天然食用色素的生产工艺
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天然食用色素的研究与开发存在两大难题： 一是缺乏具有商业利用价值的色素资源； 二是天然食用色素本身的稳定性问题。 这样就导致了天然食用色素价格昂贵，在很大程度上也限
制其在应用上的普及。
天然色素在应用方面存在问题
尽管天然食用色素具有安全性高、色调自然，兼备营 养和药理作用等优点，但目前其使用范围仍受到局限。
天然的β 胡萝卜素可以制成含量为20－30％的悬浮体、溶 解在植物油中的溶液、微溶于水的乳化液和喷雾干燥后的 粉体。在欧洲，天然β胡萝卜素的供应量在稳步增长，估 计每年消耗纯β胡萝卜素超过2 吨。
共轭烯烃形成发色基团→产生颜色 大多数天然类胡萝卜素可看为番茄红素的衍生物，仅
有β－紫罗酮环（双键位置在5，6碳之间， β－ 胡萝卜 素）是维生素A的前体 胡萝卜素以前仅用于油质食品的着色，近年来： 将类胡萝卜素溶于能与水混溶的介质中 将类胡萝卜素制成极细的微晶状 将其吸附在明胶或可溶性的糖类载体如环糊精等
各国允许使用的食用合成色素各不相同，英国16种合成色素， 而美国仅允许食用9种，我国八种，仅限于饮料、糖果、配制 酒、糕点、青梅等，禁止用于肉、鱼、水果及婴儿代乳品。
天然食用色素及其特点
包括植物色素、动物色素、微生物色素及矿物色素等， 除藤黄有剧毒不使用外，其余对人体健康一般无害。
我国允许使用并已制定有国家标准的天然食用色素有： 姜黄、红花黄色素、辣椒红色素、虫胶色素、红曲米、 酱色、甜菜红、叶绿素铜钠盐和β－胡萝卜素。
苯甲烷类；天然食用色素可分为：吡咯类（叶绿素类）、 多烯类（类胡萝卜素）、酮类（红曲素、姜黄素）、醌 类（紫胶、胭脂红、紫草醌）和多酚类（花青素、花红 素、儿茶素） 3）按溶解性可分为：水溶性和脂溶性
天然色素的分类
1）异戊二烯衍生物——类胡萝卜素 复烯烃类（胡萝卜素、番茄红素等）、复烯醇类（叶黄
由于其对光、热、酸、碱等敏感，在加工、贮存过程中 很容易褪色和变色，影响了其感官性能。因此在食品中 有时添加合成色素。
天然食用色素使用现状
目前正在研究开发的天然食用来自百度文库素种类有：五味子红色素、 紫苏色素、山楂色素、落葵红色素、黑加仑色素、茶色素、 柿皮色素、龙葵色素等，其中不少种类显现出良好势头。
食用合成色素特点及使用现状
合成色素色泽鲜艳，着色力强，品种多、使用方便，但有些 品种具有致毒、癌、畸作用（代谢过程中产生有害物质或加工 合成过程中有害物质的污染），对人体均可造成不同程度的危 害。
50年代全世界至少有100多种合成食用色素，现已证明有20 多种曾经用过的合成食用色素具有致癌性，目前国际上允许的 合成食用色素仅20余种
缺点：天然色素大多稳定性较差，在加工、流通等领 域中易受外界因素的影响而发生不同程度地劣变；还 存在染着性差、 难配色以及异味、异臭等问题。
采用微胶囊技术对色素进行微胶囊化，不仅可提高色 素的水溶性，对热、储存时间的稳定性，还可掩盖色 素不良风味，如β胡萝卜素经微胶囊化后其溶解性得 到显著改善，其贮存稳定性也得到了提高。
第九章 天然食用色素的生产工艺
§9.1 概述 §9.2 天然色素分类 §9.3 色素的存在形式 §9.4 胡萝卜素的提取 §9.5 葡萄红色素的提取 §9.6 姜黄色素的提取 §9.7 辣椒红色素的提取
§9.1 概述
§9.1 概述
1、色素的分类
1）按来源可分为：人工合成色素、天然色素 2）按结构，人工合成色素可分为：偶氮类、氧蒽类和二
天然食用色素稳定性差的解决途径
将甜菜红与茶色素结合使用稳定性大大提高；叶绿素通过铜 取代镁，再制成钠或钾盐→非常稳定的绿色素； 加入抗氧化剂：天然色素类胡萝卜素系列由长的双键链组成， 为油溶性色素，耐热性强而耐光性差→添加抗氧化剂进行处理。 当与VＣ、VＥ或生育酚、抗坏血酸和迷迭香等天然抗氧化剂合 用时，能较大程度地增强耐光性；使其在保存、使用过程和最 终产品中不褪色。提高色稳定性，还具有耐高温、耐高浓度盐 和耐强光的特性。
