天然食用色素的来源_制备及应用

主要化学成分 Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
番茄红素 β－ 胡萝卜素
藏红花素 辣椒红素 胭脂树素 ３，３＇ ，４＇ － 三羟基黄酮 黄烷 ３，４－ 二醇甙 红花黄素 ８，５，７－ 三羟基花色甙 飞燕草菊糖甙 飞燕草素和矢车菊素 胭脂红酸 虫胶红酸 紫草素或紫根素 甜 菜 苷 、异 甜 菜 苷
表 １ 常见天然色素来源及化学成分 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｏｒ ｉｇｉｎ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎａｔｕｒ ａｌ ｐｉｇｍｅｎｔｓ
类别 Ｃｌａｓｓ 类胡萝卜素
黄酮素
花青素
醌类色素
甜菜红色素 姜黄色素 红曲色素
卟啉类色素 藻蓝素
焦糖色素 核黄素
名称 Ｎａｍｅ 番茄红素 胡萝卜素 栀子黄色素 辣椒红素 胭脂树橙素 黄高梁素 可可色素 红花黄素 紫玉米色素 黑豆皮色素 玫瑰茄色素 胭脂虫红 虫胶红 紫草色素或紫根色素 甜菜红 姜黄 红曲米 叶绿素铜钠盐 螺旋藻青素 焦糖 核黄素
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２００８ 年 ２ 月 第 ２９ 卷第 ２ 期
食品研究与开发
综述
２．１ 微波萃取法
ＳａｔｏＳｈｉｎｇｏ 等［５］在制备红花红色素时， 依次加入不
微波萃取法是利用微波场中吸收微波能的差异使 同的氧化－ 还原酶， 在一定的催化反应条件下使红花
萃取体系中某些组分被选择性加热， 被萃取物从体系 黄色素 Ｂ 转变为红花红色素， 产品得率是未加酶时的
微波辐射功率为 １２０ Ｗ， 辐射时间 ２４０ ｓ。许正虹［１１］确定 玫 瑰 茄 红 色 素 的 工 艺 过 程 ， 采 用 微 滤 的 操 作 压 力 为
［４］ 胡 卫 红，陈 有 为，李 绍 兰，等．激 光 辐 照 微 生 物 的 研 究 概 况［Ｊ］．激 光 生物学报， １９９９，８（１）：６６－ ６９
［５］ 杨 生 玉，卫 军，刘 宇 鹏，等．双 向 复 合 磁 场 在 诱 变 育 种 中 增 变 作 用 的研究［Ｊ］．微生物学通报，２００３，３０（５）：８２－ ８７
ＴＨＥ ＯＲＩＧＩＮ， ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＮＡＴＵＲＡＬ ＥＤＩＢＬＥ ＰＩＧＭＥＮＴ ＺＨＯＮＧ Ｑｉｕ， ＸＩＥ Ｊｉａｎ－ ｃｈｕｎ＊， ＳＵＮ Ｂａｏ－ ｇｕｏ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００３７， Ｃｈｉｎａ）
１９８０：５５０－ ５７４ ［１０］ Ｐｅａｒｌ Ｍ，Ｋｏｎｓｚｋｙ Ｅ，Ｐｏｌｇａ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｆｉｆｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ Ｓｙｍｐｏ－
ｓｉｕｍ ［Ｍ］． Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ： Ｗｉｌｌｉａｍｓ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ， １９７９：５４ ［１１］ 萨 姆 布 鲁 克，ＥＦ 弗 里 奇．分 子 克 隆 实 验 指 南［Ｍ］．金 东 雁，黎 孟 枫，
缺点 Ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ 能 耗 大 、产 品 质 量 较 差 研究不够深入 受 溶 剂 极 性 限 制 、设 备 投 资 大 应用范围相对受限 分 离 效 率 低 、步 骤 多 研究不够深入 对色素安全性有潜在影响 对大孔树脂应预处理， 防止色素产 品受污染
参考文献
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ［４］ ［４－ ５］，［７］ ［４］，［６］ ［４－ ６］ ［４］ ［５］ ［４］， ［７］ ［４－ ５］
来源 Ｏｒｉｇｉｎ 番茄、西瓜等 植物、某些单细胞藻类生物 栀子果实 辣椒果实 胭脂树的种子 高粱的外果皮和种皮 可可豆外皮 红花 紫玉米 黑豆皮 玫瑰茄花萼 寄生于仙人掌的雌胭脂虫 寄生于豆科等植物的昆虫 紫草或紫根 红甜菜块茎 姜黄根茎 红曲菌发酵产物 蚕类、菠菜叶 蓝藻类螺旋藻 砂糖、葡萄糖、淀粉与碱、胺、焙烤 液体或固体培养发酵
参考文献：
