天然食用色素的研究现状

高 媛，聂 迪，姬妍茹，董 燕，于宗玄，杨庆丽

(黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江大庆 163319)

色素与人们的日常生活密切相关，在食品工业中得到广泛的应用。如酒类、饮料、糖果、糕点、肉类、乳类，食品的色泽是食品感官质量的一个重要因素，色素可以保证其良好的感官要求。随着近代化学的发展，使人工化学合成的色素很大范围内主宰了色素市场。但由于合成色素一般带有不同程度的毒性，有的甚至是致癌物质，因此天然色素在食用和药用上便起到了不可替代的作用，随着人们对于食品安全的关注，天然色素有望逐渐代替化学色素［1］。天然食用色素主要从自然界各种植物中提取，其中很多品种，均具有生理活性。相对合成着色剂而言，更加安全无毒。是国际上竞相开发的重点。近十多年来，我国有多种天然着色剂经国家主管部门批准使用。天然色素种类很多，主要成分虽有不同，但可据化学结构式归为以下几类［2］:

1 类胡萝卜素色素

类胡萝卜素通常和叶绿素共存于植物的叶子和果实中，目前已发现有几百种，按其化学结构和溶解性，又可分为两类:(1)胡萝卜素类:系共扼烯烃，易溶于石油醚，如:β－胡萝卜素存在于胡萝卜、水果、蔬菜及盐藻中;番茄红素存在于番茄、西瓜、杏等水果中。(2)叶黄素类:系共扼多烯烃的含氧衍生物，易溶于乙醇，主要品种有玉米黄素存在于玉米、辣椒、桃、柑橘、蘑菇中;隐黄素主要在番木瓜、南瓜、黄玉米中;辣椒红存在于辣椒中;叶黄素存在于万寿菊属植物金盏花中;胭脂树橙，存于胭脂树中;桅子黄，存在于桅子果实中;藏红存在于藏花属及桅子属的花中;等等。天然胡萝卜素已经成为卫生部批准作抗辐射保健食品。据美国研究表明:富含叶黄素和玉米黄素的饮食，能降低老年性视网膜黄斑变性和患白内障的危险性。近年来经国内外大量研究结果表明:黄酮类具有抗氧化，消除自由基，抗脂质过氧化活性，预防心血管疾病以及抗菌，抗病毒，抗过敏等功效。是当今国内外从天然物中提取功能性添加剂和配料的研发热点［3］。

2 黄酮类色素

黄酮类广泛存在于植物界，包括各种衍生物，已发现有数千种。在自然界以单体黄酮存在极少见，但在我国长白山报春植物叶表面被发现，一种淡黄色粉末，是黄酮。各种黄酮分类大致可分为黄酮类，黄酮醇类，黄烷酮类，双氢黄酮醇，查尔酮类，异黄酮类，噢黄类，异黄烷酮类，黄烷类，黄烷醇类，双氢查尔酮类，双黄酮类，黄酮类化合物因连接有发色基团而呈色，从淡黄色，黄色，至橘红不等。一般查尔酮呈黄色，噢黄酮呈黄至橘红色，黄酮醇有游离羟基时呈淡黄色。有的则不呈色如异黄酮、双氢黄酮［4］。不同种类的黄酮存在于不同科、目、属、种的植物中。在植物的不同器官如皮、根、花中，存在的黄酮也不一样。主要常见的黄酮类色素例举如下:(1)芸香昔呈淡黄结晶，有报道，芸香昔对AGE(体内蛋白质糖基化反应终产物)有抑制作用。而AGE是糖尿病的发病因素。因此类黄酮芸香昔，有可能成为预防糖尿病的保健品［5］。(2)榭皮素呈黄色结晶，中药常用于利尿消炎，存在于苹果、梨、柑橘、啤酒花、玉米、洋葱中。(3)山奈酚呈黄色结晶，存在于苦棣、草棉、连香树中。(4)金丝桃昔，存在于越橘、熊果、胡桃叶和大果山植的花和种子中，具有降低胆固醇和防止胆固醇在血管中沉积的作用。(5)红花昔，中药常用于活血通经，存在于红花的黄色素。

黄酮类色素是带C6－C3－C6的水溶性酚类物质，能捕捉生物体内膜脂质过氧化自由基和超氧化物，切断体内导致衰老和疾病的脂质过氧化连锁反应［6］。

3 花青昔类色素

花青昔类色素又称花色素，存在于植物的花、叶、果中。由糖昔配基和糖组成。一般情况下为水溶性，但受pH影响会变色，酸性呈红色，碱性呈蓝色。对光、温度、氧均敏感［7］。主要的花青昔色素有:

