黑色素是一类结构复杂多样的、多酚或吲哚类化合物氧化聚合而成的异源高分子聚合物的总称，广泛存在与自然界。在生物圈中，黑色素在动物、高等植物和微生物都有分布，但并不是黑颜色的色素，也有红、黄、绿、蓝等颜色的黑色素存在。由于当前生物化学和生物物理学等技术无法对这类生物大分子提供一个化学结构式，因此黑色素尚无一个严格的定义。黑色素按颜料来定义的化学标准包括黑色，通常不溶于水和常见的有机溶剂，可被氧化剂漂白以及阻抗浓酸降解；按高分子定义的另一个标准是它们的自由基特性。
黑色素通常为无定型非均匀性的大分子物质，其组成不仅与单体单元有关，而且还与聚合过程中的环境条件有关。按照意大利化学家Nicolaus的观点，可将黑色素分真黑色素、棕黑色素和异黑色素三类。然而，无论何种黑色素，其在水、有机和无机溶剂中溶解度差，甚至不溶，但都一般溶于热碱溶液，有较强的氧化还原、光吸收、螯合金属离子、离子交换、自由基(清除或产生)、光电导性、导电性和半导体性质等特性，因此，除了作为色素外，其本身还具有多种生物功能，如：为生物体提供结构性强度；抗辐射；对光受体产生屏蔽，且具有维持体温平衡的作用；作为化学保护色素行使功能，保护生物体免受抗生素或其他药物以及重金属等有毒物质的伤害；可对能量进行吸收、保持、储存和转换；可作为伪装或性展示的装饰，并改善视觉效果，还是性成熟信号和引诱物。
基于其特殊性质，黑色素有着重要的应用价值。在医药领域，黑色素可用于抗病毒；抑制HIV病毒；治疗着色性干皮病、帕金森氏症、老年痴呆症、亨延氏舞蹈病等神经系统疾病；可提高抗辐射能力，减少皮肤癌的发生；可抗毒解毒，如毒蛇咬伤急救；有效降低肼及其衍生物对肝脏的损伤和化疗药物顺铂对肾脏的毒害；有效降低或防止止痛药醋氨酚的毒性；有效预防“世纪之毒”戴奥辛对肝脏、胸腺及脾脏的伤害；可提高免疫力；可用作磁共振成像造影剂；可作为抗癌药物和癌症的光动力学治疗。在农业领域，黑色素可用于某些紫外线敏感的生物体的保护剂，如可作为占据生物农药90％市场份额的苏云金芽孢杆菌杀虫制剂的保护剂；在畜牧兽医方面用于抗痢疾治疗和胁迫-保护治疗；作为特种塑料和特种玻璃的着色剂；可除去来自于被污染水体和土壤中的酚类污染物和重金属。在工业领域，黑色素具有很强的金属螯合特性，在工业方面可用于提取贵重金属。在化妆品领域，黑色素已被广泛应用于化妆品的生产，开发出的产品主要有睫毛膏、眼线笔、防晒霜、洗发剂、染发剂、白癫风遮蔽剂等。在其他方面，黑色素具有明显的光电导性和很高的电传导能力，还是生物体内唯一的一类无定形的半导体物质，在生物电子领域有着很大的开发利用价值；与很多疾病有关，对病理学研究也有着重要的意义。
综上所述，黑色素是一种具有广阔应用前景的潜在生物资源，将其充分开发，市场推广前景十分广阔。
针对黑色素的水不溶性特征，采用热碱提酸沉法以获得水不溶性部分，工艺选择性强，无污染，重复性好，为生产实际水不溶性天然黑色素的提取和制备提供了一种尝试；同时，基于强烈的吸附、抗紫外等活性，水不溶性天然黑色素的获得将为重金属和/或抗生素污染处理、紫外屏蔽等方面应用提供良好的生物资源。
相较于可溶性黑色素的获得，水不溶性黑色素的获得更加困难，本工艺区别于现有黑色素提取和制备的方法，过程简单、可操作性强、耗能低、无污染、重复性强、提取率高，是一套完整的可应用生产实际的工艺流程。
水不溶性天然黑色素的提取及应用关键技术主要由二层关键技术：（1）提取制备技术：基于水不溶性特征的热碱提取与冷酸沉降相结合的技术；（2）应用技术：基于黑色素对重金属和/或抗生素的螯合/吸附作用，以及其强烈的抗辐射特征的重金属和/或抗生素污染水体处理、美容性个人护理品与生物农药添加剂的制备。这些成果将黑色素能有效地支持应用和开发的决策。

