食用天然色素研究应用现状及其发展前景展望

苗璇 （甘肃省天水市天水师范学院生命科学与化学学院 741000）

一、引 言

食品的色、香、味是影响食品优劣层次的基础性准则，特别是食品的颜色色调是影响大部分消费者挑选食物的重要鉴别因素。为改善食品的感官性质、保持良好的色泽，在食品加工过程中通常需要加入食用色素来提高食品的商品性，消费者往往通过对食物色泽的感知来辨别食物的新鲜程度，从而选择食品，增进食欲。所谓食用色素又称食品添加剂，是指为食品着色为主要目的的食品添加剂，主要分为食用合成色素和食用天然色素两大类。

食用合成色素是人们通过化学的方法，借以不同的化学机理和反应配比等生产出不同的仿真性色素。根据实际调查和数据取证，绝大部分食用合成色素对人体的生理机能、药理效果、养生保健等具有一定程度的影响，引起了社会各界的关注。国内外相关研究领域的工作人员也对其做了进一步证实该结论的准确性的研究，并对食用合成色素的使用制定了相关的禁用条例和使用规则，对其使用进行严格的控制管理。

而食用天然色素是由动植物组织及矿物等原料中提取的一类食品着色剂，不仅给予消费者视觉上的真实感，给食品增添了风味，而且充实饱满的弥补了颜色对食品的负面影响，具有非常广阔的应用前景。现阶段，国内外研究发现，天然色素不仅安全性高，色泽柔和，而且具有一定的生理活性，属于功能性天然食用色素。尤其是欧美一些发达国家在食品中使用天然色素的比例已达85%,并有完全取代合成色素的趋势。而在我国，有65种色素被批准允许在食品行业中使用，其中植物类色素48种，目前我国每年生产的食品色素中天然色素占了90%，其中从植物中提取和通过微生物发酵而来的天然色素占20%，其余为焦糖色素。而在使用量上我国都是低于国际标准的，因为现阶段还有一部分天然色素没有可靠型的检测方法和指标。食用天然色素的开发﹑应用研究和安全性评价也成为相关科研工作者及食品企业从业者研究和工作的重点。研究其发展对我国食品工业的发展有着重要和深远的意义。

二、食用天然色素的分类

食用天然色素的取材广泛、品种繁多，其主要原料资源可分为：矿质天然色素资源、动物天然色素资源、微生物天然色素资源和植物天然色素资源等，而研究应用较多是植物天然色素资源。据统计，世界仅含有色素的植物就有2000多种，举例来说，类胡萝卜素就有600多种。已证实的植物色素资源如：仙人掌果、鸡冠花、红木、黄菊花越桔、红心萝卜、菠菜、山楂、酸枣、芝麻、沙棘、桑椹、红辣椒、黑米、红花、黑豆、胡萝卜、栀子、螺旋藻、樟树等将近几十多种常见植物，其中绝大多数属林产植物。根据现有的资料文献显示，食用天然色素的分类将要比预期多，表1通过各种文献研究对天然食用色素的分类进行了总结。

综上表，食用天然色素取材范围面广，品种多样，选择性较强，有着很大的发展潜能。

而食用合成色素，是用人工方法进行化学合成而制得的有机色素，多数人工合成色素是苯、甲苯、萘等经过磺化、卤化类系列有机反应后生成的物质，而苯、甲苯、萘是在煤焦油中分离出来的。依据化学结构可将其分为两类：偶氮化合物和非偶氮化合物。其中偶氮化合物又分为油溶性和水溶性，油溶性的合成色素不溶于水，进入人体后不能被有效分解排出，毒性很大，而水溶性的合成色素一般认为亲水性强，体内残留量较小，毒性弱。但多数食用合成色素属于煤焦油染料，不仅没有对人体保健的营养价值，而且多数是有害的。即使依照化学特殊的可变换性，我们可以根据不同的配比、加工、合成、调色等方式方法手段得到人们理想中的颜色，但因他们主要依赖于化学化工生产，并且在研发、生产、使用过程中都存在着安全隐患，在使用安全上不能得到保障。参照两者分类上的对比发现，尽管食用合成色素可以满足消费者对颜色种类的不同需求，但从原料天然型范围，还是种类丰富程度上都逊色于天然色素，天生的自然特性可以明显突出食用天然色素的发展前景更为宽阔，拓展层延展性强。

