化妆品行业的具体条件和范围。
4.医药行业
栀子黄色素除含色素成分可着色外，又含有一定的和血、活血、祛瘀、止痛、降压等医疗价值极高、售价昂贵的藏红花酸、栀子苷，可应用到药品行业。

热、光、氧气和氧化剂等因素对色素的稳定性都有不同程度的影响。因此，探讨栀子黄色素在不同的条件下稳定性变化的程度和规律，对栀子黄色素的加工、储存、运输及开发应用具有重要的指导意义。
1、pH值：其色调几乎不受环境pH值变化的影响，在pH=3-9的范围内，可保持稳定的黄色。pH=4.0-6.0或8.0-11.0时，比β-胡萝卜素稳定，特别是在偏碱性条件下，黄色更鲜艳。耐光、耐热性在中性或碱性时佳，但pH小于4时热稳定性较差，pH小于5时耐光性减弱。
2、加热：粉末色素在120℃以内比较稳定；液体色素的热稳定性较粉末差，色素在生产加工过程中，温度应控制在80℃以内，时间不超过0.5h，色素的储存以粉末为宜。
3、光线：由于分子中存在多个共轭双键，栀子黄色素对光有一定的不稳定性。在室内避光条件下相当稳定，而在阳光直射下却不太稳定。
4、金属离子：除铁离子外，锰离子、亚锡离子、镁离子、钙离子、铝离子对色素的影响均较小，色素稳定。50ppm浓度的铁离子对色素的色调无明显影响，但加大铁离子浓度，会使色素溶液变成深褐色。
5、常用食品添加剂：常用食品添加剂对色素没有明显影响，与常见食品添加剂混合使用，栀子黄色素相当稳定，在抗氧化剂和防腐剂中表现得更为稳定。
6、杂质：通常栀子黄色素中含有少量绿原酸、栀子苷等杂质，它们严重影响栀子黄色素的着色性能。在实践中发现，当栀子黄色素用于以面粉为主要原料的食品中，常常会出现变成绿色至蓝色的现象，环烯醚萜苷是使面类制品绿变。 1.水浸提法
栀子黄色素含有亲水基团，易溶于水，可采取水浸泡的办法提取色素。水提法通过粉碎、脱脂、浸提、过滤、浓缩，提取20%~50%的浆料。该方法具有工艺简单、投资少、生产成本较低等优点，但该法生产色素纯度低，外观质量差，产品为20%~50%浆料，难以精制，使用价值不大。
2.有机溶剂浸提法
由于栀子黄与京尼平苷都易溶于水和低级醇，所以浸取剂选用醇水混合溶剂。通过在不同温度下，用不同溶剂对栀子黄色素和京尼平苷进行浸取比较发现，常温下用50%(体积分数)的甲醇-水混合溶剂提取效果较好。
3.微波提取法
姚中铭等对栀子黄色素提取工艺进行了研究。改进了传统的浸提工艺，即通过单因素和正交实验确定优化工艺条件；研究了用微波法提取栀子黄色素的工艺条件，采用提取功率210W、500g/L乙醇水溶液为提取剂、提取时间80s、提取级数2级、料液比1：2。色素提取率达98.4%。优于传统工艺。
4.超声波提取法
高丽等人研究了超声波辅助提取栀子色素工艺，与传统浸提工艺相比，该工艺具有提取率高、色价高、纯度高、节省原料、节省时间、常温提取、产品质量好等优点，特别适用于对热不稳定物质的提取。
5.超临界萃取(SFE)法
张德权等在应用CO2SFE技术提取梔子黄色素的研究中着重探讨了超临界状态下浸提压力、温度、时间、CO2流量、挟带剂对栀子黄色素OD值比率的影响，结果表明，高温、高压、添加挟带剂的条件下有利于降低栀子黄色素OD值比率，达到精制的目的。 1.紫外分光光度法
我国分别于1987年、1998年颁布实施了食品添加剂-栀子黄、食品中栀子黄的测定的国家标准。1987年标准中以色价及OD值作为栀子黄质量评价和控制的指标，其中色价的计算是以测定一定浓度栀子黄水溶液在440nm处的吸光度，通过公式A1=A*10/G计算所得的A1即为色价，不难看出色价越高越好，后两个指标越底表示栀子黄色素越纯。其中A1为粉末样品的吸光度，A为测试液的吸光度，G为粉末样品重量(g):OD值=A238/A440，OD值小于04为合格。由于紫外不能准确定量，此方法不能有效的成为栀子黄即藏花素的定量标准。
2.HPLC法
1982年，pfander等人首次采用HPLC测定藏花素，此后国外相继有数例报道对HPLC这一方法进行了改进和完善。王春芳等采用高效液相色谱法测定了山栀子、水栀子中主要色素成分藏红花素的含量，并对色谱峰纯度、色谱峰光谱一致性进行了比较。
1998年标准中用HPLC法以栀子苷作为对照品对栀子黄色素进行定量，但对于栀子黄色素中的主成分西红花苷类，仍缺乏有效的定量标准。 栀子黄作为一种天然的食用色素，国内外对其需求量逐年增长。目前，全球栀子黄色素的总产量不足，需求缺口大，导致价格昂贵。受种植地域适宜性的制约，能够种植栀子的区域有限，在未来相当长的时期内，栀子黄色素紧缺问题恐难有改观，产品供不应求的矛盾将长期存在。