1、1食用色素摘要：食品的色泽是评价食品的指标之一。随着食品工业的发展和人们食用加工食品的增多,了解有关食用色素的知识显得非常必要。本文对食用色素的历史、性质，以及未来食用色素的发展趋势进行了综述。关键词：天然食用色素 合成食用色素 发展随着生活水平的提高，人们对食物的色、香、味提出了更高的要求。色直接影响人们对食品的评价，并且最终影响人们对食品的偏爱与选择。然而，在食品加工、贮藏过程中食品往往容易褪色和变色，有的食品本身就缺乏诱人的色泽。因此，在食品中要添加各种食用色素来补食品色调 1。食用色素目前主要分为两大类：合成色素和天然色素 2。1.食用色素的历史 3在食品中添加色素的历史最早可以追溯到
2、古代埃及,大约在公元前1500年,当地的糖果制造商就利用天然提取物和葡萄酒来改善糖果的色泽。到了十九世纪中叶,人们把一种叫藏红花的香料添加到某些食物中起装饰作用。随着工业革命的发生,食品工业得到迅速发展。矿质和金属化合物也被作为着色剂来掩盖劣质和搀假食物,更可怕例子还有: Pb3O4 和HgS 用作奶酪和糖果的着色剂,泡过的茶叶可以用砷酸盐再着色,然后在市场上卖掉.1860年,用作甜点的色素引起两次死亡事件。一些有毒化学物质也曾经被用作糖果和泡菜的着色剂。在1856 年,Sir Willian Henry Perkin 发明了第一个合成色素 ( mauvine)。在19世纪末20世纪初,未受审
3、批色素添加剂广泛用于欧美市场的各种流行食物中, 有番茄酱、芥末、果冻和酒类等。市场上出现80 多种人工合成色素, 其中一些是用于纺织业的,不是食品业。许多食品色素从来没有做过毒理和其它负作用方面的测定。从1900年以来,大量人工合成色素生产以苯胺为原料,这是一种有毒的石油产品。最初,这些色素初称作煤焦油色素,因为合成的原料来自于含沥青的煤。早期的色素来源于植物、动物和矿质原料, 在20世纪初期仍然在食品中使用,但生产商在经济利益的驱使下逐渐将它们淘汰了。化学合成色素的生产工艺简单,价格低廉,染色性能非常理想,并且用量小,不会对食物产生不良风味。但随着合成色素使用量的增长，安全问题逐渐引起人们的
4、关注。结果世界各国出2台了许多法规,如美国批准的合成色素从700种锐减到7种。然而,食品搀假仍然持续了许多年。它们与近年来对食品色素和健康持异议的新闻媒体,共同促进了消费者对食物中色素添加剂的关注。2.食用合成色素食用合成色素通常指以煤焦油为原料制成的食用色素。实际上食用合成色素就是染料 4。19561957年在罗马召开的国际抗癌会议上指出：一些色素的硝基在人体内可能变为氨基而形成致癌物质的-萘胺。全世界 50年代至少有100多种合成色素，现已减到60多种，近年来发现使用的品种至少25种具有致癌性。目前我国使用的七种食用合成色素是：胭脂红、苋菜红、日落黄、赤藓红、柠檬黄、靛蓝、亮蓝。随着经济的
5、发展，我国食品结构发生了很大变化，食用合成色素在食品工业中的作用也越发突出。合成色素年产量已增至1000吨左右。使用范围限于饮料、配制酒、糖果、糕点、青梅等，禁止用于肉类、鱼类、水果及其制品等。但是一些食品企业采用不正当竞争手段超量使用合成色素 5。2.1食用合成色素的性质食用合成色素多以苯、甲苯、萘等化工产品为原料，经过磺化、硝化、卤化、偶氮化等一系列有机反应化合而成。从结构上分为偶氮色素类( 苋菜红、胭脂红、日落黄、柠檬黄等)；非偶氮色素类( 赤藓红、亮蓝、靛蓝等)。这些色素的分子量在450880之间,最大吸收波长在428630 nm 之间。耐氧化还原性能均较差；耐热、耐光性能稳定( 靛蓝
