植物食用色素的研究现状与展望

植物食用色素的研究现状与展望

摘要:介绍了植物食用色素的分类,提取方法,纯化技术,色素的改性,分析了植物食用天然色素的发展现状及发展趋势.食品色素是为食品着色用的一种食品添加剂,广泛应用于食品,日化,医药等行业.作为食品的三要素(色,香,味)之一的颜色可使食品颜色更接近新鲜食品的颜色和自然色,对提高食品的嗜好性及刺激食欲具有重要意义.在科学技术尚不发达的时期,人们使用原始型天然色素(植物,动物为原料)对食品着色.自从1856年英国人w.H.Perkins发明了第一个合成有机色素苯胺紫以后,食品着色开始进入使用合成色素的时代.由于合成色素色泽鲜艳,性质稳定,成本低廉,因而在很长一段时间内几乎取代了天然色素,在其全盛时期,食用合成色素的品种超过90种.随着现代医学的发展,大多数合成色素被证明有不同程度的毒性而对人体有害,甚至有致癌,致畸作用,因此食用合成色素的使用不断降温,其使用范围和用量受到限制,目前仍在使用的合成色素13本有10种,英国有16种,我国只有8种,有的国家如丹麦,挪威则已完全禁止使用.天然食用色素,安全可靠,且种类繁多,不少品种兼有营养和药理作用,因此,天然色素更受人们欢迎而重新获得发展.

英文摘要Introduces the classification of plant pigments, extraction method, purification technology, pigment, analyzed the modification of natural pigments edible plant development present situation and development trend of food pigment is for food. Use a shading food additive, is widely used in food, cosmetic, pharmaceutical, etc. As food of three elements (color, fragrance, taste), one of the color can make food color more close to the fresh food color and natural color, to improve food habits and stimulate appetite is important. In science and technology is not developed, people use the natural pigment (plants, animals, as raw materials) in food colouring.

关键字：植物食用食用色素

当前,天然色素的开发与应用发展很快.日本在这方面处于世界前列.早在1975年,其天然色素的使用量已超过合成色素.现在,有45家公司生产食用天然色素,品种达30个之多,其中大量使用的有20多个品种,生产原料大都从我国进口.美国在1976年使用的食用天然色素量已达4544 t,为合成色素用量的5倍.目前,国际上允许使用的食用天然色素已达50多个品种.我国目前允许使用的合成色素已由过去的30多个品种限制到8个品种,即:苋菜红,胭脂红,新红,柠檬黄,日落黄,靛蓝,亮蓝,赤鲜红.其中,前5种都属于偶氮型化合物,据有关研究认为,这类化合物在人体内代谢生成的β萘胺和α- 氨基–1 - 萘酚,都是具有致癌作用的物质,所以,我国对这些食用合成色素的使用都有严格的范围和用量的限制,从而使天然色素得到了迅速发展.对国内食用天然色素专利,论文进行系统检索表明,近10年来国内食用天然色素的研究开发十分活跃.据统计,其报道有100余篇,其中专利,论文各占一半,品种已达20多个.天然色素按原料来源不同可分为植物色素,动物色素,微生物色素和矿物色素.我国在天然色素方面的研究和应用中最多的是植物天然色素,因此,本文重点对植物色素的种类,提取技术,分离方法,色素的改性,市场情况及发展趋势作一简介.

1 植物色素的分类

1.1 按色素的化学结构式分类

各种天然色素主要成分虽有不同,但可据化学结构式归为几类:

类胡萝卜素类:如栀子黄色素,辣椒色素,胡萝卜色类等;

花色甙类:如玉米色素,葡萄色素,玫瑰茄色素等;

查尔酮类:如红花黄(红)色素,菊花黄色素等;

黄酮类:如高粱色素,甘草色素,可可色素等;

醌类:如胭脂虫色素,虫胶色素,茜草色素,紫草根色素;

叶琳类:如叶绿素等;

甜菜花青类:如甜菜红色素;

1.2 按色素颜色分类

1.2.1 食用天然红色素

高粱红:是由高梁壳中提取的食用天然色素.

紫草红:是由紫草的根部提取的萘醌类色素.

越桔红:越桔红是由红豆越桔和笃斯越桔的果实中提取的,越桔红色素主要含在越桔果皮中,所以可用越桔榨汁余下的果皮渣中提取,综合利用越桔果实.

其他红色素:根据我国情况,针对市场需求,对红辣椒,红桔皮,黑米,苋菜等红色素也可以适当开发.

1.2.2 食用天然黄色素

玉米黄:玉米黄色素是由生产玉米淀粉废弃的玉米黄浆中提取的,原料充足,成本较低,提取工艺成熟,色素稳定性好,用途广泛.

沙棘黄:沙棘黄色素主要成分是类胡萝卜素,主要存在于沙棘果皮中.

栀子黄色素:是从黄栀子中提取出来的,是国际国内都允许使用的天然色素.

多穗柯色素:是用多穗柯树叶提取而制得的一种黄棕色酚类色素.

1.2.3 食用天然绿色素

根据资源情况和色素的特性,在我国食用天然绿色素是以由蚕砂(蚕粪)中提取的叶绿素铜钠盐为主,为蓝黑色带金属光泽粉末状或绿色的膏状.

1.2.4 食用天然黑色素

植物源黑色素的主要成分多属邻苯二酚型色素,如香蕉皮黑色素,葵花籽皮黑色素及黑芝麻黑色素等.

1.3 按色素的溶解性分类

1.3.1 水溶性色素

水溶性天然色素一般是用水,酸碱水溶液或乙醇溶剂等萃取后经过滤,浓缩后制取的.水溶性天然色素一般用于水基类的食品中,如冰淇淋,奶制品饮料,果汁饮料,奶酪,谷物食品以及色拉装饰等.

1.3.2 油溶性色素

油溶性天然色素常用植物油直接浸出或溶剂萃取的方法制备.此类色素可用于黄油,冰淇淋,起酥油,色拉油,糖果涂层,糖霜,各种饼,派类食品以及微波加工食品等.

1.3.3 乳浊型色素

乳浊型天然色素是通过添加乳浊剂用特殊的加工方法生产的.常用的乳浊剂有丙烯二醇,多山梨醇酯以及单酸甘油酯等.可直接将其加人水基或油基食品中,如黄油,冰淇淋,酸乳酪,果汁饮料,烘焙食品,快餐食品以及糖果食品等.

1.3.4 固体粉末型色素

粉末天然色素是萃取后的色素经浓缩,干燥后制备的.主要用于固体含量高,不依赖于水的食品系统或需要高浓度色素的食品中,如干混食品,某些干

燥食品,谷物食品,速溶食品以及烘焙食品等.

3 植物食用色素的改性

某些植物食用色素的性质限制了其使用范围,如胡萝卜素类色素多数是脂溶性的,这使它在很多食品中难以应用.又如目前天然色素中,绿色素与蓝色素的品种少,需求量大,为此人们对一些天然色素进行了改性研究,主要是溶解度改性和色调改性.溶解度改性是对脂溶性色素的改性,主要是通过薄膜和微囊技术改变色素的溶解和分散特性,并可提高天然色素的稳定性,目前较成功的是开发水溶性胡萝卜素.对水溶性色素的溶解度改性也有研究,如日本对一些黄酮类色素进行了改性研究.色调改性是通过化学方法与生物方法改进天然色素的色调,如用辅