花色苷的概述
花色苷(Anthocyanin)是一類人們非常熟悉的天然水溶性食用色素，廣泛的分布在自然界中，全部的高等植物幾乎都可以合成出花色苷。水果、花朵、和蔬菜所呈現出的絕大多數的紅色、藍色、黃色和紫色都是因為它才表現出來的，正是因為它才使大自然呈現出多姿多彩、五彩繽紛的景色。花青素又稱“花色素(Anthocyanidin)”，它與糖基以糖苷鍵的形式結合所形成的則被稱為花色素苷或花色苷，花色苷是花青素的衍生物，是黃酮多酚類化合物。人工合成色素對人體傷害很大因此被世界衛生組織禁止使用，作為天然食用色素的花色苷因為資源豐富、安全、無毒近年來引起人們的高度關注，又因為它還具有一定的營養價值和藥理功能，故在食品、醫藥和化妝品領域都有巨大的套用前景。它在歐美等國家享有“口服化妝品”和“皮膚維生素”的美譽 。
花色苷的產生
花色苷主要存在於植物表皮細胞的液泡中，少量存在於植物的葉片、苞葉根以及莖中。表1列出一些可作為食品的植物中的不同花色苷種類。無論是水果還是花卉，它們的泡液大多為弱酸性或中性。所以研究可知：室溫下，花色苷存在的最適條件為弱酸性水溶液。植物表皮中，含有花色苷的細胞在其存在部位呈不均勻分布，它們以氣孔為起點向四周擴散呈放射狀分布，當氣孔受到外界不同壓力時，對花色苷的形成會產生很大的影響。花色苷一般產生於植物葉片，秋季易形成。當葉綠素因為外界環境發生改變而遭到破壞時它的含量會明顯下降，這時色素也就產生了。花色苷的含量一般會取決於秋季的光照時間、光照強度以及植物體內糖分的多少。當糖分含量越高、光照時間越長、光照強度越大，植物體內的花色苷就會越多，植物體自身所顯現出的顏色也就越鮮艷。另外，葉片中磷酸鹽的含量也會對花色苷的產生造成影響。當葉片中的磷酸鹽大量流失時，花色苷的含量卻會增加。研究表明，花色苷表達的遺傳性較為複雜，它的表達部位受遺傳控制，其中一個基因控制多個部位的表達，在一特定位置的表達水平則由許多其它基因控制，每一個都有不同的效果。一種途徑由莽草酸途徑而形成苯丙氨酸，另一途徑由乙酸鹽合成丙二醯，一個三碳單位。這兩個路徑與查耳酮合成酶相遇，並由此酶催化合成一種中間代謝物查耳酮。隨後，查耳酮經查耳酮異構酶作用形成色素前體苷配基(4，5，7-三羥基黃酮醇)，而後由類黃酮羥化酶使之氧化並攜帶兩分子糖形成花色苷。
花色苷的結構和分類
最初使用花色苷名稱的人是Marguart，他在1835年用來給矢車菊花朵中的藍色色素提取物命名時首先提出來的，現為同類物質的總稱(S.Renand，1992)。最早了解花色苷結構晶體的是Molish(1905)。之後，國內外許多學者們對此做了多方面的研究，其中貢獻最大的要算是Harbone等人。花色素的基本結構為3，5，7-三羥基-2-苯基苯並吡喃，而花色苷為18種天然存在的花色素的糖苷化合物，是2-苯基苯並芘或黃釒羊鹽離子的多羥基以及多甲基衍生物。天然存在的花色素的化學結構如圖1所示。花色苷同其它天然黃酮類化合物一樣，具有黃酮類化合物的C6-C3-C6碳骨架，即一個含氧雜環和兩個芳香環以及相同的生物合成途徑，因此，人們也將花色苷認為是黃酮類化合物。不過它與其它天然黃酮類化合物還是有區別的即它可以強烈地吸收可見光。大多數花色素在3，5，7碳位上取代羥基，由於B環各碳位上的取代基不同(羥基或甲氧基)，形成各種各樣的花色素，現在已知的有二十多種。在食品中重要的有六種，矢車菊色素(cyaniding，Cy)、天竺葵色素(pelargonidin，Pg)及飛燕草色素(delphinidin，Dp)以及由此衍生出的其它3種花色素，如錦葵色素(mavlvidin，Mv)、矮牽牛花色素(petunidin，Pt)是由飛燕草色素不同程度的甲基化而來的，矢車菊素甲基化後形成芍藥花色素(peonidin，Pn)。矢車菊素及芍藥花色素表現為紫紅色，天竺葵色素呈現磚紅色，而飛燕草色素、矮牽牛色素及錦葵色素表現藍紫色系。因為花色素本身的酚羥基呈現酸性且它的吡喃環上的氧原子是4價的，具有鹼性特徵，所以酸和鹼都可以與它作用形成鹽。
根據糖結合的方式(結合糖的數量、種類和位置等)的不同花色苷的類型也有所不同。當只結合一個糖時，通常結合於花色素骨架的3位上，而當結合兩個糖時，一般分別結合於3位和5位的羥基處有時也會發生3位和7位的結合。與花色素結合的糖主要有葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和由這些單糖構成的均勻或不均勻二糖和三糖，結合的糖如果是單糖類被稱為單糖苷，如果是二糖或三糖類則會相應地稱為二糖苷或三糖苷。通常在3位羥基上結合的糖可為單糖、二糖或三糖，但在5位和7位上結合的糖多為單糖。一般3-單糖苷、5-雙糖苷、3，5-二糖苷和3，7-二糖苷是最常見的。與花色素以糖苷鍵結合的糖類主要有接骨木二糖、龍膽三糖、芸香二糖、2G-葡糖基芸香二糖（葡萄糖1位的OH和構成芸香二糖的葡萄糖2位的OH之間的脫水產物，以下同）、α-D-半乳糖、α-D-甘露糖、α-D-葡萄糖、α-D-鼠李糖、β-L-阿拉伯糖、β-D-木糖、龍膽二糖、β-D-葡萄糖和2G-木糖基芸香二糖。大部分花色苷與有機酸通過糖以酯醯的結合形式存在。醯化的花色苷就是花色苷被咖啡酸、肉桂酸、阿魏酸、P-香豆酸等有機酸醯化後的衍生物。這些有機酸一般結合在花色苷的3位糖上，有的也會在3位和5位糖上同時結合2個酸。參與糖基醯化的有機酸常見的有P-香豆酸、芥子酸、咖啡酸、蘋果酸、丙二酸、對羥基苯甲酸、阿魏酸、琥珀酸等。花色苷所呈現出來的顏色與連線在其母體C6-C3-C6核上的取代基以及環境有關，它的顏色會因為其在不同pH值條件下其分子構型不同而隨著pH值改變，在酸性條件下它呈現出紅色，在中性或近中性的條件下呈現出無色，在鹼性條件下呈現出藍色。
木樨黃定
木樨黃定（Luteolinidin,Lt）是一種天然花色素，其3、4、5、7、3‘、5‘位的取代基分別是H、OH、H、OH、H、OH。木樨黃定呈橙色，可作為天然色素。1972年，Styles等研究發現秘魯紫玉米品種含有木樨黃定，以及矢車菊素、天竺葵素、芍藥素等花青苷的葡萄糖糖苷物 。