6、除外)；胭脂红、诱惑红、日落黄、靛蓝在碱性条件下不稳定, 赤藓红、靛蓝在酸性条件下不稳定。目前, 我国允许使用的食用合成色素均是水溶性色素,不溶于油脂、醚和蜡,在乙醇中微溶或不溶。为了改善合成色素的溶解性, 近5年来,一类特殊着色剂色淀已投入生产。色淀是由可溶性色素沉淀在许可使用的不溶性基质( 通常为氧化铝)上制备所得,对光、热稳定性提高,水溶性消失,被应用于粉末或油脂食品。合成色素多为含有RN= NR键、苯环或氧杂蒽结构的化合物, 它们对人体存在一定的不安全性 6。2.2常用食用合成色素和它们的性状苋菜红: 为紫红色均匀粉末 ,无臭,0.01 %水溶液呈玫瑰红色。我国食品添加剂卫生标准规定,
7、苋菜红最大使用量为0.05g/kg。使用范围包括果味水、果味粉、3果子露、汽水、配制酒、糖果、糕点上彩、红绿丝、罐头等,婴儿食品不得使用。人体日允许摄入量为00.75mg/kg。使用时一般可分为混合和涂刷两种,混合法适应于液态与酱状或膏状食品,即将欲着色的食品与色素混合并搅拌均匀 7。胭脂红: 为红色至深红色粉末,无臭、溶于水呈红色,溶于甘油而微溶于乙醇,不溶于油脂。20时100毫升水中可溶解23g ,耐光性、耐酸性尚可,但耐热性、耐还原性相当弱,耐细菌性亦较弱,遇碱变成褐色。我国食品添加剂卫生标准规定,胭脂红最大使用量为0.05g/kg ,婴儿食品不得使用。胭脂红的使用范围同苋菜红。人体日允
8、许摄入量暂定为00.125mg/kg。柠檬黄: 为橙黄色均匀粉末 ,无臭,0.1 %水溶液呈黄色,溶于甘油、丙二醇、微溶于乙醇,不溶于油脂。21时的溶解度为:11.8 %(水) ,9 %(10 %乙醇) ,3 %(50 %乙醇 ) 。耐热性、耐光性、耐盐性均好。耐氧化性较差,遇碱稍变红。还原时褪色。我国食品添加剂生标准规定,柠檬黄最大使用量为0.1mg/kg ,婴儿食品不得使用。使用范围同苋菜红。人体日允许摄入量暂定为00.75mg/kg。日落黄: 为橙色的颗粒或粉末 ,无臭,易溶于水。 0.1 %水溶液呈橙黄色,溶于甘油、丙二醇,但难溶于乙醇,不溶于油脂,在21 时的溶解度为25. 3 %(
9、水) ,0.9 %(50 %乙醇) 。耐光性、耐热性、耐酸性非常强,耐碱性尚好,唯遇碱呈红褐色。还原时褪色。是安全性高的合成食用色素。我国食品添加剂卫生标准规定,日落黄最大使用量为0.1g/kg ,婴儿食品不得使用。使用范围同苋菜红。人体日允许摄入量暂定为02.5mg/kg 。靛蓝: 为蓝色均匀粉末 ,无臭,0.05 %水溶液呈深蓝色。对水的溶解度较其他食用合成色素为低。溶于甘油、丙二醇,不溶于乙醇。在21时的溶解度为:1.1 %(水), 0.8 %(10 %乙醇),0.2 % (50 %乙醇),对热、光、酸、碱、氧化都很敏感 ,耐盐性及耐细菌性均较弱,还原时褪色,但着色性好。我国食品添加剂卫
10、生标准规定,靛蓝最大使用量为0.1g/kg,婴儿食品不得使用, 常与其他色素混合使用,使用范围同苋菜红。人体日允许摄入量暂定为02.5mg/kg。樱桃红: 为红到红褐色的颗粒或粉末,无臭,易溶于水,0.1 %水溶液呈微带蓝色的红色。可溶于甘油及乙醇,不溶于油脂。着色性、耐热性、耐碱性、耐氧化还原及耐细菌性均好,但耐酸性与耐光性差,因而不宜用酸性强的清凉饮料和水4果糖着色,比较适合于需要高温烘烤的糕点类等的着色,一般用量为1/ 10000、1/50000。樱桃红的安全性高,人体日允许摄入量为 02.5mg/kg。亮蓝: 为具金属光泽的红紫色粉末,溶于水呈蓝色,可溶于甘油及乙醇,21时在水中的溶解
