對植物中天然色素的探究

王婷婷

南開中學

對植物中天然色素的探究

王婷婷

南開中學

食用色素的使用深入我們生活的方方面面，是食品工業不可或缺的一個環節。隨著人們對食品健康問題的日益關注，天然色素將取代合成色素成為這一領域的主流。本文通過查閱參考文獻，介紹了天然色素的歷史沿革和研究意義，結合植物中常見色素的應用實例探討了它們的應用價值，并分析天然色素不穩定性的原因。旨在引導公眾正確看待天然色素產業，并呼吁加大對此方向的研究。

天然色素；性質；應用前景

引言

食用色素是一種重要且常用的食品添加劑，它給予食品以豐富多彩的顏色，刺激消費者的購買欲望，是現代食品工業中不可或缺的化學原料。按不同的原料來源，食用色素又可分為工業合成色素和來自自然界的天然色素。

長期以來，合成色素以其價格低廉，生產方便，化學性質穩定的特點成為食用色素行業的主流。然而，過量地食用合成色素會對人體健康造成嚴重的不良影響，肯德基的“蘇丹紅”，上海的“染色饅頭”，這些事件就是一起起明證。隨著人們對生活質量和食品安全的重視，合成色素的使用正越來越多的限制，如美國法律認可的合成色素從幾百種減至7種[1]，很多國家對色素的最高使用標準也進行了下調。

在這樣的背景下，天然色素在商業上的應用潛力被發揮出來，到目前取得了重大進展。筆者希望通過探討天然色素的功能，結合日常常見植物中的色素的例子，分析其優缺點，為讀者介紹天然色素，這一具有廣闊發展前景的新興產業。

1.天然色素概述

天然色素指從天然渠道，而非人工合成獲得的食用色素，大多數由植物體中提取，利用萃取的方法得到。

與大眾想象的不同，天然色素的使用并不是現代工業的產物，它的使用伴隨著人類的歷史發展，早在幾千年前，人類就知道使用植物的汁液和昆蟲的血液進行染色。我國古代人民在這方面積累了大量經驗，例如從胭脂蟲中提取出胭脂紅色素，又例如早在春秋戰國時期，俗話中的，青取之于藍而勝于藍，這里的青就是從蓼藍中提取出的染料。

同時，天然色素的合成過程，有時對人工合成染料也有重要的意義，例如靛藍的合成路線，就是參考了天然色素得到的。當然，天然色素除了食品染色的作用外，也可以消除人工色素給人體帶來的健康隱患。這使我們更深刻地認識到天然色素的發展潛力。

2.植物中常見天然色素的應用實例

天然色素的使用目的不僅僅在于食物的染色，很多天然色素本身，由于富含大量的天然物質，還具有保健的功能，以下筆者將結合自然世界，給出幾個植物中天然色素的實例，并介紹和探討他們的應用價值。

2.1 葉綠素

宇宙中鳥瞰地球是一個藍綠交錯的星球，葉綠素為綠色的陸地做出了主要貢獻，在植物的葉綠體中它與蛋白質結合，形成可以捕捉太陽能的結構，幫助植物進行光合作用。為自然界提供源源不斷的能量，使地球上各種各樣的生物得以生存和發展。

葉綠素是最常見的天然色素之一，它是一種復雜的有機酸酯，易溶于有機溶劑。在可見光波長范圍（390-780納米）內，葉綠素大量吸收650-680納米的紅光和430-470納米的藍光，反射540納米的綠光，所以呈現綠色。

在食品工業中，用葉綠素加工食品不僅能夠染色，還能帶來自然清新的口感；在日化產業中，由于它的抑菌作用，被大量應用于草本牙膏中，對口腔保健有明顯的功效[2]。

2.2 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素在結構上是一種共軛烯烴，是脂溶性色素，存在于葉綠體中，可以保護葉綠素不受短波光的破壞，起到陽傘的作用。在生物學中按照功能常被分為兩類，一類是紅橙色的胡蘿卜素，一類是黃色的葉黃素，后者可由前者轉化得到。胡蘿卜素經過人和動物體內酶的作用,轉化為對于進行各種生命活動十分重要的維生素A。有文獻研究稱它可以顯著降低老年性白內障發生的風險[3]。

2.3 花青素

花青素是一種常見的水溶性色素，因為能夠吸收不同的可見光波長而呈現豐富的色彩。花青素具有很好的抗氧化能力，能夠與人體中的自由基發生反應，后者是導致人體衰老的原因之一。研究表明，花青素對腫瘤有一定的抗性，所以近年來對其醫藥的研究也如火如荼地展開[4]。

3.天然色素的穩定性分析

與人工合成色素相比，天然色素的一大缺陷就是理化性質不穩定，這種不穩定性體現在如下的幾個方面：

天然色素的顏色隨pH值的改變而發生變化，大多堿性偏藍色，酸性偏紅色。其光穩定性差，不抗紫外線，有的甚至在室內散射光下也會分解。此外，天然色素因受熱易分解，不能廣泛使用在加熱食品中。天然色素大多有不飽和雙鍵，易氧化褪色。金屬離子對天然色素的作用各有不同，如Fe3+，易使其褪色，而Na+，則影響不大。

結語

盡管天然色素的工業化使用還存在著不少問題，但隨著人們對健康的日益關注，天然色素的使用必會成為食用色素行業的趨勢。然而，公眾對它的應用卻并不了解，近年來對花青素抗癌作用的炒作就是一個證明。其實，花青素既不少見，也不昂貴，它的抗癌作用現在也在研究階段，離真正投入應用還有很長的距離。天然色素的發展需要引導公眾對其的正確認識，也需要國家和企業對它更大的研發投入[5]。

[1]沈國強,楊春霞，張棟.天然色素(染料)的研究及發展趨勢[J].染料與染色,2009(1):7–10.

[2]李楠.天然色素的研究概況[J].科技致富向導,2011(32):178.

[3]劉麗婭,陳山,王軍,韓忠，袁竹連.植物天然食用色素的功能及其制備工藝[J].食品與發酵工業,2006(9):96–100.

[4]彭子模,李進，孟冬麗.植物源天然色素的開發與應用研究現狀與展望[J].新疆師范大學學報(自然科學版),2000(4):43–50, 55.

[5]賀也.別再神化花青素了[N].健康時報,2015-11-12(4).