花青素屬於酚類化合物中的類黃酮類(flavonoids)。基本結構包含二個苯環，並由壹3碳的單位連結(C6-C3-C6)。花青素經由苯基丙酸路徑和類黃酮生合成途徑生成，由許多酵素調控催化。以天竺葵色素(pelargonidin)、矢車菊素(cyanidin)、花翠素(delphinidin)、芍藥花苷配基(peonidin)、矮牽牛苷配基 (petunidin)及錦葵色素(malvidin)六種非配醣體(aglycone)為主。花青素因所帶羥基數(-OH)、甲基化(methylation)、醣基化(glycosylation)數目、醣種類和連接位置等因素而呈現不同顏色 (範和邱, 1998)。顏色的表現因生化環境條件的改變，如受花青素濃度、***色作用、液胞中pH値的影響 (Clifford, 2000)。 橙色和黃色是胡蘿蔔素的作用。1910年在胡蘿蔔中發現了β-胡蘿蔔素，以後***發現另外2種胡蘿蔔素異構體，分別是：α、β、γ三種異構體。1958年β-胡蘿蔔素獲得專利（US2849495，1958年8月26日，專利權人：Hoffmann La Roche），目前主要從海洋中提取，也可人工合成。
自然界有超過300種不同的花青素。他們來源於不同種水果和蔬菜如紫甘薯、越橘、酸果蔓、藍莓、葡萄、接骨木紅、黑加侖、紫胡羅蔔和紅甘藍、顏色從紅到藍。這些花青素主要包含飛燕草素（Delchindin）、矢車菊素（Cyanidin）、 牽牛花色素（Petunidin）、芍藥花色素（Peonidin）.
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