11、度为18.7 %。耐光性、耐酸性、耐碱性均好。适用于糕点、糖果、清凉饮料及豆酱等的着色。允许含量510ppm左右 ,使用时可以单独使用或与其他色素配合成黑色、巧克力色等应用。本色素安全性较高,无致癌性,人体日允许摄入量为12.5mg/kg。3.食用天然色素随着社会及科技进步,天然色素在食品行业使用逐渐普及使用技术逐渐提高。天然色素的研究与开发受到世界各国重视,目前国际上已开发食用天然色素100余种，中国正式批准共47种。目前,我国提取天然色素的原料多为植物性原料,主要包括一下三种：从人工种植植物中提取天然色素，如辣椒红色素、甜菜红色素、姜黄色素、红花色素、黑芝麻色素、红甘蓝色素、黑米色素等；从
12、农产品副产物或废弃物中提取天然色素，如高粱红色素、橘皮色素等；从野生植物浆果类提取天然色素，如越桔红色素、黑加仑色素、万寿菊色素等。这些资源在我国取之不尽，用之不完，如能科学合理利用，不但可以大大降低天然色素成本，增加经济收入，且对国家农业种植结构调整都具有潜在意义 8。3.2常用食用天然色素和它们的性状目前, 我国食品卫生法允许使用的食用天然色素有:(1)甜菜红: 是红甜菜(紫菜头) 根中提取出的甜菜花青和甜菜黄素,为红或紫红色粉末, 可溶于无水乙醇,耐热性差,对光和氧敏感,着染性较好。主要应用于果味水(粉)、果子露、汽水、配制酒、糖果、糕点上彩装、红绿丝、罐头浓缩果汁、青梅等生产中, 可按
13、生产需要量使用。(2)姜黄色素: 是多年生草本植物姜黄的块茎中含有的黄色色素,为橙黄色粉末,不溶于冷水, 溶于乙醇、丙二醇、冰醋酸和碱性溶液；遇铁离子易变色,对光、热稳定性较差。着色力较好,尤其对蛋白质着色力较强。甜菜红可按生产需要量添加。(3)红花黄色素: 由菊科红花属植物红花中提制而成,为黄色粉末,能溶于水、乙5醇和丙二醇, 不溶于油脂。在食品中使用量不超过0.02g/kg 。(4)叶黄素: 由万寿菊中提取的类胡罗卜素的衍生物,为深棕色膏状树脂,含量高时呈桔黄色结晶或粉末,易溶于乙醇、丙酮,不溶于水,具有强抗氧化能力,可预防各种疾病(包括癌症)。色泽鲜艳,可广泛用于食品、化妆品、烟草及药品
14、等的着色。(5)叶绿素铜钠: 是以波菜或蚕砂为原料制成的, 为蓝黑色带金属光泽粉末状或绿色的膏状,耐热性好,在100加热时仍可长期保存不变色,食品生产中最大使用量为0.5g/kg。(6)辣椒红色素: 是从红辣椒中提取的一种天然色素,属于类胡萝卜素,为橙红色粉末或膏状, 不溶于水,溶于乙醇、油脂及有机溶剂,生产时可按需要量添加。(7)菊花黄: 是从菊科植物大花金鸡菊的花序中提取的棕褐色浸膏,易溶于水和乙醇,着色力较强,耐温和光,最大使用量为0.3 g/kg 。(8)黑豆红色素: 野大豆种皮的提取物,为紫红色粉末,易溶于水和稀乙醇,耐热、耐光性较好,特别适用于果酒饮料和可乐型饮料的着色,最大使用量
15、为0.18 g/kg。(9)高梁红色素: 从高梁壳中提取出的砖红色不定型粉末物,溶于水和稀乙醇液,对光热稳定, 能耐较高温度加工,添加于畜肉、鱼、植物蛋白、糕点中,可染成很好的咖啡色或巧克力色, 最大使用量为0.4g/kg。(10)玉米黄: 由黄粒玉米提取物黄蛋白中提出的B2胡萝卜素混合物,不溶于水、乙醚、丙酮等,为柠檬黄色,鲜艳柔和,无异味,适用于非液体食品着色,在人造黄油中添加,比使用维生素B2效果更佳,最大使用量为5.0g/kg 。(11)胡萝卜色素: 胡萝卜色素是从红心萝卜中提取的，为紫红色粉末，溶于水。胡萝卜色素是人类食品中的正常成分，也是必需的微量营养素，在人体内可转变为维生素A，
