着色剂在食品中的应用研究进展

着色剂在食品中的应用研究进展

尹明秋 2011010418210

摘要

Abstract: This paper introduces the edible synthetic pigment, natural pigment and replacement of natural pigment in food applications, food pigment detection method and future development trend of edible pigment.

Key words: food pigment; should; detection method; development trend of potential 摘要

介绍了食用合成色素、天然替代色素和天然色素在食品中的应用概况，食品中合成色素的检测方法以及未来食用色素的发展趋势。

关键词食用色素；应用检测方法；发展趋势

前言

食品着色刘,是食品添加剂之一, 人们几乎一生都在连续摄食。它不一定具有营养价值, 但必须对人体无毒无害。随着医学毒理学和生物学试验研究工作的不断深入, 发现在允许使用的化学合成色素中, 不少品种对人体是有害的, 特别是近年来发现的致癌问题, 引起了各国有关部门的重视。化学合成色素的原料主要是煤焦油, 通常称煤焦或苯胺色素, 其多属偶氮化合物, 偶氮化合物在体内代谢生成日一蔡胺和一氨基一一蔡酚, 这两种生成物具有强烈的致癌性{1}。因此, 近年来, 各国对合成色素的控制也越来越严格, 而食用天然色素一般地说则无毒, 尤其植物色素安全性较高, 有的还有一定的营养价值或药理作用，而天然色素作为食品着色剂已有非常悠久的历史。因此, 天然色素需求量又大大增加起来。各国对天然色素的管理也不象对化学合成色素那样严格, 并提倡大量应用天然色素。目前可以说是合成色素与天然色素并驾齐驱的时代。

一、食品着色剂的简介

以给食品着色为主要目的的添加剂称着色剂，也称食用色素。食用色素使食品具有悦目的色泽，对增加食品的嗜好性及刺激食欲有重要意义。食用色素分天然食用色素和合成食用色素。

天然色素直接来自动植物，除藤黄外，其余对人体无毒害。国家对每一种天然食用色素也都规定了最大使用量。目前允许使用的天然色素有姜黄、红花黄色素、辣椒红色素、虫胶色素、红曲米、酱色、甜菜红、叶绿素铜钠盐和β－胡萝卜素。由于其对光、热、酸、碱等敏感，所以在加工、贮存过程中很容易褪色和变色，影响了其感官性能。

因此在食品中有时添加合成色素。

合成色素即人工合成的色素，其优点很多，如色泽鲜艳，着色力强，色调多样，但它有一个大缺点，即具毒性（包括毒性、致泻性和致癌性）。这些毒性源于合成色素中的砷、铅、铜、苯酚、苯胺、乙醚、氯化物和硫酸盐，它们对人体均可造成不同程度的危害。目前我国允许使用的合成色素有苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄和靛蓝。它们分别用于果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、红绿丝、罐头以及糕点表面上彩等。

许多天然食品具有本身的色泽，能促进人的食欲，增加消化液的分泌，因而有利于消化和吸收，是食品的重要感官指标。但是，天然食品在加工保存过程中容易退色或变色，为了改善食品的色泽，人们常常在加工食品的过程中添加食用色素，以改善感官性质。

人类为食品着色的发展历程大致可概括为：天然色素--人工合成食用色素--天然色素与人工合成食用色素并用--更加安全、稳定的天然使用色素。

据有关资料显示，我国在食用天然色素资源的开发、生产技术、工艺、装备水平等方面都有很大的提高，使得天然食用色素的品种、产量、质量也都取得了很大的进步。我国的科研工作者还在积极研究和开发茶色素、美人蕉花色素、茄子皮色素、红苷蓝色素、番茄红素、枸杞子红色素、板栗壳棕色素、牵牛花色素、花生衣色素、山楂红色素、血红素、鸡冠花红色素、灰白毛莓红色素等。

二、着色剂的分类

1、按来源分：分为食用合成色素和食用天然色素。

食用天然色素:主要是指由动、植物组织中提取的色素，包括微生物色素、动植物色素及无机色素。绝大部分来自植物组织，特别是水果和蔬菜。

食用天然色素按来源分为植物色素（辣椒红色素、姜黄色素）、动物色素（紫胶红、胭脂虫红）和微生物色素（红曲红）。按结构分为：吡咯色素（叶绿素、血红素）、多烯色素（辣椒红、β-胡萝卜素）、酮醌类色素（红曲红、紫胶红）、吡啶类色素（甜菜红）等。还可包括某些无机色素。

