孫曉莎，任順成

（河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南鄭州450001）

天然食用色素的研究進(jìn)展

孫曉莎，任順成*

（河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南鄭州450001）

天然食用色素是從動(dòng)物、植物、微生物或微生物代謝產(chǎn)物中提取出來(lái)的，以改變食品的顏色特性和營(yíng)養(yǎng)特性的添加劑。其顏色鮮艷，具有良好的著色性能，且大多數(shù)具有營(yíng)養(yǎng)保健功能，近幾年對(duì)天然食用色素的研究越來(lái)越熱。本文對(duì)天然食品色素的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)未來(lái)天然食品色素進(jìn)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(dòng)物、植物、微生物或微生物代謝產(chǎn)物中提取出來(lái)的，以改變食品的顏色特性和營(yíng)養(yǎng)特性的添加劑，其歷史久遠(yuǎn)，我國(guó)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(lǐng)域更是被被廣泛應(yīng)用。

在烘焙食品應(yīng)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(chǎn)品［1］。油溶性天然色素如姜黃色素因?yàn)楹陀椭Y(jié)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(lái)改變糖果的顏色，生產(chǎn)色彩斑斕的糖衣，吸引消費(fèi)者，且在很久之前，外國(guó)都有提取植物色素添加到糖果中的方法。在肉制品中的應(yīng)用更加廣泛，眾所周知，通過(guò)亞硝酸鹽保護(hù)肉中的色素不被破壞，對(duì)身體危害極大，近幾年相關(guān)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(wěn)定性好，而且取得了較好的發(fā)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(fēng)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(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)。

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(dòng)植物，微生物中提取的特點(diǎn)，因此，在國(guó)際上對(duì)天然食用色素的研發(fā)是一個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì)。本文重點(diǎn)介紹天然食用色素的營(yíng)養(yǎng)效果和藥理特性，幾種熱門(mén)天然色素的研究現(xiàn)狀，以及對(duì)未來(lái)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?yàn)槠涫窃谥参锝M織，動(dòng)物組織，微生物或微生物代謝物中提取的有色物質(zhì)，色彩明亮，對(duì)人體健康無(wú)害，還因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ臓I(yíng)養(yǎng)效果和藥理特性，可作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加。

1.1營(yíng)養(yǎng)效果

應(yīng)用最廣泛的是β-胡蘿卜素，在飲料中加入，可增加飲料的風(fēng)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(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，國(guó)家已將β-胡蘿卜素歸類為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，用于食品強(qiáng)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(píng)果籽色素的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蘋(píng)果籽中含有25.3％的脂肪、34.0％的蛋白質(zhì)、各種常量和微量元素，此外還有一些糖苷、生物堿以及鞣質(zhì)等物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，將會(huì)在各種食品中作為健康營(yíng)養(yǎng)的色素來(lái)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(duì)熱和光均較穩(wěn)定，水溶性好等特點(diǎn)，同時(shí)，由于又具有消除自由基，抗氧化，抗腫瘤，抗衰老，補(bǔ)血養(yǎng)氣等多藥用功效，因此，對(duì)紅棗紅色素的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值［6］。

食用天然色素不但可以作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加，起到增強(qiáng)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(qiáng)的著色能力，較好的水溶性和穩(wěn)定性。

中國(guó)古代的醫(yī)學(xué)就有關(guān)于紅曲色素的藥理特性相關(guān)研究。李時(shí)珍《本草綱目》就有“消食活血，健脾強(qiáng)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?dú)馔醇爱a(chǎn)后惡露不盡”等記載。王文風(fēng)［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(guān)注，有著抗氧化，保護(hù)腎臟，降血壓，保護(hù)心血管系統(tǒng)，抗癌，以及降低膽固醇等廣泛作用，并一一進(jìn)行了仔細(xì)論述。典型例子是紅腐乳選用天然紅曲霉發(fā)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(jìn)行烹飪加工，具有鎮(zhèn)咳、健胃、利尿、鎮(zhèn)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(nèi)過(guò)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(bǔ)血、補(bǔ)腦、利肝、利尿、潤(rùn)便、抗氧化及消除自由基等作用，可廣泛用于食品工業(yè)、保健品及醫(yī)藥工業(yè)中［11-13］。