用明矾、酒石酸钠、磷酸等作稳定剂，与蒽醌类天然色素并 用，可防止颜色变化；
利用生物技术，改变天然食用色素的色调，扩大其应用范围
采用微胶囊化技术提高天然色素稳定性
§9.4 胡萝卜素（Carotene）的提取
以异戊二烯残基为单元组成的共轭双键长链为基础的一 类色素，总称为类胡萝卜素
颜色从黄、橙、红到紫色均有，不溶于水而溶于脂肪溶 剂，摄入过多亦无损害→不限制用量
素、玉米黄素）、复烯酮类（辣椒黄素、辣椒红素）、 复烯烃的环氧化物、非四萜类的复烯色素类（藏红花素、 栀子色素） 从浅黄到深红色的脂溶性色素，几乎不溶于水、乙醇， 大多溶于石油醚或己烷，随分子中含氧官能团的增多， 亲脂性也随之减弱 对热较稳定，但含有较多双键，易被氧化
天然色素的分类
2）多酚衍生物——花青色素与花黄色素 植物水溶性色素，分为花青色素、花黄色素和鞣质（呈
按结构与溶解性质分为两大类： 1）胡萝卜素类：共轭多烯烃，溶于石油醚，仅微溶于
甲醇、乙醇 2）叶黄素类：共轭多烯烃的含氧衍生物，以醇、醛、
酮的形式存在，溶于甲醇、乙醇和石油醚
β -胡萝卜素
β胡萝卜素也是油溶性色素，主要来源是海藻、胡萝卜和 棕榈油。
用作食品着色剂的β胡萝卜素绝大多数是化学合成的，天 然的β胡萝卜素主要还是用在医药和保健品的添加剂中。 合成的β胡萝卜素已广泛用在软饮料和休闲食品中。
味、呈色物质）三大部分，由苯环和γ-吡喃环聚合而成， 易受氧化剂、温度等影响而变色
天然色素的分类
3）四吡咯衍生物——叶绿素和血红素： 四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基（－CH=）相连成的复
杂共轭体系，也称卟啉类色素，广泛存在于绿色植物的叶 部和动物的血液中 4）酮类衍生物——红曲色素 有应用价值的是醇溶性的红曲色素、红斑素和红曲红素对 pH稳定，耐热、耐光性强，几乎不受金属离子、氧化剂 和还原剂的影响 5）醌类衍生物
制其在应用上的普及。
天然色素在应用方面存在问题
尽管天然食用色素具有安全性高、色调自然，兼备营 养和药理作用等优点，但目前其使用范围仍受到局限。
天然的β 胡萝卜素可以制成含量为20－30％的悬浮体、溶 解在植物油中的溶液、微溶于水的乳化液和喷雾干燥后的 粉体。在欧洲，天然β胡萝卜素的供应量在稳步增长，估 计每年消耗纯β胡萝卜素超过2 吨。
共轭烯烃形成发色基团→产生颜色 大多数天然类胡萝卜素可看为番茄红素的衍生物，仅
有β－紫罗酮环（双键位置在5，6碳之间， β－ 胡萝卜 素）是维生素A的前体 胡萝卜素以前仅用于油质食品的着色，近年来： 将类胡萝卜素溶于能与水混溶的介质中 将类胡萝卜素制成极细的微晶状 将其吸附在明胶或可溶性的糖类载体如环糊精等
各国允许使用的食用合成色素各不相同，英国16种合成色素， 而美国仅允许食用9种，我国八种，仅限于饮料、糖果、配制 酒、糕点、青梅等，禁止用于肉、鱼、水果及婴儿代乳品。
天然食用色素及其特点
包括植物色素、动物色素、微生物色素及矿物色素等， 除藤黄有剧毒不使用外，其余对人体健康一般无害。
我国允许使用并已制定有国家标准的天然食用色素有： 姜黄、红花黄色素、辣椒红色素、虫胶色素、红曲米、 酱色、甜菜红、叶绿素铜钠盐和β－胡萝卜素。
苯甲烷类；天然食用色素可分为：吡咯类（叶绿素类）、 多烯类（类胡萝卜素）、酮类（红曲素、姜黄素）、醌 类（紫胶、胭脂红、紫草醌）和多酚类（花青素、花红 素、儿茶素） 3）按溶解性可分为：水溶性和脂溶性
天然色素的分类
1）异戊二烯衍生物——类胡萝卜素 复烯烃类（胡萝卜素、番茄红素等）、复烯醇类（叶黄
由于其对光、热、酸、碱等敏感，在加工、贮存过程中 很容易褪色和变色，影响了其感官性能。因此在食品中 有时添加合成色素。