①来自天然原料，且大多数来自食品原料，一般来说对人体的安全性较高。

②有的食用天然色素可转化成营养素（如β-胡萝卜素可转化成维生素A），具有营养作用，有些还具有一定的保健功能（如红曲红具有明显降血压作用）。

③可更好模仿天然食物的颜色，着色时色调比较自然。

天然食用色素的缺点：

①坚牢度差，使用局限性大，受pH、氧化、光照、温度、水质及金属离子等影响大，性质不稳定。

②成分复杂，使用不当易产生沉淀、浑浊。③纯品成本较高。保质期短。

④产品差异大。食用天然色素基本上是多种成分的混合物，同一色素来源不同加工方法不同，所含成分都会有差别。这样给配色时色调的控制带来难度。

⑤从天然物中提取而来，可能受其共存成分影响而带有异味，或自身就有异味。

国家批准允许使用的食用天然色素共有48种、包括天然β-胡萝卜素、甜菜红、姜黄、红花黄、紫胶红越橘红、辣椒红、辣椒橙、焦糖色（不加氨生产）、焦糖色生产焦糖色（加氨生产）、红米红、菊花黄浸膏、黑豆红、高梁红、玉米黄、萝卜红；可可壳色、红曲米、红曲红、落葵红、黑加伦红、桅子黄、桅子兰，沙棘黄、玫瑰茄红、橡子壳棕，NP红、多惠柯棕，桑椹红、天然芥菜红、金樱子棕；姜黄素、花生农红、葡萄皮红；兰锭果红；藻兰、植物炭黑，密蒙黄，紫草红；茶黄色素：茶绿色素、柑橘黄、姻脂树橙（红木素/降红木素）胭脂虫红、氧化铁（黑）等。

2、按结构分：人工合成着色剂又可分类偶氮类、蒽酮类和二苯甲烷类等；天然着色剂又可分为吡咯类、多烯类、酮类、醌类和多酚类等。

三、性质及要求

①着色剂的溶解性。

包括两方面的含义：一方面指是水溶性的还是油溶性的。我国允许使用的合成食用色素是水溶性，天然食用色素有水溶性的也有油溶性的，可采用微胶囊化技术，将水溶性的变成油溶性，或将油溶性的变成水溶性的，从而扩大使用范围.另一方面指溶解度。大于1%的称为可溶，在1%与0.25%之间的是稍溶，小于0.25%的为微溶。溶解度受温度、pH值、含盐量、水硬度等的影响。

②着色剂的染着性

食品的着色分两种：一是将色素溶解在食品基质中，混合成分散状态，另一种是将着色剂染着在食品表面，这就要求着色剂对基质有一定的染着力，希望能染着在蛋白质、淀粉、其他糖类等上面，不易脱色。

③着色剂的坚牢度

指着色剂在所染的物质上对周围环境（或介质）抵抗程度的一种量度，是衡量着色剂品质的重要指标。是一个综合性的评定指标，包括耐热性、耐酸性、耐碱性、耐氧化性、耐还原性、耐光（紫外线）性、耐盐性、耐细菌性等。

优质色素具有如下性能：色泽纯正、亮丽；纯度高、着色力强；溶解性好；水不溶物含量少、溶液清澈透亮；杂质含量少，耐光、热等稳定性强；批与批一致性好。

四、着色剂应用中的常见问题和注意事项

1、食用色素的选择和使用

在食品中加入食用色素时，要选择与食品应有的天然色泽基本相似的色素，或根据拼色原理，调制出相应的颜色。要选择顾客心理上和习惯上喜爱的色泽，如红色给人以味浓成熟的感觉，黄色给人以芳香、清淡可口的感觉，橙色给人以甘甜醇美的感觉，绿色给人以新鲜清凉的感觉。

我国允许使用的色素的颜色种类不多，为丰富色彩，可将红、黄、蓝三种基色按不同比例拼出多种色调。除基色以外，现在大多数生产商均可提供调配色，包括巧克力棕、葡萄紫、草莓红等。为了提高水溶性着色剂在油脂中的分散性，或提高脂溶性着色剂在水中的分散性，最简便的加工方法也是乳化调配。乳化型着色剂中乳化剂的使用量一般为着色剂量的２％，防腐剂用量为着色剂量的０．２％，其他助剂为着色剂量的１％。

2、着色剂的常见问题①沉淀：可能用量大、溶剂少、温度低；

②斑点：可能未完全溶解、脂肪含量高等；

③色泽变暗：可能着色剂用量过大或高温曝晒；

④褪色：可能由于光、金属离子、微生物、过热、氧化剂、还原剂、强酸或强碱、或与蛋白质一起加热；

⑤着色饮料保存期短：可能由于过量使用了偶氮类着色剂。

3、着色剂的使用注意事项

①使用食用色素时应注意务必使用经国家批准的食用色素，使用量和使用范围也应符合国家规定的标准。注意国标上限量是以色素含量100%计算，色素含量不同应通过计算来换算限量。建议进行小规模实验。