［１］ 汪天虹．微 生 物 分 子 育 种 原 理 与 技 术［Ｍ］．北 京：化 学 工 业 出 版 社， ２００５： １－ ５
［２］ 施 巧 琴，吴 松 刚．工 业 微 生 物 育 种 学［Ｍ］．２ 版，北 京：科 学 出 版 社， ２００３： ２－ ３
［３］ 房 耀 维，范 琳，牛 艳 芳，等．工 业 微 生 物 育 种 技 术 研 究 进 展［Ｊ］．内 蒙 古师范大学学报，２００３，３２（２）：１５８－ １６１
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ， ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｅｄｉｂｌｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ． Ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ， ｓｕｐｅｒ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ （ＳＦＥ） ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ａｎｄ ｆｕｒ－ ｔｈｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｅｄｉｂｌｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｉｎ ｆｏｏｄ， ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｎａｔｕｒａｌ ｅｄｉｂｌｅ ｐｉｇｍｅｎｔ； ｏｒｉｇｉｎ； ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
译．北京：科学出版社，１９９２：１２－ ６８ ［１２］ 伍时 华，方 杰，陈 宁． Ｌ－ 亮 氨 酸 高 产 菌 的 代 谢 控 制 育 种［Ｊ］．生 物 技
术通讯， ２００１，１２（３）：２７－ ３１ ［１３］ 高先富，高年发．丙酮酸高产菌育种原理的研究进展［Ｊ］．微生物学
杂志， ２００３，２３（１）：３－ ３６ 收稿日期： ２００７－ ０５－ ０７
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２００８ 年 ２ 月 第 ２９ 卷第 ２ 期
食品研究与开发
综述
天然食用色素的来源、制备及应用
钟秋， 谢建春 ＊， 孙宝国 （ 北京工商大学化学与环境工程学院， 北京 １０００３７）
摘 要： 对天然食用色素的来源、制备及其应用进行了较为全面的综述。介绍了微波萃取、超临界萃取、酶反应法等制 备 新 技 术 及 目 前 天 然 食 用 色 素 在 食 品 、医 药 和 化 妆 品 领 域 的 应 用 状 况 。 关键词： 天然食用色素； 来源； 制备； 应用
剂与物料比 ３０ ｍＬ：１ ｇ， 微波辐射功率 ３６０ Ｗ， 辐射时间 级 、提 纯 和 浓 缩 的 方 法 。 Ｓｈｅｕ ［１６］研 究 用 截 留 分 子 量
６０ ｓ。林琪、魏林海等人［８］用微波萃取法提取福 建产花 （ ＭＷ－ ＣＯ） 为 ２０ ｋｕ￣５０ ｋｕ 的 超 滤 膜 回 收 红 莓 果 浆 废
制备方法 Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ
提取 Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
分离 精制 Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
溶剂提取法 酶反应法 超临界萃取法 微波萃取法 溶液分离 酶精制 膜分离 柱层析
优点 Ａｄｖａｎｔａｇｅ 设备简单、应用普遍 条件温和、低温、中性 能耗低、产品纯度高 提取耗时短、溶剂用量少成本低 方法常用 条件温和、低温、中性 低能耗、装置简单、污染低 有效除去水提或醇提液中糖类等吸 湿成分， 增加色素的稳定性
欲， 提升食品的商用价值。随着科学技术的进步， 合成 综述。
色素的弊端日益显现， 加之人类生活水平的提高和医
学的发展， 人们要求食品及化妆品添加剂天然化的愿 １ 天然色素的来源
望愈来愈强烈， 天然色素的品种和用量不断增加。随着
天然色素种类繁多， 存在于植物的茎、花、叶及 动
微波萃取法、酶反应法、超临界萃取法等新技术在天然 物和微生物体内（ 见表 １） ［１］。
作者简介： 钟秋（ １９８３－ ） ， 女（ 汉） ， 硕士研究生， 主要从事天然产物有效成分分析分离研究。 ＊ 通讯作者
