色素含量高的植物有蓝草、橘子、槐花、栌木、黄檗、皂斗、苏木、紫草、茶叶、菊花、五倍子、石榴、黄连等。不同植物色素的提取方法也不同。

1.色素溶液提取法

（1）萃取法。将植物含色素的部分粉碎，在水中浸泡一定时间，再加热煮沸20～30min，所得的溶液即为染液。为提高色素萃取的效能，可以用乙醇等有机溶剂代替水，将植物染料粉碎后，放入密闭容器中，经多次浸渍后将所有的溶液混合、过滤，得到染液，这种方法尤其适用于那些难溶于水的染料。

水溶性、醇溶性的花色苷类、黄酮类脂溶性色素多采用有机溶剂浸提，再经过滤、减压浓缩、真空干燥。溶剂萃取法的缺点是溶剂需回收、产品质量差、纯度低、有残留溶剂和异味。

①几种色素提取。

a.紫甘蓝。选用醋酸稀溶液为提取剂，紫甘蓝色素的提取工艺流程如下：

紫甘蓝色素最大吸收波长是530nm，丙酮和乙醇浸提液的颜色为紫色，但色泽不稳定。用乙酸对紫甘蓝色素的浸提能得到稳定性较好的红色浸提液。以20%乙酸溶液、温度40℃左右、提取4h的浸提效率高，此时色素稳定、颜色鲜艳，但应尽量避免强光照射。紫甘蓝色素在不同的酸度下呈现不同的颜色，在碱性条件下色素颜色会发生明显改变，在强酸情况下稳定性较好。因此在提取和利用紫甘蓝色素时，应尽可能在低温、酸性条件下进行。Fe3+浓度较大时，会明显影响浸提液的颜色，由最初的红色变为暗红，然后变为黄褐色。因此，在紫甘蓝色素的提取和使用中，要尽量避免与Fe3+的接触。

b.紫背天葵。2.0g的紫背天葵加95%乙醇预浸1天后，用微波炉进行微波提取，提取液经旋转蒸发仪浓缩、过滤。pH≤4时，色素液为鲜艳的紫红色，pH≥4时，色素液颜色变淡，而且稳定性差。

c.元宝枫。从元宝枫叶中提取黄酮，溶剂中甲醇含量50%、提取时间6h、料液比1:16、温度80℃，提取2次。其中料液比为最大影响因素，温度其次，时间的影响最小。提取过程：

元宝枫叶→干燥→粉碎→石油醚脱脂→提取→过滤→大孔树脂吸附→浓缩→干燥→产品

②影响萃取效果的因素。

a.溶剂的影响。不同的溶剂提取的天然色素颜色也不尽相同，表3-3为一串红花、九月黄菊花和玉米绿叶在不同溶剂下提取后的颜色情况。

叔丁醇、乙醇、丙酮对玉米绿叶、九月黄菊花浸提效果较好，而甘油和水则对一串红花浸提效果较好。这可能是黄色素为非水溶性胡萝卜素，红色素为水溶性花青素。据观察，玉米绿叶的丙酮液随放置时间延长而变绿，一串红花的丙酮液用铁棒搅拌后变红，其余无多大变化。

表3-3　溶剂对浸提液颜色的影响

b.pH的影响。溶液的pH对提取的色素颜色有很大的影响，以Naajo色素为例，颜色随溶液酸碱性的变化不同，见表3-4。

表3-4　pH对Naajo色素的影响

此外，提取时间、料液比、提取温度、提取次数等因素都会对提取效果产生一定的影响。(www.daowen.com)

（2）微波辐射法。番茄红素等脂溶性色素，有机溶剂不易渗透细胞将提取物溶出。采用微波辐射萃取可大大缩短时间，降低溶剂的消耗，提高萃取效率。叶黄素以微波加热提取，还可避免在温度过高的情况下发生氧化降解反应。