16、能增加食品风味和营养，可用于饮料、配制酒、罐头、蜜饯、油质食品或人造奶油、酥油等食品的着色，也可用于面制食品的着色，安全性高，着色力均衡。用量按正成的组织损伤、细胞衰老等病变，对脂质过氧化有抑制作用,防止视网膜的光损伤,用于食品强化可防止人体维生素A 的缺乏症和干眼病 9.(12)越桔红: 是野生越桔浆果中花生素类色素,适用于果汁、冰淇淋等食品生产,可6按生产需要量添加。4. 食用色素的最新发展4.1合成近五年来色素发展的一个方面是提高天然色素和天然替代色素的稳定性,因为它们本身的稳定性和溶解性差异很大。合成色素的发展集中在加工工艺方面。色素的稳定性、实用性和色彩主要受色素配方中添加成分的影响
17、。添加成分对成品的使用特性也有影响。色素配方的发展主要集中在以下四个方面:(1) 使用乳化剂、抗氧化剂和稳定剂, 使脂溶性的色素在水相中均匀分布。(2) 利用生育酚和棕榈酸盐等抗氧化剂的增效作用提高色素对氧化的稳定性。(3) 提高色素在软饮料和果冻的酸稳定性和透明度。(4) 利用色素替代一些引起消费者过敏的成分,如花生油和转基因玉米、大豆等。果冻、糖果和某些饮料要求色素色泽稳定、透明。脂溶性的色素如胡萝卜素和红辣椒在乳化以后产生模糊的色泽,加入聚山梨醇酯就可以解决这个问题。Overseal foods 公司的晶体胡萝卜素和红辣椒就有很好的氧化和酸稳定性。天然替代色素的发展主要在去除功能性花生油
18、和明胶等可能引起过敏的成分,以便大多数消费者能够接受。玉米油可以替代花生油,牛胶可以用鱼胶替代。Hoffman la Roche 10 公司最近开发出一种新的7% CWS( cold watersoluble) 色素。呈现黄色背景和几乎完全透明的分散体系。这个色素配方包括- 胡萝卜素, 还有玉米油、鱼胶、麦芽糖糊精、蔗糖和二氧化硅以及抗氧化的棕榈酸盐、dl - 生育酚。可以用于软饮料、糖果和奶制品。4.2 生产工艺加工技术对天然色素和合成色素至关重要。把色素制粉,然后用难溶解的载体包装,产生的一系列悬浮液性能大大超过原来的溶液。这项技术对天然色素的好处是:(1) 提高色素对光的稳定性,拓宽了它
19、的使用范围,如酱油、调味品和软饮料 11 。(2) 使水相分散色素在油相中分散, 如甜菜根抽提物和焦糖。(3) 减少一些添加物的含量,如聚山梨醇酯80,它在日本市场就会受一些法律限7制,在一些食品中有起泡问题。(4) 用普通的水溶性色素生产不同颜色深浅的色素。姜黄色素可以呈现不同浓淡的金黄色, 而深红色素能形成从紫红到粉红的一系列色彩。(5) 颜色漂移少。(6) 喷雾干燥和配方工艺的改进促进了微胶囊天然色素的发展。高当量值的麦芽糖糊精已经被用来改善类胡罗素的稳定性 12 。例如混合的胡萝卜素和胭脂染料。4.3 生物工艺改进工艺能提高色素的生产效率 13 。色素生产涉及到植物细胞和组织培养、微生
20、物发酵和基因调控等方面的研究工作。然而,在确定一种安全的食品添加剂以前,要对该产品做全面的安全性评估，也存在研发投资和生产设备方面的困难。植物组织培养是生产天然色素的有效途径 14 。类胡萝卜素、花青素和Betalain 都已经用植物组织培养来生产, 但目前的技术还难以实现连续生产, 因为大多数的色素贮存在细胞里, 细胞并不排泄到体外。到目前还没有食品级的色素可以通过植物细胞组织培养来大规模地生产。因而,就要重点解决组织培养这个难题。和那些从天然植物中分离出来的色素一样,组织培养分离的色素也存在稳定性的问题。就生物工艺来说, 单细胞的藻类和真菌更适合于生产新色素。胡萝卜素可以在反应器中发酵生产
