Betalain là tên gọi chung của một nhóm sắc tố tự nhiên chứa nitrogen tan trong nước, có màu từ vàng tương đến da cam, đỏ tươi, đỏ sẫm, hồng cho đến màu đỏ-tím. Betalain là nhóm sắc tố có trong nhiều loại rau, củ quả tự nhiên (hoa xương rồng, vỏ thanh long, củ dền, rau,…) (Stintzing & cộng sự, 2007). Betalain là dẫn xuất của acid betalamic, trong đó đầu
dihydropyridin được gắn với một nhóm chức chứa nitrogen thông qua nhóm chức vinyl (Meller & cộng sự, 1968). Vai trò của betalain trong thực vậy chủ yếu là chống oxi hóa để ngăn chặn sự hình thành gốc tự do được nghiên cứu trên một số loại trái cây như táo, lê, chuối, cam (Wang & cộng sự, 1996). Betalain là chất màu thực phẩm tự nhiên, an toàn để thay thế cho các chất màu tổng hợp (nhiều chất màu tổng hợp đã được chứng minh là gây ung thư) (Stintzing & cộng sự, 2002; Kanner & cộng sự, 2001).
Cấu trúc của betalain bao gồm 2 thành phần chính: - Betaxanthin: là sắc tố có màu vàng-cam.
Betaxanthin (màu vàng) là các sản phẩm ngưng tụ của betalamic acid và amino acid (hoặc amine, tương ứng). Betaxanthin phổ biến nhất là glutamine-betaxanthin (vulgaxanthin I), betaxanthin chính trong củ cải đỏ (Beta vulgaris L.) và indicaxanthin (proline- betaxanthin), sắc tố chủ yếu trong xương rồng vàng hình quả lê (Opuntia ssp.).
- Betacyanin: là sắc tố có màu đỏ-đỏ tím.
Betacyanin là hợp chất glycosyl hóa chứa nitrogen tan trong nước, betacyanin xuất hiện ở một số loại nấm bậc cao và xuất hiện phổ biến ở các cánh hoa, quả, lá của một số loại thực phẩm như củ dền, thanh long, củ cải đường. Betacyanin được tìm thấy nhiều nhất có trong củ cải đường và các loại hoa quả thuộc họ xương rồng. Betacyanin hấp thụ ánh sáng trong vùng nhìn thấy trong khoảng bước sóng 476-600 nm (Omar Khatabi, 2016). Một số rau, củ, quả,có màu sắc hấp dẫn nhờ chứa các sắc tố betacyanin và betaxathin được trình bày trong Hình 1.2.
Hình 1.2: Một số loại thực vật chứa chất màu betalain