论文题目 天然食用素萝卜红的研究进展
作者姓名 李勇
指导教师 曹红云老师
学科(专业)生物技术及应用（食品方向）
所在学院 生命科学学院
提交日期 二零一一年六月
天然食用素萝卜红的研究进展
院系：生命科学学院 专业：生物技术及应用（食品方向）
学号：********** 姓名：李勇 指导老师：曹红云
【摘要】萝卜红素是可以食用的天然素，本文对萝卜红素的结构、以及物化性质、以及其它功能特性等方面进行介绍，说明了萝卜红素在食品、医药、化妆等等领域里面作为添加剂的重要性以及未来的市场潜力。
【关键词】萝卜红素 天然素 市场潜力
【Abstract】Turnip red pigment is edible natural pigment of radish red pigment, this paper the structure, and chemical properties, and other functional characteristics, explains the red turnip introduced in food, medicine, cosmetic etc inside the importance of as additives and future market potential.
【keywords】Turnip red pigment natural pigment market potential
红萝卜汁
前言
随着社会生产力的不断发展，素经历了天然素到人工合成素又到天然素的发展过程。素作为一种添加剂，在食品、医药、化妆品行业都有着作用。食品的颜直接影响人们的食欲，是商品销售的重要因素之一。因此，为了调整不同原料的颜，控制加工、运输、贮藏过程中颜的变化，保持产品颜的稳定，就不可避免地要添加素。萝卜红素近年来因为其耐热性好、稳定性较高、安全、等等因素在食品等领域中一直作为一种重要的食品添加剂或者是着剂。
1.萝卜的应用价值
萝卜是人们冬季经常食用的蔬菜。每100克萝卜含蛋白质0.8克、脂肪0.1克、食物纤维0.6克、糖类4克、维生素A3微量、维生素B10.03毫克、维生素B20.06毫克、维生素E1毫克、维生素C18毫克、钾178毫克、钠60毫克、钙56毫克、铁0.3毫克、锌0.13毫克、磷34微克，此外还有淀粉酶和氧化酶等人所需的成分，常吃萝卜对人体有益。
萝卜还有一定的药用价值。明代医药学家李时珍的《本草纲目》中记载：萝卜味甘 辛、无毒、化积滞、解酒毒、散淤血。进食萝卜有消食、顺气、化痰、止咳、利尿、补虚等作用。医学研究发现，萝卜具有一定的抗癌功能。萝卜所含的纤维素可提高巨噬细胞吞噬病菌和癌细胞的功能，增强人体的抗癌能力；萝卜含有的淀粉酶能分解致癌物质亚硝胺，从而起到防癌作用；萝卜含有的干扰素诱生剂具有抗病毒感染、激活自然杀伤的细胞活性及抑制恶性肿瘤的作用。生萝卜汁能刺激上消化道细胞诱生干扰素，从而减少患上消化道癌症的机会。
萝卜的种类有很多种，在我国是萝卜栽培的起源地，自古盛行栽培，在公元前400年的《尔雅》一书即已记载、全国各地都有萝卜栽培，而且品种很多。萝卜的种类可依据根形、根、用途、生长期长短及栽培等情况分类。例如依根形可分为长、圆、扁圆、卵圆、纺锤、圆锥等形；依据皮可分为红、绿、白、紫等；依用途可分为菜用、水果及加工腌制等类；依生长期的长短可分为早熟、中熟及晚熟等类；在栽培上一般依收获季节分为冬萝卜、春萝卜、夏秋萝卜及四季萝卜等四类。近年来，嫩萝卜苗也成为萝卜栽培种类之一，受到越来越多消费者喜爱。萝卜红素主要由红心萝卜（胭脂萝卜）中提取。由于萝卜价格低廉，生产量大，因此大批量生产萝卜红素的不是问题。近年来各国对萝卜红