黑色素是一类结构复杂多样的、多酚或吲哚类化合物氧化聚合而成的异源高分子聚合物的总称，广泛存在与自然界。在生物圈中，黑色素在动物、高等植物和微生物都有分布，但并不是黑颜色的色素，也有红、黄、绿、蓝等颜色的黑色素存在。由于当前生物化学和生物物理学等技术无法对这类生物大分子提供一个化学结构式，因此黑色素尚无一个严格的定义。黑色素按颜料来定义的化学标准包括黑色，通常不溶于水和常见的有机溶剂，可被氧化剂漂白以及阻抗浓酸降解；按高分子定义的另一个标准是它们的自由基特性。
黑色素通常为无定型非均匀性的大分子物质，其组成不仅与单体单元有关，而且还与聚合过程中的环境条件有关。按照意大利化学家Nicolaus的观点，可将黑色素分真黑色素、棕黑色素和异黑色素三类。然而，无论何种黑色素，其在水、有机和无机溶剂中溶解度差，甚至不溶，但都一般溶于热碱溶液，有较强的氧化还原、光吸收、螯合金属离子、离子交换、自由基(清除或产生)、光电导性、导电性和半导体性质等特性，因此，除了作为色素外，其本身还具有多种生物功能，如：为生物体提供结构性强度；抗辐射；对光受体产生屏蔽，且具有维持体温平衡的作用；作为化学保护色素行使功能，保护生物体免受抗生素或其他药物以及重金属等有毒物质的伤害；可对能量进行吸收、保持、储存和转换；可作为伪装或性展示的装饰，并改善视觉效果，还是性成熟信号和引诱物。
基于其特殊性质，黑色素有着重要的应用价值。在医药领域，黑色素可用于抗病毒；抑制HIV病毒；治疗着色性干皮病、帕金森氏症、老年痴呆症、亨延氏舞蹈病等神经系统疾病；可提高抗辐射能力，减少皮肤癌的发生；可抗毒解毒，如毒蛇咬伤急救；有效降低肼及其衍生物对肝脏的损伤和化疗药物顺铂对肾脏的毒害；有效降低或防止止痛药醋氨酚的毒性；有效预防“世纪之毒”戴奥辛对肝脏、胸腺及脾脏的伤害；可提高免疫力；可用作磁共振成像造影剂；可作为抗癌药物和癌症的光动力学治疗。在农业领域，黑色素可用于某些紫外线敏感的生物体的保护剂，如可作为占据生物农药90％市场份额的苏云金芽孢杆菌杀虫制剂的保护剂；在畜牧兽医方面用于抗痢疾治疗和胁迫-保护治疗；作为特种塑料和特种玻璃的着色剂；可除去来自于被污染水体和土壤中的酚类污染物和重金属。在工业领域，黑色素具有很强的金属螯合特性，在工业方面可用于提取贵重金属。在化妆品领域，黑色素已被广泛应用于化妆品的生产，开发出的产品主要有睫毛膏、眼线笔、防晒霜、洗发剂、染发剂、白癫风遮蔽剂等。在其他方面，黑色素具有明显的光电导性和很高的电传导能力，还是生物体内唯一的一类无定形的半导体物质，在生物电子领域有着很大的开发利用价值；与很多疾病有关，对病理学研究也有着重要的意义。
综上所述，黑色素是一种具有广阔应用前景的潜在生物资源，将其充分开发，市场推广前景十分广阔。
针对黑色素的水不溶性特征，采用热碱提酸沉法以获得水不溶性部分，工艺选择性强，无污染，重复性好，为生产实际水不溶性天然黑色素的提取和制备提供了一种尝试；同时，基于强烈的吸附、抗紫外等活性，水不溶性天然黑色素的获得将为重金属和/或抗生素污染处理、紫外屏蔽等方面应用提供良好的生物资源。
相较于可溶性黑色素的获得，水不溶性黑色素的获得更加困难，本工艺区别于现有黑色素提取和制备的方法，过程简单、可操作性强、耗能低、无污染、重复性强、提取率高，是一套完整的可应用生产实际的工艺流程。
水不溶性天然黑色素的提取及应用关键技术主要由二层关键技术：（1）提取制备技术：基于水不溶性特征的热碱提取与冷酸沉降相结合的技术；（2）应用技术：基于黑色素对重金属和/或抗生素的螯合/吸附作用，以及其强烈的抗辐射特征的重金属和/或抗生素污染水体处理、美容性个人护理品与生物农药添加剂的制备。这些成果将黑色素能有效地支持应用和开发的决策。