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工程方法改造了传统发酵工艺， 如氧传递有关的血红 蛋白基因克隆到远青链霉菌， 降低了对氧的敏感性，在 通气不足时，其目的产物放线红菌素产量可提高 ４ 倍。
综述
食品研究与开发
２００８ 年 ２ 月 第 ２９ 卷第 ２ 期
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食用色素是主要用于食品着色及其色彩改善的一 色素提取上研究的深入， 天然色素的开发应用已成为
类食品添加剂， 它能使食品从白色光中吸收一部分可 食品、医药和化妆品行业的发展趋势之一。本 文对天
见光， 通过反射或透色而呈现颜色， 从而促进人们的食 然食用色素的来源、制备及其应用进 行了较为全面的
６ 展望 近 ２０ 年来， 随着分子遗传学和分子生物学各项新
技术的快速发展， 微生物分子育种领域已经得到长足 的进展， 人类可以逐步按照自己的设计对微生物进行 改造， 使其更好地为人类造福。工业微生物遗传育种在 基 因 工 程 、细 胞 工 程 、蛋 白 质 工 程 和 酶 工 程 等 现 代 生 物 技术的支持下， 创造出许许多多的设计技巧、科技含量 高、目的性强、劳动强度低、效果显著的育种方法， 为人 类获得稳定性好、高产、新种类的工程 菌株， 为开发新 药和工业产品， 以及提高产品产量和质量提供了有力 的保障。相信微生物遗传育种学将得到更加全面的纵 横发展， 将为生产实践提供更多的优良菌株， 在各领域 发挥更加重要的作用。
［６］ 毛宁，陈必链．激光在工业微生物育种中的应用研究［Ｊ］．应用激光， １９９７， １７（１）：２７－ ２９
［７］ Ｂａｒｓｋｉ Ｇ，Ｈｅｂｄ Ｃ Ｒ．Ｓｅａｎｃｅ８ Ａｃｉｄ Ｓｃｉ． ［Ｍ］．Ｏｘｆｏｒｄ：Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ，１９６０： １８２５ － １８２７
［８］ Ｏｋｕｄａ Ｙ．Ｅｘｐ ｃｅｌｌ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９６２：９８－ １０７ ［９］ Ｆｅｒｅａｃｚｙ Ｌ．Ｃｕｒｒｅａｔ ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，
热 体 系 温 度 均 匀 、节 约 能 量 等 优 点［９］。
键， 使植物细胞壁破坏， 有利于植物色素的提取［４］。
唐课文［１０］采用微波辅助浸提和 Ｓ－ ８ 大孔树脂吸附 ２．４ 膜分离法
分离法从姜黄中提取姜黄素， 其提取率最高的工艺条
膜分离法指利用天然或人工合成的高分子膜， 以
件为： 体积分数 ７５ ％的乙醇水溶液作为提取溶剂， 溶 外界能量或化学位差为推动力对混合 物进行分离、分
生壳中黄 色 素 ， 工 艺 条 件 为 ： 以 ｐＨ＝３， 体 积 分 数 ７０ ％ 水 中 的 花 青 素， 回收率达 ８０ ％， 并用反渗透膜进行 浓
的ห้องสมุดไป่ตู้醇水溶液作提取溶剂， 溶剂与物料比为 ５ ｍＬ：１ ｇ，
缩 ； 胡 建 农［１７］以 膜 分 离 技 术 为 主 体 ， 初 步 研 究 了 提 取
中分离， 进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差 ２．５ 倍￣１０ 倍； 又如， 提取栀子黄色素后的废液中加入
的萃取剂中， 以达到萃取的目的［８］。微波萃取与传统热 β－ 葡萄糖苷酶， 可得到栀子蓝色素、栀子红色素和绿色
萃取相比， 具有选择性作用、加热速度快、控制方便、受 素［５］。另外， 可利用纤维素酶可以破坏 β－ Ｄ－ 葡萄糖苷
姜黄素 红 曲 红 素 、红 斑 素
叶绿素铜钠盐 藻青素
核黄素
例如， 单细胞绿色微藻在强光、强盐度及缺少营养 ２ 天然色素的制备
的环境下产生 β－ 胡萝卜素； 很多水生动物 ， 如大麻 哈 鱼 、鳟 鱼 及 龙 虾 等 中 均 含 有 虾 青 素 ［２］。 类 胡 萝 卜 素 是 自
天然色素一般稳定性较差， 对光、热、酶、菌等较敏 感， 为此一般都采用较为温和的物理法制备， 制备方法
然界分布最广、研究最广的 天然色素之一， 它是植物、 藻类及一些细菌体内生物合成中形成脱落酸及其它类
包括色素的提取和分离精制两个过程。表 ２ 列出了几 种常用的制备方法［４－ ７］。
胡 萝 卜 衍 生 物 的 中 间 物［３］。
表 ２ 几种天然食用色素的制备方法 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｐｒ ｅｐａｒ ａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎａｔｕｒ ａｌ ｐｉｇｍｅｎｔｓ