第四章 食用色素

(1) 按来源
天然等同色素（人工合成天然色素）： 采用化学方法得到的天然界中存在的色素 β-胡萝卜素：天然的由盐藻提取或采用发 酵法生产;合成的以β-紫罗 酮为原料; 叶绿素铜钠：以菠菜或蚕粪为原料,用丙酮 或乙醇提取叶绿素, 用铜取 代、皂化而的；
合成色素(约20种)：包括食用染料和相应 的色淀 食用染料(11种)：2黄、2蓝、6红、1白。 黄色素(2种)：柠檬黄、日落黄； 蓝色素(2种)：亮蓝、靛蓝； 红色素(6种) ：苋菜红、胭脂红、赤藓 红、新红、诱惑红、酸性红 白色素(1种)：二氧化钛
3、坚牢度：坚牢度是衡量食用着色剂在其 所染着的物质上，对周围环境适应程度的 一种量度，包括以下几个指标：耐热性、 耐酸性、耐碱性、耐氧化性、耐还原性、 耐盐性、耐光性、耐细菌性等。 耐热性：着色剂要有一定程度的耐热性。 糖类、食盐、酸、碱等的存在会促使其变 色、褪色。例如：靛蓝、胭脂红较弱；柠 檬黄、日落黄较强。
不同波长光的颜色及其互补色 不同波长光的颜色及 互补色
物质吸收的光 波长（nm） 波长（nm） 相应颜色 400～ 400～430 430～ 430～460 460～ 460～490 490～ 490～570 570～ 570～600 600～ 600～630 630～ 630～780 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 互补色
耐酸性：着色剂在酸性较强的水溶液中会变色或 析出。例如：靛蓝较弱；柠檬黄、日落黄较强。 耐碱性：对使用了碱性物质的食品如糕点则要考 虑着色剂的耐碱性问题。例如：柠檬黄较强、胭 脂红较弱。 耐氧化性：着色剂会与空气中的氧、含氧化剂的 水等作用而变色、褪色，金属离子的存在往往会 加速其氧化。例如：偶氮类色素的耐氧化性差。 苋菜红、胭脂红、新红、酸性红、诱惑红、柠檬 黄、日落红都属于偶氮类色素。
⑴色调选择应该与食品原有色泽相似或与食品的 名称一致。 ⑵根据食品着色的需要，我国规定允许使用8 种合 成色素进行调色，它们分属红、黄、蓝三种基本 色。可根据需要来选择其中2种或3种配成各种不 同的色谱。
调色原理
红、黄、蓝为基本三原色，理论上可采用 三原色依据其比例和浓度调配出除白色之 外的任何色调．
第二节 食用色素的分类和应用
种类：我国批准使用的约63种 GB2760-96:58种(不包括不同方法生产的同一着 色剂) 增补品种：5种（97年2种，98年2种，04年1种） 分类： 按来源分 按溶解性分 按结构分
天然色素 天然等同色素 合成色素 天然色素(约43种)：从动植物、微生物组织中 提取出来的色素 植物色素：如甜菜红 、姜黄 ； 动物色素：如紫胶红、胭脂虫红； 微生物色素：红曲红
⑶配制着色剂溶液的水，通常先将水煮沸， 冷却后使用，或应用蒸馏水、离子交换树 脂处理过的水（去离子水）。 ⑷配制着色剂水溶液时，应尽可能避免使用 金属器具。 着色剂使用方法分为混合法与涂刷法两种。 前者适合于液态与酱状着色剂混合使用时，其用量 不能超过单一色素的允许量。 7、色调的选择与配色
第三节 合成色素
着色剂 苋菜红 胭脂红 柠檬黄 日落黄 靛蓝 亮蓝 LD 50 mg/kg >1000 >8000 >2000 >2000 >2000 >2000 ADI mg/kg 0--0.5 0--4 0--7.5 0--2.5 0--5 0--12.5 最大用量g/kg 最大用量g/kg 0.05 0.15 0.1 0.2 0.2 0.2
食品的常见颜色
绿色和蓝色：给人以新鲜、清爽的感觉， 多用于酒类、方便菜、饮料等食品中。
红色：给人以味浓、成熟、好吃的感觉， 而且比较鲜艳和引人注目，能刺激消费者 的购买欲，所以许多糖果、糕点和饮料等 都采用。
黄色：给人以芳香、成熟、可口、食欲大增 的感觉，焙烤食品、水果罐头和人造奶油等 食品中常采用。
第一节 颜色的产生
一、颜色与波长 按照不同波长，光可以分为下面几种 100nm 400nm 800nm 400um ———————————————————
X射线 紫外光 可见光 红外光 微波
不同的物质能吸收不同波长的光，如果它所吸收的 光波长是全部可见光区波长，反射其余波长的光， 则它是黑色的；如果它所吸收的光的波长在可见光 区以外，反射全部可见光区波长的光，那么这种物 质看起来是白色的；如果它所吸收的光的波长是可 见光区域(400- 800nm)内某一波长的光，那么，该 物质就会呈现一定的颜色。但它所显示出的颜色是 由未吸收的光波所反映出来的，即被吸收光波颜色 的互补色 .
