天然食用色素的研究进展

海南热带海洋学院精细化工综述性论文

(调查报告)

题目：天然食用色素的研究进展

作者：陈家伟

学号：14218010

院别：海洋科学技术学院

班级：14化学

指导老师：宋维春老师

2016年 11 月 20 日

天然食用色素的研究进展

14化学 14218010陈家伟海南科学技术学院

摘要

食用色素广泛应用于食品、日化、医药行业,用食用色素着色对提高食品的嗜好性及刺激食欲具有重要意义,作为具有一定营养价值的天然多功能色素更是食用色素的发展方向。

关键词：天然资源;多功能食用色素;研究发展

1 天然食用色素的研究现状

1.1 天然食用色素的品种开发现状

随着许多合成色素被证明对人体有害,其使用已逐渐受到限制。1958年在使用的合成食用色素超过90种,至今在使用的日本有10种,英国有16种,我国只有7种。充分利用价廉的天然资源开发天然食用色素已是大势所趋。据统计,日本的天然食用色素年用量已超过18 000 t,为合成食用色素用量10倍以上。美国天然食用色素近几年销售额年增长率均高于10%。在天然食用色素的研究开发中,日本在世界上处于领先地位,其列入使用目录的天然食用色素已超过60种。

目前国外的食品着色剂大多以天然色素为主,合成色素为辅。我国的天然食用色素研究起步较晚,目前尚处于天然色素与合成色素并存的状况,但我国已把开发天然食用色素作为发展食品添加剂的一个重要方向。仅国家“七·五”重点科技攻关项目就开发了四种天然食用色素新产品,而列入我国食品添加剂使用卫生标准的天然食用色素已达30种以上。可以肯定,凭借我国丰富的天然资源和国家政策支持,我国的天然食用色素研究今后必将迅速发展。

1.2 天然食用色素的制备方法

天然食用色素的稳定性较差,对光、热、酶菌等较敏感。为保持其天然性与稳定性,天然食用色素的制备方法一般都采用物理法。根据色素的原料、用途及剂型不同,其制备方法可分为压榨法,粉碎法,溶剂萃取法,组织培养法,酶反应法,微生物发酵法,人工合成天然色素法,超临界萃取法等[3- 6]。压榨法和粉碎法工艺简单,但产品质量较差,一般很少用。

溶剂萃取法是目前天然食用色素生产的主要方法。该法的优点是投资少,设备简单,但存在能耗大等缺点。组织培养法是利用组织细胞培养来生产天然色素的方

法。该法的优点是产量高,不受自然气候的限制。目前该法应用较成功的例子是甜菜红与紫草色素的生产。酶反应法是利用酶的催化专一性来生产天然色素的方法。该法的研究较活跃,已用于辣椒红、酒糟红的生产。用微生物发酵法来生产天然色素的方法历史悠久。我国人民很早就掌握了用发酵法来生产红

曲,用发酵法来生产β-胡萝卜素也已成功。

人工合成法是用化学方法合成与天然色素结构一致的物质。该法的缺点是产品中可能含有合成中残留的各种有害物质,故部分国家并不把此法生产的产品列入天然色素范畴。

超临界萃取法目前所用萃取剂主要为二氧化碳,由于其极性限制,目前该技术主要用于提取胡萝卜素类色素如辣椒红、叶黄素等。对极性较大的花色苷类色素,尚有待于开发新的超临界萃取剂和修饰剂。

上述各法中,组织培养法,酶反应法,微生物发酵法和超临界萃取法是今后的发展方向。

1.3 天然食用色素的纯化方法

用一般萃取工艺经浓缩而得到的天然色素产品,通常色价低,杂质多和有异味。这些都将直接影响天然色素的稳定性、染着性及其应用,因此对色素产品的精制十分重要。目前天然色素的纯化方法主要有离子交换树脂法,吸附法,超滤法及酶法。离子交换树脂法可除去糖、有机酸、无机盐等,如用此法纯化虎杖黄色素、葡萄皮色素等。

吸附法可用于除去色素产品的异味,如用此法除去萝卜红色素的臭味等。

超滤法是目前天然色素纯化较理想的方法,它兼有浓缩与净化双重效能,其效果优于一般的蒸发法、脱水法。目前该法已用于花色苷类色素的纯化。

酶法精制是色素纯化的较新方法,目前该法已用于叶绿素的除臭。

上述各法中,超滤法和酶法是今后的发展方向。

1.4 天然食用色素的改性

某些天然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。溶解度改性主要是对脂溶性色素的改性。此法主要是通过薄膜和微囊技术改变色

素的溶解、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了水溶

性β-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,如用辅色素增强花色苷类色素的色调,用酶法将栀子黄色素改性,生产出栀子蓝、栀子绿色素等。

天然食用色素的改性研究还有待于今后的进一步发展。

天然多功能食用色素是天然食用色素的一种,以上对天然食用色素的纯化方法与改性对于天然多功能食用色素同样适用。

2 天然多功能食用色素的最近研究

2.1 天然多功能食用色素是天然食用色素的发展方向

随着食品添加剂向多功能化发展,多功能天然食用色素的研究日趋活跃。食用色素一般来说并无营养功效,而多功能食用色素改变了人们这一传统观念。在多功能食用色素中,营养型天然食用色素倍受瞩目,最为成功的是胡萝卜素类色素。由于胡萝卜素类是维生素A类的前体,同时很多研究均发现胡萝卜素类有显著的防治癌症与心血管病的作用,因此国外把胡萝卜素类列为营养添加剂,美国已把β-胡萝卜素应用到婴幼儿食品中,又如叶绿素铜钠有止血消炎的作用,我国已把它应用到牙膏中,深受消费者的欢迎。可以预言,多功能天然食用色素是今后食用色素的发展方向。

结语：与合成色素相比,天然色素最大的缺点是稳定性差,稳定化技术的研究是实现工业化生产及提高产品质量的关键问题,这个问题在我国特别突出。由于我国天然色素的生产厂家大多数设备落后,产品的稳定性差已经严重影响我国的天然色素在国际市场上的竞争力。对天然色素的稳定性,我国的研究水平尚不高,加强

这方面的研究已是刻不容缓。

参考文献

[1]林森.精细化工生产配方与应用手册[M].南昌:江西科技出版社, 1999: 11- 13.

[2]丁学杰.精细化工新品种与合成技术[M].广州:广东科技出版社, 1993: 90- 91.

[3]刘德峥.精细化工生产工艺学[M].北京:化学工业出版社, 2000: 2- 7.

[4]潘长华.实用小化工生产大全:第二卷[M].北京:化学工业出版社, 1997: 401.

[5]凌关庭.天然食品添加剂手册[M].北京:化学工业出版社, 2000: 201- 202.