天然食用色素的研究進展

孫曉莎，任順成

（河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001）

天然食用色素的研究進展

孫曉莎，任順成*

（河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001）

天然食用色素是從動物、植物、微生物或微生物代謝產物中提取出來的，以改變食品的顏色特性和營養特性的添加劑。其顏色鮮艷，具有良好的著色性能，且大多數具有營養保健功能，近幾年對天然食用色素的研究越來越熱。本文對天然食品色素的研究進展進行了綜述，并對未來天然食品色素進行了展望。

天然食用色素；保健功能；紅曲霉色素；紅棗皮紅色素；花色苷色素

天然食用色素屬于食品添加劑中的一種，是從動物、植物、微生物或微生物代謝產物中提取出來的，以改變食品的顏色特性和營養特性的添加劑，其歷史久遠，我國古代就有使用天然色素作紡織品染料，米飯，釀酒，化妝品等色料的記載，如今天然食用色素在飲料，酒類，糖果和焙烤食品等領域更是被被廣泛應用。

在烘焙食品應用的天然色素如香油、巧克力色素、紅色素、綠色素、色素果醬等，可以用于制造奶黃包、蛋撻和蛋奶饅頭、香型的蛋糕、湯圓、餅干、蛋糕餡、水餃等產品［1］。油溶性天然色素如姜黃色素因為和油脂結合效果較好，也常被用在烘焙食品中。在草莓飲料中加入紅色素，桂花酒中加入褐色天然素，使色彩更加誘人。在糖果中，常被用來改變糖果的顏色，生產色彩斑斕的糖衣，吸引消費者，且在很久之前，外國都有提取植物色素添加到糖果中的方法。在肉制品中的應用更加廣泛，眾所周知，通過亞硝酸鹽保護肉中的色素不被破壞，對身體危害極大，近幾年相關的科研人員提取辣椒紅色素用于罐頭的肉制品中，不但健康美味，穩定性好，而且取得了較好的發色效果。李星［2］等人研究了代替亞硝酸鹽的3種天然色素，分別是亞硝基血紅蛋白素，紅曲色素和高粱紅色素。亞硝基血紅蛋白素不但能保證肉制品鮮亮的顏色，還能降低亞硝酸含量；紅曲色素賦予肉類特殊的風味，還能有抑菌作用；高粱紅色素耐光性較好，添加在肉制品中使顏色柔和，自然，吸引消費者的購買。

除此之外，天然的食品色素還有食用安全，生理活性高，綠色健康，可以從多種動植物，微生物中提取的特點，因此，在國際上對天然食用色素的研發是一個大的發展趨勢。本文重點介紹天然食用色素的營養效果和藥理特性，幾種熱門天然色素的研究現狀，以及對未來天然色素的展望。

1　天然食用色素的功能特性

天然使用色素廣受歡迎的原因不止因為其是在植物組織，動物組織，微生物或微生物代謝物中提取的有色物質，色彩明亮，對人體健康無害，還因為其具有一定的營養效果和藥理特性，可作為營養強化劑添加。

1.1營養效果

應用最廣泛的是β-胡蘿卜素，在飲料中加入，可增加飲料的風味，安全性高，著色力均衡，增加人們的食用欲望。更重要的是，胡蘿卜色素在人體內可轉變為維生素A，具有很高的營養價值，國家已將β-胡蘿卜素歸類為營養強化劑，用于食品強化，不但可以抗氧化，也可防止人體維生素A的缺乏癥和干眼病等［3］。

于修燭和康美玲［4-5］等研究了蘋果籽色素的營養價值。蘋果籽中含有25.3％的脂肪、34.0％的蛋白質、各種常量和微量元素，此外還有一些糖苷、生物堿以及鞣質等物質，營養成分豐富，將會在各種食品中作為健康營養的色素來添加。

從紅棗果皮中提取出的一種紅棗紅色素色澤具有濃郁純正，對熱和光均較穩定，水溶性好等特點，同時，由于又具有消除自由基，抗氧化，抗腫瘤，抗衰老，補血養氣等多藥用功效，因此，對紅棗紅色素的研究具有重要的實用價值［6］。

食用天然色素不但可以作為營養強化劑添加，起到增強人體功能、保健的目的，還有防病等藥理功效。

1.2藥理特性

徐春明［7］等指出，梔子植物中含有的梔子黃色素有一定的抑菌和藥理功效，其色澤明麗，有較強的著色能力，較好的水溶性和穩定性。

中國古代的醫學就有關于紅曲色素的藥理特性相關研究。李時珍《本草綱目》就有“消食活血，健脾強胃”［8］，“紅曲主治消食活血，健脾燥胃，治赤白痢，下水谷，跌打撲傷損，治女人血氣痛及產后惡露不盡”等記載。王文風［9］等也指出，紅曲色素的藥用功效已引起全世界范圍的廣泛關注，有著抗氧化，保護腎臟，降血壓，保護心血管系統，抗癌，以及降低膽固醇等廣泛作用，并一一進行了仔細論述。典型例子是紅腐乳選用天然紅曲霉發酵，因而具有抗菌，降血壓，血脂和血糖的功效。