天然食用色素使用现状
目前正在研究开发的天然食用来自百度文库素种类有：五味子红色素、 紫苏色素、山楂色素、落葵红色素、黑加仑色素、茶色素、 柿皮色素、龙葵色素等，其中不少种类显现出良好势头。
食用合成色素特点及使用现状
合成色素色泽鲜艳，着色力强，品种多、使用方便，但有些 品种具有致毒、癌、畸作用（代谢过程中产生有害物质或加工 合成过程中有害物质的污染），对人体均可造成不同程度的危 害。
50年代全世界至少有100多种合成食用色素，现已证明有20 多种曾经用过的合成食用色素具有致癌性，目前国际上允许的 合成食用色素仅20余种
缺点：天然色素大多稳定性较差，在加工、流通等领 域中易受外界因素的影响而发生不同程度地劣变；还 存在染着性差、 难配色以及异味、异臭等问题。
采用微胶囊技术对色素进行微胶囊化，不仅可提高色 素的水溶性，对热、储存时间的稳定性，还可掩盖色 素不良风味，如β胡萝卜素经微胶囊化后其溶解性得 到显著改善，其贮存稳定性也得到了提高。
第九章 天然食用色素的生产工艺
§9.1 概述 §9.2 天然色素分类 §9.3 色素的存在形式 §9.4 胡萝卜素的提取 §9.5 葡萄红色素的提取 §9.6 姜黄色素的提取 §9.7 辣椒红色素的提取
§9.1 概述
§9.1 概述
1、色素的分类
1）按来源可分为：人工合成色素、天然色素 2）按结构，人工合成色素可分为：偶氮类、氧蒽类和二
天然食用色素稳定性差的解决途径
将甜菜红与茶色素结合使用稳定性大大提高；叶绿素通过铜 取代镁，再制成钠或钾盐→非常稳定的绿色素； 加入抗氧化剂：天然色素类胡萝卜素系列由长的双键链组成， 为油溶性色素，耐热性强而耐光性差→添加抗氧化剂进行处理。 当与VＣ、VＥ或生育酚、抗坏血酸和迷迭香等天然抗氧化剂合 用时，能较大程度地增强耐光性；使其在保存、使用过程和最 终产品中不褪色。提高色稳定性，还具有耐高温、耐高浓度盐 和耐强光的特性。
用明矾、酒石酸钠、磷酸等作稳定剂，与蒽醌类天然色素并 用，可防止颜色变化；
利用生物技术，改变天然食用色素的色调，扩大其应用范围
采用微胶囊化技术提高天然色素稳定性
§9.4 胡萝卜素（Carotene）的提取
以异戊二烯残基为单元组成的共轭双键长链为基础的一 类色素，总称为类胡萝卜素
颜色从黄、橙、红到紫色均有，不溶于水而溶于脂肪溶 剂，摄入过多亦无损害→不限制用量
素、玉米黄素）、复烯酮类（辣椒黄素、辣椒红素）、 复烯烃的环氧化物、非四萜类的复烯色素类（藏红花素、 栀子色素） 从浅黄到深红色的脂溶性色素，几乎不溶于水、乙醇， 大多溶于石油醚或己烷，随分子中含氧官能团的增多， 亲脂性也随之减弱 对热较稳定，但含有较多双键，易被氧化
天然色素的分类
2）多酚衍生物——花青色素与花黄色素 植物水溶性色素，分为花青色素、花黄色素和鞣质（呈
按结构与溶解性质分为两大类： 1）胡萝卜素类：共轭多烯烃，溶于石油醚，仅微溶于
甲醇、乙醇 2）叶黄素类：共轭多烯烃的含氧衍生物，以醇、醛、
酮的形式存在，溶于甲醇、乙醇和石油醚
β -胡萝卜素
β胡萝卜素也是油溶性色素，主要来源是海藻、胡萝卜和 棕榈油。
用作食品着色剂的β胡萝卜素绝大多数是化学合成的，天 然的β胡萝卜素主要还是用在医药和保健品的添加剂中。 合成的β胡萝卜素已广泛用在软饮料和休闲食品中。
味、呈色物质）三大部分，由苯环和γ-吡喃环聚合而成， 易受氧化剂、温度等影响而变色
天然色素的分类
3）四吡咯衍生物——叶绿素和血红素： 四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基（－CH=）相连成的复
杂共轭体系，也称卟啉类色素，广泛存在于绿色植物的叶 部和动物的血液中 4）酮类衍生物——红曲色素 有应用价值的是醇溶性的红曲色素、红斑素和红曲红素对 pH稳定，耐热、耐光性强，几乎不受金属离子、氧化剂 和还原剂的影响 5）醌类衍生物