最近研究熱門(mén)的大棗紅色素的藥理特性已經(jīng)被逐一發(fā)現(xiàn)。范立通［14］對(duì)大棗的抗活性氧功能進(jìn)行研究，結(jié)果表明經(jīng)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(duì)棗果皮中酚類物質(zhì)提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性進(jìn)行分析，結(jié)果表明棗果皮中酚類物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗氧化能力。李茜倩等［16］通過(guò)ULL試驗(yàn)表明棗皮紅色素中含有抑制K562細(xì)胞增殖活性成分。

由此可見(jiàn)，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(mén)天然色素的研究現(xiàn)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(wú)致癌，致畸變的風(fēng)險(xiǎn)，但是穩(wěn)定性較差，容易受到環(huán)境的影響而失去自身的作用。但試驗(yàn)表明，紅曲色素對(duì)身體無(wú)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(xué)性［9］，且與其他天然色素相比具有蛋白質(zhì)著色力強(qiáng)，色調(diào)柔和的特點(diǎn)，因此，在食品方面被廣泛地用于豆腐乳、糕點(diǎn)、糖果、果醬、果汁等的著色。

紅曲色素的多種優(yōu)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(diào)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(yīng)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(fēng)味的效果，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)而延長(zhǎng)肉類的保存期，但紅曲色素作為天然色素，對(duì)人體是無(wú)毒無(wú)害的。德國(guó)肉類研究中心的結(jié)果也表明，在腌制類產(chǎn)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(fēng)味，色澤和貯存性能不受影響，顏色穩(wěn)定性也遠(yuǎn)優(yōu)于原產(chǎn)品。

我國(guó)臺(tái)灣的紅露酒、福建的老紅酒以及日本新瀉縣生產(chǎn)的紅酒，都在發(fā)酵過(guò)程中加入了紅曲發(fā)酵，生產(chǎn)出來(lái)的酒不但具有鮮艷的顏色，濃郁的香味，較強(qiáng)的保健功能，并且長(zhǎng)時(shí)間放置也不會(huì)變質(zhì)，反而具有更好的特性［19］。

由于紅曲色素具有以上眾多優(yōu)點(diǎn)，因此在天然食品色素添加劑領(lǐng)域，紅曲色素成為了一種熱門(mén)研究對(duì)象。

2.2紅棗皮紅色素

紅棗皮紅色素是從加工紅棗食品時(shí)的廢棄物——紅棗皮中提取出來(lái)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(wěn)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(diào)色，烹調(diào)食品調(diào)色，還能給藥丸做外衣著色［20］。最近幾年對(duì)大棗紅色素的提取方法和穩(wěn)定性有一系列可喜的研究進(jìn)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(jīng)常和溶劑法結(jié)合來(lái)提高提取率。其中溶劑法的提取率高，但是耗時(shí)長(zhǎng)，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(jié)合進(jìn)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(wú)浪費(fèi)，無(wú)污染的進(jìn)行紅棗皮紅色素的提取。施惠［22］等通過(guò)試驗(yàn)確定了棗紅素最大吸收波長(zhǎng)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(duì)大棗棗皮紅色素的提取研究中得出結(jié)論：AB-8型打孔樹(shù)脂和Sephadex LH-20等柱層析技術(shù)是適用于棗皮紅色素的分離的，為進(jìn)一步研究大棗棗皮紅色素化學(xué)成分提供了借鑒和依據(jù)。