素的研究和生产以及应用都非常重视。
2.合成素与天然素
2.1 合成素：指用人工化学合成方法所制得的有机素。人工合成素具有泽鲜艳、成本低廉、着力强等优点，因而被广泛应用。人工合成素不仅无营养价值，其化学成分本身还对人体有害。
2.2 天然素：是从动、植物组织中或者微生物中提取，这类素安全、无毒，有的还具有一定的营养保健作用。但由于提取成本高、着力差，使用并不广泛。
苏丹红，一种被广泛用于汽油、地板、鞋等产品增增光的人工合成工业染料，国际癌症研究机构IARC将其归为三类致癌物，即动物致癌，经常摄入含苏丹红的食品会增加人致癌的危险。，随着广东亨氏辣椒酱、肯德基新奥尔良烤翅等食品相继被检出含有苏丹红，接着从鸭蛋中也发现了这种人工合成素，国家实施了措施严厉打击这些不法商贩，但是依然有些不法的小家庭作坊的食品加工厂依然在食品中添加此类商品，因此现在国家也越来越重视食品质量检测和加大打击不法商贩的力度。随着近年来合成素的危害被曝光，导致了未来素的发展趋势必然是往天然素方面发展。
3.国内外萝卜红素市场现状
胭脂萝卜又叫红心萝卜。80年代初，涪陵有关部门就开始了从胭脂萝卜里提取红素的研究，却由于工艺不过关，项目不得不下马。1996年，日本一家企业经中国食品添加剂协会推荐，来涪陵考察，要购买10吨萝卜红素。仍由于技术的原因，涪陵与这笔国际买卖失之交臂。1997年开始，涪陵有关部门与天津轻工学院组成了科技攻关课题组，经一年时间，研制出了萝卜红素粉末精制品。此后，经过多次技术改良和设备改进，涪陵胭脂萝卜红素一炮而红，多次在中国国际食品添加剂博览会上，获得欧美客商的青睐。从今年开始，胭脂萝卜红素开始正式生产。其实，萝卜红素相当符合现代人环保、健康、崇尚自然的理念，因此目前在国际市场上相当走俏。据开发萝卜红素的重庆紫丰生物工程公司负责人介绍，目前欧美、日本等国家和地区已严格禁止采用人工合成食品添加剂的食品、饮料、药品等进口；随着疯牛病、口蹄疫的发生，动物源素也逐步被许多国家禁止使用。萝卜红素作为纯天然食用素，可以安全地添加到葡萄酒、药品、化妆品以及食品、饮料中，受到了市场的热烈追捧。据统计，欧盟、美国每年天然素的销售额已经超过了4亿美元，每年还以8％的速度递增，日本每年要进口天然素3000吨以上，国际市场每年的需求量约8000吨，我国国内需求的增长速度也超过了10％。萝卜红素的国内外市
场总是出于供不应求的现状。
4.萝卜红素的结构和理化性质
4.1 结构
萝卜红素为天竺葵素(Pelargoni-din)的葡萄糖苷衍生物，为天然葵素-3-槐二糖苷，5-葡萄糖苷（Pelargoni-din-3-sophoroside，5-glucoside）的双酰基结构，属花素苷类（Anthocyanin），见图1中的B结构式，花素苷类是植物主要水溶性素之一。天竺葵素为3,5,7,4-四羟基花青素，是2-苯基苯并吡喃阳离子的衍生物，以C6-C3-C6为基本骨架，见图1中的A结构式。
图1 萝卜红素化学结构式 天竺葵素分子式：C15H11O5X
4.2理化性质
4.21 外观：萝卜红看上去为暗红水溶性液体或粉末。因为其本身的颜，所以作为着剂食用在食品中或者是医药、化妆品中，产品按含量来说，一般含量多的呈红。
4.22 PH值稳定性：素的颜随溶液PH值的变化而变化，在PH1－8范围时，颜相应由桔红→红紫→紫罗兰→蓝，PH 1－6范围时为红区，颜稳定，PH＞7时，素颜变蓝，稳定性差。说明萝卜红素在酸性条件下会相对比较稳定。在酸性饮料中非常适合添加萝卜红素，萝卜红素在饮料中的应用也是非常广的。