色淀
是指由水溶性合成色素沉淀在许可使用的不溶性 基质（通常为氧化铝,所以又叫铝色淀）上所制备 的特殊着色剂。 种类: 除二氧化钛和酸性红外，其它9种合成色素 : 9 均有相应的色淀。 红色淀（5种）：苋菜红铝色淀、胭脂红铝色淀、 新红铝色淀、赤藓红铝色淀、诱惑红色淀； 黄色淀：柠檬黄铝色淀、日落黄铝色淀; 蓝色淀：亮蓝铝色淀、靛蓝铝色淀;
绿 黄 橙 红紫 蓝 青 蓝绿
着色剂吸收一定波长的光而生色，决定着 色剂吸收光的关键是着色剂的分子结构。 物质结构中主要是化学键中的价电子吸收 光波，尤其是π键 价电 ．当π键共轭时， 共轭 系 电 ，可 这 结构 电 光 长 短 长 动．共轭 系 大，该结构 长 长．
二、发色团与助色团
1.发色团：凡是有机分子在紫外及可见光区域内 （200～700nm）有吸收峰的基团。 物质之所以吸收可见光而呈现不同的颜色，是因 为其分子本身含有某些特殊的基团即发色团（生 色团，发色基）。它们能使物质在紫外光、可见 光区具有吸收。常见的有： O O ‖ ‖ >C=C<、>C=O、 >C=C<、>C=O、–C–OH、–C–H、–N=N–、 OH、 N=N– –N=O、>C=S、–C–N=O、C≡C–、>C=N– N=O、>C=S、 N=O、C≡C– >C=N–
第四章 食用色素
定义：食用色素又称着色剂，是指能将食品染着 成一定颜色的食品添加剂。 作用： ⑴改善加工食品的色泽：矫正食品在贮藏、加工、 包装和销售过程中所致的天然颜色的变化； ⑵赋予食品以颜色，增加消费者的购买欲 ； ⑶使制品色泽统一：帮助矫正食品或成分在颜色上 的天然偏差 ； ⑷帮助区分、识别食品：强化食品风味或区别食品 的特性 。
⑶在混合着色剂中，某种着色剂的存在，会 加速另一种色的褪色。所以，使用中要根 据实际情况进行合理调配。 例如：靛蓝会促使樱桃红更快地褪色。
5、着色剂溶液的配制和使用： ⑴着色剂粉末直接使用时不方便，在食品中分布 不均匀，可能形成色素斑点，需配成溶液(1-10%) 使用。 ⑵配制着色剂溶液时，称量必须准确，此外溶液 应按每次的用量配制，因配好的溶液久置后易析 出沉淀或变色(现配现用)。例如：胭脂红的水溶 液在长时间放置后会变成黑色。
橙色：是黄色和红色的混合色，兼有红黄两 色的优点，给人以强烈的甘甜、成熟和醇美 的感觉，饮料和罐头等食品常用。
咖啡色：给人以风味独特浓郁的感觉，咖啡、 巧克力、饮料、糕点、啤酒及茶叶等常用。
一般新鲜食品大都具有与其自然统一的色 泽，这种色泽与它周围色调同时构成对人 的感官刺激，引起人们的食欲。根据长期 的经验，人们可以根据其色泽预见食品的 营养价值、变质与否以及商品价值的高低。
物质的分子只含有一个上述基团时，由于 它们的吸收波长在200-400nm之间，物质 仍是无色的。如果分子中有2个或2个以上 生色基共轭(resonate)时，可以使物质对光 的吸收波长移向可见光区域内，使物质呈 现颜色。共轭体系(resonance system)越长， 该结构吸收的光波长也越长。
人工合成的着色剂多为由煤焦油所含的具有苯环、 萘环等物质合成而制得。
天然色素特点 优点：色泽自然、毒性低，不少品种还有一 定的营养价值或疗效性能。 缺点：较难溶解、有异味、不稳定、难配 色、有批次色差、易沉易浊、成本 高。
色淀的特点 与原色素比，它不溶于水，耐热性、耐光 性和化学稳定性提高. 性和化学稳定性提高. 可在干燥状态下加入产品，主要用于粉末 食品、胶母糖 、油脂食品和低水分食品等. 、油脂食品和低水分食品等. 价格贵. 价格贵.