②着色剂一般要配成溶液再使用。

五、着色剂的发展趋势

1、发展“天然、营养、多功能”的食用天然色素

目前我国批准使用的48种天然色素中，有多种是功能性天然色素。

天然β胡萝卜素，进入人体后在加氧酶作用下能在肝脏或肠黏膜裂解成两个分子的维生素A，而维生素A有使上皮细胞健全、保持正常视觉、提高免疫力等多种生理功能。

红曲米中含降血脂物质洛伐他汀，作为着色剂用于食品中，可以有效地使人体内血脂达到正常平衡。不少以类黄酮为天然色素的物质有抗氧化功能或软化血管功能。

其他天然色素提取、天然色素的生理功能研究等的科研工作还在继续进行

2、加强原料的综合利用及采用高新技术完善和改进原有工艺

提高经济效益。如用辣椒生产辣椒红色素，同时可提取辣椒碱，辣椒渣可做辣椒粉、辣椒酱，剩余种子可生产辣椒碱和辣椒油。

在食用天然色素的生产和进一步的加工过程中，可采用的高新技术包括基因工程、细胞

流体萃取、亲和工程、发酵工程、吸附色谱、离子交换技术、凝胶过滤、超滤、超临界CO

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层析、冷冻干燥等。这些高新技术的应用可提高色素的收率，扩大产量，增加纯度，保证质量，降低成本等。

3、不被人体吸收的聚合色素的研究

将一定的有色化合物与一惰性聚合物主干相连，制成大分子聚合物。所产生的这种大分子化合物性质稳定，不易分解，具有与原有色化合物相似的色谱，并可用之对食品着色。由于聚合物着色剂的分子巨大（一般大于20000），不被人体吸收，不能进入血液，所以不产生危害。

4、综合利用。

例如生产辣椒红色素的工厂，原料为辣椒。辣椒种子可以提取辣椒碱及辣椒油，残渣含高蛋白；辣椒种皮可以提取辣椒红色素、辣椒碱，残渣再配上面酱、油、鲜味剂，可制成精制辣酱。一个姜黄原料可以同时生产出姜黄油、姜黄素、姜黄油树脂、姜黄粉、乳化姜黄色素等多种产品，大幅度降低了成本，提高了经济效益。

5天然食用色素的研发

目前正在研究开发的天然食用色素种类有：五味子红色素、紫苏色素、山楂色素、落葵红色素、黑加仑色素、茶色素、柿皮色素、龙葵色素等，其中不少种类显现出良好势头。天然食用色素的研究与开发存在两大难题：一是缺乏具有商业利用价值的色素资源；二是天然食用色素本身的稳定性问题。这样就导致了天然食用色素价格昂贵，在很大程度上也限制其在应用上的普及。

在解决天然食用色素的稳定性差方面，人们也进行了各种各样的探索。例如将甜菜红与茶色素结合使用稳定性大大提高；类胡萝卜素为油溶性色素，耐热性强而耐光性差，当与ＶＣ、ＶＥ或天然抗氧化剂合用时，能较大程度地增强其耐光性；用明矾、酒石酸钠、磷酸等作稳定剂，与蒽醌类天然色素并用，可防止颜色变化；叶绿素通过用铜取代镁，再制成钠或钾盐，则变成了非常稳定的绿色素；采用微胶囊化技术提高天然色素稳定性，另外还可以利用生物技术，改变天然食用色素的色调，扩大其应用范围。

在色素资源的利用上，我国疆域辽阔，有着天然色素生产所需的丰富植物资源，西部可开发的色素资源尤为丰富：如内蒙古、新疆等地的越橘浆果，就是红色的色素原料；从沙棘果中可提取沙棘黄色素；从南瓜中可提取叶绿素；从大金菊中可提取大金菊黄色素；从姜黄中可提取黄色素等等。还有已开发的天然色素，如辣椒红、橘皮黄、玉米黄、高粱红等资源也很丰富。如何充分发挥天然色素的资源优势，转化为具有商业利用价值的资源是关键。

总结

To sum up, from security considerations, the use of edible natural pigment is ideal, as for the natural pigment has some weaknesses, can fully understand the pigment

itself and to add food ingredients, its in-depth study and test, believe can be gradually solved.

But also need not be completely excluded from the use of synthetic pigment and natural pigment, for not all natural pigment is safe and reliable, with individual plant pigment with certain medications, in regular and large intake, is harmful. Therefore, in efforts to develop natural pigment resources at the same time, in view of safety test based on, and from the world food industry development trend, also want to study natural pigment synthesis, in strict accordance with the national standard varieties, scope and dosage to the selection and proper use of colorant.

综上所述, 从安全性方面考虑, 使用食用天然色素是比较理想的, 至于天然色素的一些弱点, 可通过充分了解色素本身的性质及所要添加的食品的成分组成等，对其的深入研究及试验, 相信是可以逐渐得到解决的。

但亦不必完全排斥合成色素而使用天然色素,须知并非所有的天然色素都是安全可靠的,有个别的植物色素由于有一定的药物作用, 在常期和大量摄入后, 也是有害的。因此在努力开发天然色素资源的同时, 在认为进行安全性试验的基础上, 和从世界范围内食品工业发展的趋势看, 也要进行研究天然色素的全合成工作,严格按照国家标准规定的品种、范围和使用量来选择和正确使用着色剂。

参考文献

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