食用色素及其应用现状

食用色素及其应用现状

干雅平　申秀英　许晓路　章子贵　(浙江师范大学化学与生命科学学院　金华　321004)

摘　要　本文介绍了常见食用天然色素和合成色素及其应用现状,展望了食用色素的发展趋势。

关键词　食品添加剂　食用天然色素　食用合成色素

食品添加剂是指改善食品色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成物质或天然物质[1]。食用色素是一种以食品着色为目的的食品添加剂,有时又称之为食用染料或着色剂。天然食品大多具有它本身的色泽与香味,是食品的重要感官指标,但在食品的加工贮藏过程中常会使其不同程度褪色或完全丧失原有的色泽。因此,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[2]。

食用色素按其来源和性质,可分为食用天然色素和食用合成色素两大类。其实人类自古以来就使用天然色素来给食品着色,如我国古代人们就利用红曲色素来制作红酒等。自从1856年英国的Perkins第一次合成苯胺紫以来,许多色素相继被合成,并以其具有色泽鲜艳,稳定性好,着色力强,适于调色,易于溶解,品质均一,无臭无味,价格便宜的优点,被食品、药物、化妆品等生产厂接受。但随着医学、卫生和分析测试等科学技术的发展,人们发现合成色素对人体健康有危害,甚至可能导致癌变、致畸等严重后果,许多国家已停止使用一些毒性较大的品种,允许使用的合成色素正逐渐减少,并对其添加量作了严格的规定[3]。与此同时,人们对食用天然色素越来越感兴趣,特别是不少食用天然色素长期以来是人们的饮食成分,且有的还具有一定的营养和药理作用,食用天然色素的研制和应用日益增多。

1　食用天然色素

食用天然色素按原料来源,可分为植物色素、动物色素及微生物色素。按色调可分为红紫色系列、黄橙系列及蓝绿系列。按化学结构可分为类胡萝卜素类、花色甙类、查尔酮类、黄酮类、花青类、双酮类、其他类等8类。8种常用的食用天然色素介绍如下[4]。

1.1　β-胡萝卜素　胡萝卜素广泛存在于动植物中,其中以胡萝卜、辣椒、南瓜等蔬菜中的含量为最多,水果、谷类、蛋黄、奶油中也有存在。β-胡萝卜素是胡萝卜素中最普通的一种异构体,可由植物中提取,也可以用合成法制取。

β-胡萝卜素为红紫色至暗红色的结晶粉末,稍有特异臭味,不溶于水及甘油,难溶于乙醇、丙酮。在弱碱性时比较稳定,在酸性时不稳定,对光和氧也较不稳定,但在通常食品的p H值范围内尚稳定,特别是可不受还原物质如抗坏血酸所影响。色调在低浓度时呈橙黄到黄色,高浓度时呈红橙色。重金属离子特别是铁离子可促进其褪色。人体日允许摄入量为0～5mg/kg。

β-胡萝卜素是脂溶性色素,故适宜人造奶油、奶油、干酪等油性食品的着色。使用时一般配制含有30%β-胡萝卜素的植物油悬浊液较为方便,奶油着色一般在搅拌前添加,用量为6～20mg/kg。

1.2　栀子黄色素　栀子黄色素是栀子中的黄色色素,主要成分为类胡萝卜类色素的藏花素,该色素为黄至橙黄色粉末,易溶于水,在水中立即溶解成透明的黄色溶液,不溶于食用油,p H值对色调几乎无影响。其色调在酸性和碱性中都比β-胡萝卜素稳定,特别是在碱性时黄色更鲜明,耐还原性和耐微生物性均好,对蛋白质和淀粉着色比较稳定,在水溶液中则不稳定,其褐色在酸性时比在碱性时显著,对金属离子的影响相当稳定,几乎不受铝、钙、铅、锌等的影响,对铁则有变成带黑色色调的倾向,但一般的自来水无影响。适合于糕点、冷饮、糖果及乳制品等。

1.3　辣椒红色素　辣椒红是存在于辣椒中的类胡萝卜色素,性状类似β-胡萝卜素,不溶于水而溶于乙醇及油脂,乳化分散性及耐热性、耐酸性均好,耐光性稍差。金属离子对其无影响,适用于糕点、饮料、罐头、人造奶油、奶制品等。

1.4　红曲色素　红曲色素是红曲霉菌丝产生的色素,含有六种不同的成分,其中红曲素、黄红曲素呈黄色、红斑红曲素,红曲红玉素呈橙红色、红斑红曲胺、红曲

[5]刘德辉,郭巧生,孙玉华等.2000.苏北中药材种植地土壤肥力衰

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农业大学学报,25(3):316～320

(3通讯作者)

红玉胺呈红紫色、全部混合物则为红色色调。

红曲色素与其他食用天然色素相比,具有以下特点:①对p H值稳定,色调不像其他天然色素那样易随p H值的改变而发生显著变化。②耐热性强,虽然加热到100℃也非常稳定,几乎不发生色调变化,加热到120℃以上亦相当稳定。③耐光性强,醇溶性的红色色素对紫外线相当稳定,但在太阳光直射下则可看到色度降低。④几乎不受氧化剂和还原剂如0.1%的过氧化氢、维生素C、亚硫酸钠等的影响。⑤对蛋白质的着色性很好,一旦着色后经水洗也不褪色。安全性很高,尚无日允许摄入量的限制。