天然色素与合成色素的比较
特性比较
特点 种类
安全 高 差
色域 稳定 着色 拼色 窄 宽 差 好 好 差 差 宜
成本 高 低
天然 合成
二、色素应用
1、染色力：对食品着色时，要注意色素对 上色部分的染着性质，即易不易染色，易 不易脱色。合成色素的着色力一般强。 2、溶解性：使用时要注意色素是油溶性还 是水溶性；溶解度>1%为可溶， 0.25-1% 为稍溶，<0.25%为微溶；另外溶解度受温 度、pH值、含盐量、水硬度等的影响。
(2)按溶解性：分水溶性色素和油溶性色素
合成色素都为水溶性色素，色淀不溶于水; 天然色素有的为水溶性，有的为油溶性; 例如：焦糖色素为水溶性色素， β-胡萝卜素为油溶性色素。
⑶按结构分 合成色素：偶氮类色素和非偶氮类 偶氮类色素：苋菜红、胭脂红、新红、酸性红、
诱惑红、柠檬黄、日落黄。 偶氮类易被还原剂(如SO 2 )和金属离子褪色。
共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双键的关系
名称 C-C CH=CH （CH=CH） 2 （CH=CH） 3 （CH=CH） 4 （CH=CH） 5 （CH=CH） 8 （CH=CH） 11 （CH=CH） 15 乙烷 乙烯 丁二烯 己三烯 二甲基辛四烯 维生素A 二氢胡萝卜素 番茄红素 去氢番茄红素 吸收波长(nm) 135 185 217 258 296 335 415 470 504 颜色 无色 无色 无色 无色 淡黄 淡黄色 橙色 红色 紫色
耐还原性：具有还原作用的物质对着色剂有一定 的影响。例如：靛类（靛蓝）及偶氮类不稳定。 耐盐性：在腌制食品中要考虑色素的耐盐性问题。 例如：柠檬黄较强，靛蓝较弱。 耐光性：紫外线会影响着色剂的稳定，其耐紫外 线程度与周围环境有关，如pH值、水硬度、金属 离子等。例如：靛蓝较弱，柠檬黄、日落黄较强。 耐细菌性：不同色素对细菌的稳定性不同。例如： 柠檬黄、日落黄较强，而靛蓝较弱。
非偶氮类色素：
赤藓红：黄嘌呤类，易被光(紫外光)氧化. 亮蓝：三苯基甲烷类，易在碱作用下褪色. 靛蓝：靛属化合物，易被紫外光作用褪色.
天然色素 类胡萝卜素类色素 花色苷类色素 黄酮类及其他酮类色素 卟啉色素 醌类色素 焦糖类色素 β-花色苷及其他类色素
食用色素的特点
合成色素特点 优点：具有色泽鲜艳、着色力强、稳定性 好、无臭无味、易溶解、易调色、 成本低等优点。 缺点：与天然色素相比，大多数安全性较 低。
常用合成色素性质对比
名称 波长 光 苋菜红 520 胭脂红 508 赤鲜红 526 柠檬黄 428 日落黄 482 靛蓝 亮蓝 610 630 好 好 中 很好 很好 中 好 热 很好 很好 很好 很好 很好 中 很好 坚牢度 碱 苯甲酸 中 好 中 好 中 差 好 好 好 差 很好 很好 差 很好 水溶性 (g/100mL) SO 2 中 中 好 很好 中 差 很好 7 12 6 10 10 1 20
4、变色：有以下三种情况： ⑴各种着色剂溶解于不同的溶剂可能会产生 不同的色调和强度，在使用两种或两种以上 着色剂调色时更为突出。 例如1：黄色与红色配成的橙色，在水中色 调较黄，在酒精中较红。 例如2 ：在酒类中，洒精的含量不同，同样 的着色剂会变成不同的色调。
⑵在调色、拼色工艺中，各种着色剂的坚牢 度不同，褪色快慢也不同，所以也可能引 起变色。 例如：水溶性靛蓝比柠檬黄褪色快，两者 配成绿色用于青梅酒的着色，往往出现靛 蓝先褪色而使酒的色泽变黄。
2.助色团：指本身并不能产生颜色，但当其与 共轭体系或生色基相连时，可使共轭体系或 生色基的吸收波长向长波方向移动而显色。 常见的有： –OH、–OR、–NH 2 、 –NR2 、–SR、 –Cl、–Br等。
着色剂的发色机理
着色剂分子中既有发色团，又含有助色团， 它们通过共轭使着色剂可吸收可见光而呈 现不同的颜色。