甜菜素是一种水溶性含氮色素， 因最早发现于甜菜根中而得名， 是吡啶衍生物， 包括甜菜红素(betacyanin)和甜菜黄素(betaxanthin)2种形式， 人们发现石竹目13个科的植物中除粟米草科和石竹科积累花色素外， 其他各科植物都积累甜菜素， 部分高等真菌中也积累甜菜素。甜菜素一般存在于植物的花果实和部分无性繁殖器官中。

令人感兴趣的是甜菜素和花色素相互排斥, 从没有发现一种植物中同时存在这两种色素, 所以甜菜素经常被用来作为一种重要的化学分类（Stafford,1994）

由于甜菜素潜在的保健和医用价值以及其代谢途径的独特性, 近年来国外对甜菜素的研究日益广泛和深入人们发现甜菜素的提取已不再局限于甜菜中, 能以石竹目中大部分科属的植物为原料, 其应用价值也突破了原来仅作为食品添加剂的局限性, 其抗氧化及药理作用正引起了人们越来越多的关注, 而且甜菜素在植物体内合成和代谢机理方面的研究也取得了重大进展(Strack et al., 2003; Stintzing and Carle, 2004)我国素有植物王国之称, 可以用来提取甜菜素的植物种类非常丰富, 但是国内对甜菜素的研究还刚刚起步, 研究的植物主要是甜菜, 研究内容基本停留在分离提纯和理化性质分析阶段,缺乏具有前瞻性的研究方法。

甜菜素可分甜菜红素和甜菜黄素, 甜菜红素主要以甜菜红色素糖苷的形式存在, 可分为4类 。

甜菜类甜菜红素: 当R5为葡糖基及其衍生物, R6为H时, 统称为甜菜类甜菜红素。

苋菜类甜菜红素: 当R5为2个葡糖基及其衍生物, R6为H时, 统称为苋菜类甜菜红素。

千日紫类甜菜红素: R6当为葡糖基或者槐糖基及其衍生物, R5为H时, 统称为千日紫类甜菜红素。

脱羧类甜菜红素: 2位的羧基被脱去则形成了庞大的脱羧甜菜红素家族。

甜菜素的基本生色团为甜菜醛氨酸(betalamic acid), 甜菜红素的可见光最大吸收波长因溶剂不同在535~538 nm之间波动, 甜菜黄素的可见光最大吸收波长在465 nm附近, 因此甜菜素的含量通常用538和465 nm吸光度来计算取代基的变化也影响吸光度和最大吸收波长, 甜菜素的糖基化一般导致6 nm左右的蓝移(向短波长移动), C-6位糖基化一般比C-5糖基化发生红移(向长波长移动) 胺类甜菜黄素一般比氨基酸类甜菜黄素吸光度略低。(Stintzingand Carle, 2004)无