4.23 抗氧化能力：[6]抗氧化能力是萝卜红素一个非常重要的化学性质，萝卜红素作为多酚类素，具有高效的抗氧化物质，在40℃条件下能强烈的抑制亚油酸自动氧化，防止氢过氧化物形成。在93℃条件下能够显著地抑制芥菜子油对氧的吸收，从而抑制高温条件下油脂自动氧化，防止双键的破坏和环状过氧化物的形成。其抗氧化能力与相同浓度的而定基羟基甲苯相近，0.01％的添加量即可达到93％以上的抑制率。这说明萝卜红素可以
防止油脂的酸败，在油脂行业中有着重要的应用价值，目前对其在我们人体内是否也还具有抗氧化的能力还在进一步的研究中。
4.24 光照对素稳定性的影响：据宋常春[5]在低温和室温下的两个实验（低温：将pH=3的素溶液密封置于冰箱中(3℃<t<10℃),并在冰箱中用灯光照射，30d,素无沉淀,吸光度由1.05降至0.95,素的保存率为90.5%。室温：将素溶液密封于玻璃试管中,放室内朝光处,pH≥5的素溶液半个月之后有沉淀产生。pH=3的酸性素溶液较稳定）可知萝卜红素在一定的温度酸性介质下还是比较耐光稳定的，因此在实际当中萝卜红的贮藏和运输不是太大的问题。
4.25 各类金属离子对素稳定性的影响：据彭永芳[7]实验方法（准备好纯化的萝卜红素用于实验和配制含不同浓度的金属离子的素溶液，放置一定时间后放于Icm石英比皿中，在400一6O0nm波长范围内扫描得出吸光谱图，并测定最大吸收波长下的吸光度。分析不同金属离子以及不同金属离子浓度对萝卜红素吸收光谱和吸光度大小的影响）得出的实验结论可知Cu2+可加速其降解，并使之变为蓝；Fe3+可使本品溶液变为锈黄；Mg2+、Ca2+对本品影响不大；Al3+、Sn2+对它有保护作用。研究金属离子对萝卜红素
稳定性的影响对其在食品及各行业中的运用有重要理论依据。例如哪些金属离子有增作用，哪些有减，甚至哪些离子和萝卜红素不能一起添加，该素使用时避免与铜、铝、铁器直接接触。这些在工业应用中尤其是在食品中显的尤为重要。因此深入全面研究萝卜红素的化学性质仍然是一个非常重要的课题。
当然。萝卜红素的理化性质还有非常多，例如易吸潮，吸潮后结块，一般不影响使用。易氧化。日光照射可促进其降解而退。易溶于水及乙醇水溶液，不溶于非极性溶剂。只有不断的深入了解萝卜红素的更多性质，我们才能充分的最大限度的在生产中运用它。
5．毒理学依据
5.1①LD50：大鼠、小鼠经口大于15g/kg（bw）。②致突变试验：Ames试验、骨髓微核试验、小鼠精子畸变试验均未发现致突变作用。 ③蓄积性毒性试验：积蓄系数K大于5（雌性和雄性大、小鼠）属弱蓄积性。
5.2质量要求：质量标准（GB6718―1986） 吸光度 535nm ≥ 4.0 pH值 3.5~4.5 干燥失重/% ≤10 灼烧残渣/% ≤14 砷（以As计）/% ≤ 0.0002 铅/% ≤ 0.0005
5.3用途与注意事项： 着剂。我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760―1996）中规定：可按生产需要适量用于果汁（味）饮料类、配制酒、糖果、果酱、调味酱、蜜饯、糕点上彩装、糕点、雪糕、冰棍、果冻。其它实用参考：用于饮料，为0.002%~0.07%；糖果为0.01%~0.06%；饼干、糕点为0.04%~0.08%。本品对介质pH值、金属离子（特别是Cu2+ 、Fe3+）、氧化剂、日光照射均不太稳定，抗坏血酸对本品有保护作用，本品适用于酸性、低温加工的食品着，尤其适用于冷饮、冷食等着。
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