微波辐射功率的高低对浸提效果有显著的影响。浸提时间越长，辐射功率越高，浸提物吸收微波越多，扩散速度越快，浸提出来的色素也就越多。但浸提时间过长，使色素长时间处于较高温度的状态，色素的部分结构容易被破坏，吸光度反而下降。溶剂量增加，色素浸提量大，但随着溶剂量的继续增加，色素浸提量提高并不明显。为了减少色素被破坏和溶剂回收负担，液固比不宜太高。

（3）酶提取法。纤维素酶可使纤维素、半纤维素结构局部疏松膨胀，从而增大胞内有效成分向提取介质的扩散，提高色素提取效率。如提取花色苷，纤维素酶作用使吸附在纤维素及细胞壁上的花色苷容易释放；应用纤维素酶提取红花黄色素，与传统水浸提取工艺相比，提取率提高了9.40%～13.35%。酶提取具有作用温和、有效成分理化性质稳定等优点，酶促反应还可改变天然栀子黄色素中栀子苷的结构，生成栀子红、栀子蓝色素。

2.粉状色素提取法

用上述方法从天然植物中获得的是染料溶液，由于天然染料在水溶液中的稳定性较差，因此可采用冷冻干燥技术获得粉状的染料。方法是将采集的叶茎粉碎，置于含有碳酸钠的弱碱性溶液中浸渍。煮沸萃取6.5h，萃取液在浓缩之前用棉织物过滤，最后对滤液进行处理：

①用具有三层薄膜的过滤装置对滤液进行处理。处理后使滤液中色素的分子量分别控制在5000、10000和2000000。

②采用孔径尺寸为0.45μm的反渗透薄膜对滤液再进行一次处理。

③对滤液进行离心处理、冷冻脱水、真空干燥。

3.天然色素的精制

经浓缩或干燥方法得到的天然色素大多是粗制品，其中仍含有胶质、淀粉、糖类、脂肪、有机酸碱、无机盐、重金属离子等，甚至有特殊的异味，影响天然色素的稳定性和染色力。因此，还要对得到的色素分离提纯。

（1）吸附解吸法。采用大孔树脂吸附精制天然色素，精制过程易于控制，树脂洗脱后可反复使用。如AB-8大孔树脂对紫甘薯色素具有较好的吸附能力，可采用70%乙醇溶液洗脱。

（2）膜分离法。纤维素超滤膜和反渗透膜、微孔滤膜技术联用。在对栀子黄色素的提取过程中，采用无机陶瓷微滤膜对浸提液进行精密过滤，用聚酰胺卷式膜进行反渗透，浓缩过滤液，工艺过程简单，又可保证色素的质量。此外，可用壳聚糖膜对天然色素进行富集，2%壳聚糖膜对萝卜红色素的富集率达84%。

（3）酶作用法。天然色素粗制品中的杂质可以通过酶反应除去，该法对耐热性不强的天然色素特别适合。用水作溶剂提取姜黄色素时，提取物中的淀粉可用淀粉酶降解成麦芽糖和葡萄糖等，它们对色素吸附力较小，在酸性溶液中保持溶解状态，从而与沉淀的姜黄色素相分离。

4.天然色素的稳定化

（1）微胶囊技术。将天然色素用微胶囊包裹，可以防止直接受光和热的影响。如类胡萝卜素稳定性差，选用喷雾干燥法包埋胡萝卜素，微胶囊包埋率＞90%；栀子黄色素和β-环糊精可形成1:1包合物；对油溶性的辣椒红色素，采用混合乳化剂进行改性后，用琼脂、阿拉伯胶进行微胶囊化，获得具有良好水溶性的产品。

（2）色素的结构修饰。花色苷颜色易随pH变化，这是由其C-2位水化引起的，通过掩盖C-2位，就可以抑制水化反应，稳定花色苷。稳定化方法可添加多糖类、配糖体、酚类以及有机酸，其中研究最多的是添加有机酸进行酰化掩盖C-2位，如4-香豆酸、阿魏酸、咖啡酸以及芥子酸等。