三、食用天然色素的特点

文献证明，早在公元前1500年，人类就开始在食物中使用天然色素，古埃及人利用天然提取物和葡萄酒来改善糖果颜色。我国古代的《食经》和《齐民要术》等书中，有关于利用天然色素为食品和酿酒着色的记载，如用艾青做青饺；用红米和茜草科植物使食品着色等；《史记·货殖传》也记载了古人在东周及北宋年间对天然色素的提取和使用。从古至今，食用天然色素早已融入人们的生活当中是不可割舍的，因而人们对它的特性就有了详实的记载。

食用天然色素来源自然，原料种类多，基本上对人的生理条件没有毒害作用。所以它不仅仅能调节食品色调色泽，还在保留着植物等原材料内部的天然物质的基础上兼并着营养、保健等功能。表2将其优劣特点作了必要性的总结概述。

相对来说，食用合成色素在特点方面略胜一筹，但是它所带来的危害是不可估量的。表3同样将食用合成色素的优缺点总结如下：

结合表2和表3的总结，我们可以对比出，食用天然色素的优势是社会关注的热点问题，例如生态保护、医药保健等。而食用合成色素即使有色素具备本质性的优良特点，但在经济和社会焦点问题上没有立足之地，反衬出食用天然色素对人们的生活有着明显的辅助作用，很容易融入其中。随着健康问题被消费者广泛关注，人们对食品安全意识的提高和认识程度的加深，食用天然色素被期望性将会越来越高，这对它的发展有着重要影响。

表2 食用天然色素的优缺点汇总表

表1 食用天然色素各条件下的分类汇总表

四、食用天然色素的提取方法

近几年，科研人员对食用天然色素的研究提取开发出诸多方法，针对其特殊性、优劣点采用不同的措施，目的是为了提高其产率，加大其开发利用，拓宽食用天然色素在食品商业方面的创造价值和实用价值。表4列出了几种常用制备提取方法的利弊。

表中只是对部分方法进行概述，提取方法除此之外还有回流技术、逆流萃取技术等。这些技术的引入，大大提高了生产效率，缩短了提取时间，为了提高食用天然色素的纯度和质量，除了表中列举的精制方法外现有两相溶剂萃取精制法、吸附与解吸精制法等。

然而食用合成色素的制备及提取方法就不逐一列举，但它运用的科技水平含量高于食用天然色素相比较，所以当下我们所面临的棘手问题就是避开食用天然色素的弊端，寻求更好的途径，在食用天然色素品种和产量上有突破性的进展。

五、食用天然色素的研究应用现状

到目前为止，食用天然色素在餐饮等行业有着不可预测的发展速度和拓展空间，同时正处于复兴时期。由于食用天然色素真实性、安全性比食用合成色素可靠，以及具有一定的生理功能，例如抗氧化、抗肿瘤、抗癌变、抗畸变、抗突变、抗高血糖、间接性治愈不孕不育等；药理作用，例如叶黄素属于类胡萝卜素系的叶黄素类，可用于预防老年性视网膜黄斑退化引起的视力下降和失明，延缓眼睛退行性疾病的发生；营养成效，例如可以从动植物、矿物质以及微生物体内获取到人们所需和必须的维生素或者人体所紧缺的氨基酸等微量化学物等优点而备受推崇。与此同时，食用天然色素也对饮料类、乳制品类、糕点类、水产加工类、肉制品加工类、豆制品类、水产品类、糖果类、加工水果蔬菜类、调味料类、腌制品类、精细化妆品类等领域都有所涉及和影响。随着现有科学技术水平的进步，再加上国内对其研究与开发的重视，结合我国幅员辽阔，资源丰富的优势条件，为食用天然色素的探究奠定了相当坚实的基础。