自古以来,我国就将红曲米素用于各种饮食、特别是肉类的着色,例如用以酿酒,制造红香肠、红腐乳、红曲染色的酱肉和红粉蒸肉等。现在通常用于各种酱类、腐乳、糕点、香肠、火腿等食品的着色。

1.5　红花黄色素　红花黄是红花中所含黄色色素,为黄色均匀粉末,可溶于水、乙醇、丙二醇,不溶于油脂, 0.02%水溶液呈鲜艳黄色,色调在p H2～7范围内几乎不变,在碱性时则开始带红色,耐光性良好,特别是在加入维生素C时则更显著,耐微生物性及耐盐性也好,耐热性稍差,加热时色发暗,着色性亦稍差,当应用于清凉饮料时无问题。此外,在含铁离子的溶液中稍带黑色,若添加聚合磷酸盐则可防止变色。主要用于饮料、糖果、糕点等食品的着色,最适于对含有维生素C及酸度高的饮料着色。

1.6　姜黄素　姜黄素是姜黄根茎中含有的黄色色素的主要成分,约为姜黄的3%～6%,是植物界很稀少的具有二酮的色素。结晶状姜黄素为橙黄色粉末,不溶于冷水,溶于乙醇、丙二醇,易溶于冰醋酸和碱溶液,在碱性时呈红褐色,在中性、酸性时呈黄色、易因铁离子存在而变色,有特殊的味和芳香,耐还原性、着色性(特别是对蛋白质)强,但耐光性、耐热性、耐铁离子性较差。人体日允许摄入量为0～0.1mg/kg。

姜黄粉是我国民间传统的食用天然色素,可作为咖喱粉及黄色咸萝卜等食品的增香及着色用,亦常用于龙眼的外皮着色。但姜黄粉的辛辣气味甚浓,除用于咖喱粉等以外,不大适宜直接添加于其他食品中,而姜黄素则不受此限制。

1.7　叶绿素铜钠　叶绿素广泛在于绿色植物中,它有两种结构即a、b型,颜色分别为蓝绿色和黄绿色,由于叶绿素不稳定,遇光易分解,因此一般将其制成铜钠盐以提高其稳定性,日允许摄入量为0～15mg/kg。可广泛用于饮料、糕点、罐头等。

1.8　紫胶色素　此色素是从寄生于蝶形花科、梧桐科等植物上的一种很小的昆虫———紫胶虫的雌虫分泌物中提取出来的,易溶于碱液,易与碱金属以外的金属离子生成沉淀。在酸性时对光和热稳定。色调随p H值而改变,酸性时为橙色、中性时为橙红色,碱性时为紫红色,主要成分为虫胶红酸。适用于饮料、点心、糖果等的着色。

2　食用合成色素

2.1　苋菜红　为紫红色均匀粉末,无臭,0.01%水溶液呈玫瑰红色。可溶于甘油及丙二醇,极微溶于乙醇,不溶于油脂。21℃时的溶解度为17.2%(水),6.9% (10%乙醇),0.5%(50%乙醇)。耐细菌性差,有耐光性、耐热性、耐盐性,耐酸性良好。对柠檬酸、酒石酸等稳定,但在碱性溶液中则变成暗红色。由于对氧化、还原作用敏感,故不适于在发酵食品中使用。此外,若成品中色素含量高,则色素粉末可呈黑色的倾向。又由于粉末的状态或水分的影响,即使是同一批色素,其粉末的颜色也可多少有些差异,但如配制溶液的浓度相同,色素溶液的颜色则往往是一定的。

慢性毒性试验结果显示,苋菜红对肝脏、肾脏的毒性均低,是多年来被认为安全性高的食用合成色素。但是,也有报道称苋菜红对大白鼠有致癌性,1970年有报道称此色素降低生育力,产生畸胎。但也有报道认为苋菜红无致癌及致畸性,至今尚无最后结论,仍在继续进行动物毒性试验。

我国食品添加剂卫生标准规定,苋菜红最大使用量为0.05g/kg。使用范围包括果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、糖果、糕点上彩、红绿丝、罐头等,婴儿食品不得使用。人体日允许摄入量为0～0.75mg/ kg。使用时一般可分为混合和涂刷两种,混合法适应于液态与酱状或膏状食品,即将欲着色的食品与色素混合并搅拌均匀。例如制造糖果时,可在熬糖后冷却时加入糖膏中并混匀。涂刷法应用于不可搅拌的固态食品,这可将色素预先溶于一定的溶剂(如水)中,而后再涂刷于欲着色的食品表面,糕点装潢印色可用此法。

2.2　胭脂红　为红色至深红色粉末,无臭、溶于水呈红色,溶于甘油而微溶于乙醇,不溶于油脂。20℃时100毫升水中可溶解23g,耐光性、耐酸性尚可,但耐热性、耐还原性相当弱,耐细菌性亦较弱,遇碱变成褐色。

用添加本色素0.03%、0.3%、3%的饲料喂养大白鼠64周,对死亡率无影响,但高剂量组的雌鼠与对照组相比较,进食量减少,体重显著减轻、心、肝、肾的相对重量增加。以含本色素0.1%、0.2%的饲料喂养大白鼠,均未发现肿瘤。

我国食品添加剂卫生标准规定,胭脂红最大使用量为0.05g/kg,婴儿食品不得使用。胭脂红的使用范围同苋菜红。人体日允许摄入量暂定为0～0.125mg/