現在では以下のように考えられています。
①虫や動物・鳥などの注意を集め、花粉や種を他の場所に運んでもらい、子孫を残すため。
②置かれた環境から与えられるストレス、例えば光、乾燥、栄養分、気温などから身を守るため。

このうちの②が、今回のテーマと関わりがあります。生物が成長や発生、生殖のために作る物質、例えばタンパク質・アミノ酸や糖類、有機酸などは一次代謝物と呼ばれています。しかしながら植物はそれだけでは生き残ることが困難です。なぜかというと、植物は周りの様々なストレスから移動して逃げることができないため、なんとかその場に留まって身を守らなければなりません。そこで植物が自らの身を守るために様々な物質を作ります。それを二次代謝物と言い、アントシアニンやカロチノイドはその中に含まれます。

ではアントシアニンやカロチノイドは、植物のどのようなストレスから身を守っているのでしょうか。

その一つが、色の元となっている光を含む電磁波です。私たちは電磁波を通信や加熱、あるいはレントゲンや殺菌などうまく利用して生活に役立てていますが、その一方でガンマ線やＸ線、更には紫外線の利用には注意が払われているかと思います。その中の一つ、紫外線は適量であればビタミンDの生成に関わったり、セロトニンという感情を整えるといわれるホルモンの分泌を促したり、殺菌作用などよい効果がありますが、一方で浴びすぎると生物の細胞や遺伝子を傷つけてしまい、細胞死やがん化を引きおこす元にもなります。それに対して動ける生き物は物陰に隠れたり夜間活動するなどの手段がとれますが、植物にはそのようなことはできません。

そこで植物が自らの身体を守るために作っているのがアントシアニンやカロテノイドです。ではこれらの色素はどのように働くのでしょうか？

例えばアントシアニンに光が当たると、下の図で言うと500～530nm付近の光（紫～青～緑）を吸収して、それ以外の光を反射するために赤色に見えます。しかしながらアントシアニンが吸収する光（電磁波）は実はもう１カ所あります。それは250～300nmの波長の光、要するに紫外線になります。つまり、アントシアニンが紫外線を吸収することで、他の組織に過剰な紫外線が当たるのを防ぎ、身を守っている、と言えます。
同様にカロテノイドも、色としての吸収部位の他に紫外線に相当する波長の光を吸収する性質があり、アントシアニンと同様の働きをしていると考えられます。

では活性酸素とはなんでしょうか。活性酸素はその名の通り、”活性化された酸素”を指します。酸素自体は生物の呼吸に欠かすことができないとても重要な物質ですが、紫外線やストレスなどのエネルギーが与えられると、元々反応性が高くない酸素が不安定で反応性が高い状態になります。それがいわゆる活性酸素で、一般的には三重項酸素が励起（エネルギーを受けて）してできる一重項酸素(¹O₂)、酸素が一電子還元されたスーパーオキシド(O₂^–)、このスーパーオキシドが不均化して生じた過酸化水素H₂2、そしてこの過酸化水素から生成するヒドロキシラジカルHO・の４種類のことを示します（右上図）。

活性酸素というととかく悪いイメージを持たれがちですが、私たちの身体は実は、活性酸素を細胞伝達や免疫機能を発揮するための重要な物質として作り使っています。従ってある程度の活性酸素は必要なのですが、過剰になると細胞や遺伝子を傷つけ、がんや心疾患、また老化の要因になると言われています。

そこで登場するのが、植物が作る色素です。植物が紫外線やストレスなどのエネルギーにさらされると本来は中の酸素が活性化してしまうところを、色素は自分が身代わりになって過剰なエネルギーを吸収、分解して、活性酸素を通常の酸素に戻す働きがあります。そして結果的に体内の活性酸素の発生を抑えるのです。すなわちこれが「抗酸化」作用です。

このように本来は植物が自分の身体を守るために作る成分を、自分ではこのような抗酸化物質を作ることができない私たち動物は、こうした植物の抗酸化作用に注目し、自らに取り入れることで健康維持に役立てるようになりました。上述した、機能性表示食品になっている天然色素の機能性を見ても、そのほとんどが肌や身体に対する抗酸化性を取り上げています。これまで天然色素は色付けの機能のみに注目されていましたが、そもそも色を呈するということがなにかという研究が進むにつれて、私たちの健康維持に役立つことがわかってきて、そして現在はその恩恵を受けている、ということになります。