21、。目前在市场上已经作为食品添加剂销售( DSM Gist Brocades Delft Heeren, The Netherlands)。5.发展方向色素与食品的关系密不可分。色素赋予食品诱人的色泽,从而给消费者带来良好的感官质量和强烈购买欲 15 。人工合成色素在合成过程中,有的可能混入砷、铅、汞等污染物,长期食入含有着色剂的食品后,人体健康会受到影响,过量的污染物还会对人体主要脏器造成损害 16。在合成色素方面,今后的研究重点是如何提高合成色素的安全性。人工合成色素是科学技术发展的产物，本身并没有错，重要的是看怎么使用 17。崇尚天然、安全第一是世界食品发展的潮流，使用天然食用色素已成为必
22、然。虽然天然食用色素的染色较弱、稳定性较差、使用剂量较大、价格较高，另外天然色素本身还存在染着性差、难配色以及异味 18，并常受到加工条件的限制，随着未来研究的不断深入, 食用天然色素也8将会在实验室中通过克隆所需材料进行生产, 食用天然色素生产从头到尾实现工厂化、工业化 19,在“ 回归自然，追求绿色”呼声越来越高的今天，其使用数量以每年4%的速度递增，这充分显示出天然色素的发展前景光明 20。参考文献1朱洪波,巩江,倪士峰等.食用天然色素的化学成分及保健作用研究概况J.西北药学杂,2010,(2).2乐一鸣.国内外天然着色剂现状和发展趋势(上)J.上海化工,2005,(2).3杨虎清.食品
23、色素的过去、现在和未来J.中国食品添加剂,2002,(3).4张国文.食用色素的研究现状与前景J.粮油食品科技,2004,(6).5尹卫平,吕本莲.精细化工产品及工艺M.上海：华东理工大学出版社,2009.6聂晶.食用合成色素研究动态(综述)J.中国食品卫生杂志,2002,(1).7干雅平,申秀英等.食用色素及其应用现状J.生物学教学,2006,(1).8左玉,天然色素研究与应用J.粮食与油脂,2006,(9).9王 薇.食用天然色素的营养保健作用J.中国食物与营养,2005,(1).10Ruijter,H. New innovative - carot ene product J.Food
24、Marketingand Technology,1998,( 98):16 18.11Hansen,C.The advantages of natural colours in food products. Food Marketing and Technology February J 1999, (99): 12 15.12Desobry, s. Preservation of -carotene from carrots J . Crit ical Reviews in Food Science and Nutrition, 1998,( 38):381 396.13Pattnaik,U
25、. . Bioccolours: new generation additives for food J .Indian Food Industrry, 1997, ( 16) : 21 27.13Cormier, F. Food colourants from plant cell cultures. Funct ionalityof Food PhytochemicalsM . 1997, 201 222, New York: PlenumPress.15夏洁如，向晨茜，忘洪伟.食用天然色素功能应用及发展趋势J.中国酿造，2008,（22）.16姜培珍.食品添加剂使用中的安全问题与管理对策J.上海预防医学杂志,2004,(6).17朱海英,黄万.食品安全法背景下合成色素的问题及对策J.现代医药卫生,92011,(8).18曾顺德,漆巨容等.天然食用色素的提取纯化及应用J.食品研究与开发,2004,(6).19丁家兴.食用天然色素的应用及发展J.甘肃科技,2002,(5).20庞善良.天然食用色素常识J.农产品加工,2003,(12).