其他植物色素如紅米，甘草色素，紫蘇色素等，將其加入需要染色的食物中進行烹飪加工，具有鎮咳、健胃、利尿、鎮痛作用［10］。存在于果蔬中的一類天然色素——花色苷，研究表明其有抗氧化及消除自由基、降低血清及肝臟中的脂肪含量，抗變異及抗腫瘤，防止體內過氧化作用等。

再如桑椹紅色素，是廣泛存在植物中的天然色素，不僅色澤亮麗且具有補血、補腦、利肝、利尿、潤便、抗氧化及消除自由基等作用，可廣泛用于食品工業、保健品及醫藥工業中［11-13］。

最近研究熱門的大棗紅色素的藥理特性已經被逐一發現。范立通［14］對大棗的抗活性氧功能進行研究，結果表明經不同方法處理后，棗的抗活性氧功能存在一定差異，有的甚至非常顯著。薛自萍［15］等對棗果皮中酚類物質提取工藝優化及抗氧化活性進行分析，結果表明棗果皮中酚類物質具有很強的抗氧化能力。李茜倩等［16］通過ULL試驗表明棗皮紅色素中含有抑制K562細胞增殖活性成分。

由此可見，天然食品色素的藥理特性很多，幾乎每種食品天然色素都有其特殊的藥用功能。

2　幾種熱門天然色素的研究現狀

2.1紅曲色素

天然食品色素較合成色素有更好的安全性，無致癌，致畸變的風險，但是穩定性較差，容易受到環境的影響而失去自身的作用。但試驗表明，紅曲色素對身體無任何毒害作用和致突變作用，具有良好的安全性，耐光，耐熱，耐化學性［9］，且與其他天然色素相比具有蛋白質著色力強，色調柔和的特點，因此，在食品方面被廣泛地用于豆腐乳、糕點、糖果、果醬、果汁等的著色。

紅曲色素的多種優良特性如水溶性，在注射液和腌制液中良好的分散性，易于調配性，顏色與天然肉色相近，使其在烤肉、火腿腸、火腿等肉制品中應用廣泛［17］。王金字［18］等指出：紅曲色素與亞硝酸鹽的著色原理是不同的，亞硝酸鹽是與肌紅蛋白形成亞硝基肌紅蛋白，而紅曲色素是直接染色，兩者有相同的著色效果和提升風味的效果，抑制有害微生物的生長，進而延長肉類的保存期，但紅曲色素作為天然色素，對人體是無毒無害的。德國肉類研究中心的結果也表明，在腌制類產品中添加紅曲色素后，完全可以將亞硝酸鹽量減少60％，而腌制食品的風味，色澤和貯存性能不受影響，顏色穩定性也遠優于原產品。

我國臺灣的紅露酒、福建的老紅酒以及日本新瀉縣生產的紅酒，都在發酵過程中加入了紅曲發酵，生產出來的酒不但具有鮮艷的顏色，濃郁的香味，較強的保健功能，并且長時間放置也不會變質，反而具有更好的特性［19］。

由于紅曲色素具有以上眾多優點，因此在天然食品色素添加劑領域，紅曲色素成為了一種熱門研究對象。

2.2紅棗皮紅色素

紅棗皮紅色素是從加工紅棗食品時的廢棄物——紅棗皮中提取出來的，色彩鮮艷厚重，含量也較豐富，是一種受各種因素作用以后仍具有良好穩定性的天然紅色素，由于其水溶性良好且耐光耐熱，不僅可以用于果味飲料中的調色，烹調食品調色，還能給藥丸做外衣著色［20］。最近幾年對大棗紅色素的提取方法和穩定性有一系列可喜的研究進展。

紅棗皮紅色素的提取工藝大致有以下幾種方法：溶劑提取、超聲波輔助提取、微波輔助提取、酶法提取等，且后幾種提取方法經常和溶劑法結合來提高提取率。其中溶劑法的提取率高，但是耗時長，提取效率低，消耗大量的溶劑等［21］。而超聲波、微波以及酶解法和溶劑法結合進行提取不但可以克服單純的使用溶劑提取法的缺陷，而且可以更安全，無浪費，無污染的進行紅棗皮紅色素的提取。施惠［22］等通過試驗確定了棗紅素最大吸收波長為656 nm，最佳提取條件是在0.01mol/L的NaOH，70％超聲波提取1.5 h。李勇［23］在對大棗棗皮紅色素的提取研究中得出結論：AB-8型打孔樹脂和Sephadex LH-20等柱層析技術是適用于棗皮紅色素的分離的，為進一步研究大棗棗皮紅色素化學成分提供了借鑒和依據。