表3 食用合成色素的优缺点汇总表

表4 几种天然食用色素的制备方法及其比较

近年来根据较多研究调查发现，大部分食用合成色素不但不能供给人体所需营养，维护人体生理健康，还可能导致生理性疾病的病发或突变，给人们的生活造成危害。一般来说，食用合成色素对人体的毒性作用可能有好几个方面，其中人们最关注的是合成色素的致癌性，特别是偶氮化合物类合成色素的致癌作用尤为明显。其次对于食用了添加食用合成色素的婴幼儿食品的儿童，无疑对其身心发展、体格成长百害而无益。目前，各国允许使用的合成色素几乎均是水溶性色素，我国现阶段允许使用的食用合成色素共有8种，包括苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、柠檬黄、日落黄、亮蓝以及靛蓝。以上迹象表明，食用天然色素的应用范围、发展空间和安全性上都超越食用合成色素，不论是从实用性，保健性，还是环保性上，食用合成色素处境都不容乐观。近年来，随着社会、经济的发展和饮食标准的提高，饮食安全问题、生态环保问题、保健养生问题等都被人们所重视，这意味着人们对于食用天然色素的要求也会愈来愈高。在其安全性上，对原料一定要严格从毒理学检测、有害微量元素检验、卫生检验等安全性评价中得出结论，并建立和规范良好的生产制度，这些都是控制和降低食用天然色素安全危害的最优体系。

六、展 望

食用天然色素是色素行业发展中最早的一个分支，它的发展雷同于依靠人类生产生活而发展壮大的其他科学。目前国外主要以食用天然色素为重点，食用合成色素辅助性添加。而我国对于这块领域的涉足比较晚，对于两者的区分度不是很系统全面化，但是相关的制度已出台。随着人类生活水平质量的提高、科学技术的提升、医学研究的发展等以及人们对自身身体健康的重视，对食用色素天然化的愿望就愈来愈强烈，所以在逐步打开食用天然色素商业市场的过程中，必须对食用天然色素加大开发力度研发优质、优量的色素，杜绝天然色素原材料的浪费，提高其实际性的利用率和经济效益。并加强完善相关原有技术的科研化，准确并精细的确定其化学结构和特殊性，克服其稳定较差、着色弱、应用范围狭窄等客观问题，研制出多功能营养化纯天然食用色素，同时要排除因为季节、气候、地域的影响，保证原料供应的充足。在加强科研水平的基准上，我国还要对生产厂家的技术设备进行强化提升，汲取国际化的水准和优势，不断缩短与国际水平的距离，增强我国产品在国际市场上的竞争力。

近年来随着提炼和利用天然色素的技术的进步和工艺的日益完善，在轻工业尤其在食品加工行业中所使用的色素中天然色素所占的比重越来越高。在饮食行业中所用的食品添加剂，天然化即用天然色素逐渐代替化学合成色素是必然的趋势，因为它赋予了食用天然色素由食用合成色素所无法比拟的优势。那么技术人员就要抓紧时机和机遇，突出重点，着重研发功能性的天然色素，发挥食用天然色素营养作用、药理作用和保健作用等，取长补短，得益于人，打开更为广阔的商业性应用平台。

[1]余芳,彭常安.食用色素及其安全性分析[J].芜湖职业技术学院院报,2002,4(3)：20-22.

[2]SANJAY K.R,KUMARESAN N,NAIDU K.A,et al.Safety evaluation of pigment containing Aspergillus carbonarius biomass in albino rats[J].Food and Chemical Toxicology,2007,45(3)：431-439.

[3]CLYDESDALE F.M.Color as a factor in food choice[J].Crit Rev Food Sci Nutri,1993,33：83-101.

[4]赵鑫.植物天然色素研究进展[J].轻工科技,2012：17-19.

[5]欧阳杰,赵佳丽,陈旭华.天然食用色素的稳定化技术研究进展[J].食品科技,2006, (8)：182-184.