(1)葡萄皮红，含锦葵花素－3－葡萄糖昔，芍药素、花青素配糖体呈红至紫红色。从压榨葡萄汁的残留物葡萄皮中提取。有较好的抗氧化功能，有益于预防冠心病和动脉硬化。

(2)红甘兰色素，含瑰甘兰素，呈紫红色。存在于红甘兰叶表皮。主要成分为矢车菊昔。欧盟及美国均列于人食品添加剂名单。据报道，甘兰还富含叶黄素和玉米黄素。

(3)紫苏色素，主要成分为紫苏在酸性中呈紫红色。对光和热较稳定。从我国食药两用的紫苏提取。有解毒、散寒、行气和胃的功效。国内传统用于调料。

4 叶绿素

叶绿素是由叶绿酸、叶绿醇和甲醇三部分组成，广泛存在于高等植物的叶、果和藻类中，和蛋白质形成叶绿体。由于叶绿素单体不稳定，食品添加剂叶绿素是其衍生物铜钠盐。一般可从蚕粪中用溶剂提取。具有补血，促进造血，活化细胞，抗菌消炎等功效。近年又发现叶绿素有抑制癌细胞生成的作用［8］。叶绿素还能有效抑制黄曲霉毒素的致癌效应，具有显著的抗癌作用，对拮抗环境和食物诱变剂很有潜力，这无疑是下一步要研究的热点和重要的食品及医学价值［9］。

5 其他类色素

其中如姜黄、红曲米、红曲红、花生衣红、藻蓝、紫草红等品种。均有研究报告证明它们具有促进健康的功能。有些用量有一定限制，有些基本无毒，可按使用需要适量添加，如:红曲、姜黄色素、紫草红等。天然食用色素很多具有防病抗病的生理功能。

对于天然色素除按照结构划分外，按色素颜色分类又可分为:食用天然红色素，包括高粱红、紫草红、越橘红、辣椒红等;食用天然黄色素，包括玉米黄、沙棘黄、栀子黄色素、多穗柯色素等;食用天然黑色素，包括香蕉皮黑色素、葵花籽皮黑色素及黑芝麻黑色素等。按色素的溶解性分类还可分为:水溶、油溶、乳浊、固体粉末型色素等类型。

天然食用色素一般稳定性较差，对光、热、酶菌等较敏感。因此对于天然色素的提取存在一定困难，提高了成本，为保持其天然性与稳定性，可根据色素的原料、用途及剂型不同用常规的物理方法，如溶剂提取法、熬煮法、压榨法、粉碎等方法。但随着技术的发展也可酶反应法、超临界萃取法等先进技术规模化提取，为其应用提供保障［10］。

我国有丰富的多样化的植物资源，很多植物的花、叶、果、皮均含有类胡萝卜素、黄酮类、花青昔等多种功能成分，远在黄帝时代就有“玄冠黄裳”的名称，这说明那时候已有了黑色和黄色染料，据考证，那是天然色素(植物或矿物)。我国人民在很早以前就采用南瓜叶等作为糕点的着色染料。有些植物在古籍书中曾有记载如:乌饭树叶有止咳、强筋、明目、润肤色的功效。近代研究证明，乌饭树汁含有榭皮素、花青昔、黄酮类、微量元素等功效成分［4］。卫生部批准有几十种食药两用的草药，可供开发天然色素选择，有些已经列入了卫生部批准的保健食品目录［11］。相信随着毒理学研究的进展，功能性天然色素的品种会愈来愈多，在食品中的应用会更加广泛。而且随着经济的快速发展，人类生活水平的提高和医学的发展，人们对于食品添加剂天然化的要求会愈来愈强烈，有益于人类健康的天然色素必将逐步取代合成色素，在食品中得到更为广泛的应用，天然色素的发展前景会更加光明。

［1］尤新.天然食用色素和功能［J］.中国食品添加剂，2002，1 －3.

［2］李鸿英.食用天然色素［M］.南京:南京大学出版社，1992.

［3］杨政水，袁德奎，罗显华.天然类胡萝卜素色素的特性与开发利用研究［J］.食品研究与开发，2005，26(1):110 －113.

［4］王立，姚惠源.乌饭树树叶中黄酮类色素的提取与分离纯化［J］.食品与发酵工业，2005，30(9):120 －125.

［5］梁海燕.类黄酮化合物对AGE的抑制作用［J］.天然产物研究和开发，2002，(2):10 －12.

［6］吴晶，黄澜，吕圭源.天然色素的药理作用研究概况［J］.时珍国医国药，2005，16(9):915 －916.

［7］顾林，朱洪梅，顾振新.花青素的生物合成和成色机理及提高其稳定性的途径［J］，食品工业科技，2007，28(11):240 －244.

［8］黄持都，胡小松，廖小军.叶绿素研究进展［J］.中国食品添加剂，2007，(3):114 －118.

［9］王静，刘昭明，肖凯军，等.天然食用色素的结构与生理活性分析［J］.食品工业科技，2007，28(12):208 －212.

［10］谭国进，蒋林斌，黄润均，等.植物食用色素的研究现状与展望［J］.化工技术与开发，2005，34(6):25 －29.

［11］马丽方，尚玲，胡爱红.天然食用色素研究现状与进展［J］.山东食品科技，2002，(7).