李倩［24］等對棗果色素的穩定性進行了研究，結果表明紅棗皮紅色素對光照、溫度、Na+、K+及中性、堿性溶液環境有較高的穩定性；對酸性溶液環境及部分金屬離子Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Pb2+和Sr2+的穩定性差；對碳水化合物、食品添加劑和防腐劑的穩定性較強；對氧化還原劑的穩定性較差。

2.3紫薯花色苷色素

紫薯花色苷是存在于紫薯中的一類天然色素，許多研究表明其具有較多生理活性功能，如抗氧化、消除自由基、降低血清及肝臟中的脂肪含量、抗變異及抗腫瘤以及防止體內過氧化作用等。由于花色苷色素色彩多種鮮艷，著色效果好及較強的生理活性功能，故被大眾消費者所喜愛，具有廣闊的市場前景［25］。

孫金輝［26］對紫薯花色苷的影響因素得出結論：紫薯花色苷在中性偏酸條件下，色澤穩定且為所需的甘薯紅色或紫色，隨著pH的升高，花色苷向著深藍色轉變；酸性條件下耐熱性較好，耐光性稍差，對強氧化劑的穩定性較差，對還原劑的穩定性稍好，大多數金屬離子對其影響較小，鋁離子和鐵離子對其有增色作用。保健功能有抗氧化，降血糖，抗炎癥，保護肝臟，抗突變的作用。也有研究表明花色苷色素還有提高視力的功能［26］。

紫薯花色苷在食品中的應用也很廣泛：紫薯釀酒過程中，由于紫薯花色苷的存在，釀出來的成品酒具有吸引人的紫紅色，兼備葡萄酒和黃酒的風味，為低度發酵酒，不但性質穩定，且具有防衰老，抗腫瘤等保健功能。由于花色苷在酸性條件下耐熱性和耐光性較好，因此在酸性飲料中，如碳酸飲料，果蔬飲料應用也較為廣泛，具有很好的著色性和穩定性［27］。余小領和閆征等人研究出了以紫薯為原料的食品——果凍和低糖紫薯脯等保健食品，不添加任何色素和防腐劑，口感上乘，風味特殊又營養健康的食品，深受廣大消費者歡迎。

3　天然食品色素的展望

自1992年以來，我國食品添加劑行業就提出“天然，營養，多功能添加劑”的綠色發展方針，并倡導在食品中優先使用天然色素，經過10多年的發展，我國天然色素行業在產業規模，市場開拓以及生產技術上取得了很大的進步［28］。

科研工作者正致力于研究更新型的提取方法來提高天然色素的提取率，如酶工程、超臨界CO2萃取、親和層析、微波法提取以及凝膠過濾等方法，使食用天然色素的提取更方便、迅速、健康，實現擴大化生產，進而實現工廠化生產［3］。

楊新泉等［29］提到，在天然色素新品種開發和現有品種工藝改進方面，生物高新技術將成為一個重要的發展方向。如利用酶解技術生產天然色素，很大程度上滿足了消費者對天然產品的心理需求，且生物高新技術環境污染小，屬于環境友好的綠色技術。

天然色素逐漸取代合成色素，應用也越來越廣泛，表現了人們對環境友好型社會的渴望，對健康美食的追求，以及利用自然的聰明才智。有大眾對健康的追求，科研工作者孜孜不倦的辛勤研究，國家充足項目基金的支持，天然食品色素的前途是廣闊的，更是光明的。

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Advances in Natural Food Pigment

SUN Xiao-sha，REN Shun-cheng*
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，Henan，China）

Natural food pigment is extracted from animals，plants，microorganisms ormicrobialmetabolites，used to change the color additivesand nutritional characteristicsof the food.Ithas brightcolorsand good color performance，andmostof them have nutrition and health function.In recentyears，more and more studies pay attention to natural food pigment.In this paper，the progress of natural food pigment are reviewed，and prospects for the futureofnatural food pigmentaregiven.

natural food pigment；nutrition and health function；monascus pigment；jujube red pigment；anthocyaninpigments

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.047

河南省重點科技攻關計劃（142102110087）

孫曉莎（1991—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品營養與功能食品。

任順成（1963—），男（漢），副教授，博士，研究方向：食品營養與功能食品。

2015-10-23