李倩［24］等對(duì)棗果色素的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明紅棗皮紅色素對(duì)光照、溫度、Na+、K+及中性、堿性溶液環(huán)境有較高的穩(wěn)定性；對(duì)酸性溶液環(huán)境及部分金屬離子Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Pb2+和Sr2+的穩(wěn)定性差；對(duì)碳水化合物、食品添加劑和防腐劑的穩(wěn)定性較強(qiáng)；對(duì)氧化還原劑的穩(wěn)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(nèi)過(guò)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(qiáng)的生理活性功能，故被大眾消費(fèi)者所喜愛(ài)，具有廣闊的市場(chǎng)前景［25］。

孫金輝［26］對(duì)紫薯花色苷的影響因素得出結(jié)論：紫薯花色苷在中性偏酸條件下，色澤穩(wěn)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(lán)色轉(zhuǎn)變；酸性條件下耐熱性較好，耐光性稍差，對(duì)強(qiáng)氧化劑的穩(wěn)定性較差，對(duì)還原劑的穩(wěn)定性稍好，大多數(shù)金屬離子對(duì)其影響較小，鋁離子和鐵離子對(duì)其有增色作用。保健功能有抗氧化，降血糖，抗炎癥，保護(hù)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(yīng)用也很廣泛：紫薯釀酒過(guò)程中，由于紫薯花色苷的存在，釀出來(lái)的成品酒具有吸引人的紫紅色，兼?zhèn)淦咸丫坪忘S酒的風(fēng)味，為低度發(fā)酵酒，不但性質(zhì)穩(wěn)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(yīng)用也較為廣泛，具有很好的著色性和穩(wěn)定性［27］。余小領(lǐng)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(fēng)味特殊又營(yíng)養(yǎng)健康的食品，深受廣大消費(fèi)者歡迎。

3　天然食品色素的展望

自1992年以來(lái)，我國(guó)食品添加劑行業(yè)就提出“天然，營(yíng)養(yǎng)，多功能添加劑”的綠色發(fā)展方針，并倡導(dǎo)在食品中優(yōu)先使用天然色素，經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，我國(guó)天然色素行業(yè)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模，市場(chǎng)開(kāi)拓以及生產(chǎn)技術(shù)上取得了很大的進(jìn)步［28］。

科研工作者正致力于研究更新型的提取方法來(lái)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(guò)濾等方法，使食用天然色素的提取更方便、迅速、健康，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大化生產(chǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)［3］。

楊新泉等［29］提到，在天然色素新品種開(kāi)發(fā)和現(xiàn)有品種工藝改進(jìn)方面，生物高新技術(shù)將成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。如利用酶解技術(shù)生產(chǎn)天然色素，很大程度上滿足了消費(fèi)者對(duì)天然產(chǎn)品的心理需求，且生物高新技術(shù)環(huán)境污染小，屬于環(huán)境友好的綠色技術(shù)。

天然色素逐漸取代合成色素，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，表現(xiàn)了人們對(duì)環(huán)境友好型社會(huì)的渴望，對(duì)健康美食的追求，以及利用自然的聰明才智。有大眾對(duì)健康的追求，科研工作者孜孜不倦的辛勤研究，國(guó)家充足項(xiàng)目基金的支持，天然食品色素的前途是廣闊的，更是光明的。

［1］曾永清，陳麗.天然色素在烘焙食品中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代食品科技，2005，21（3）：201-201

［2］李星，鐘正澤，張曉春，等.3種天然紅色素在肉制品中的應(yīng)用［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2014（2）：72-74

［3］夏潔茹，向晨茜，王洪偉.食用天然色素功能應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)釀造，2008（22）：1-3

［4］于修燭.蘋(píng)果籽以及蘋(píng)果籽油特性分析［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2004：27-28

［5］康美玲.蘋(píng)果籽營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008（11）：72-77

［6］王麗華，黃明發(fā).幾種極具發(fā)展前景的功能性色素［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008（1）：71-74

［7］徐春明，李丹.食品色素的生物合成研究進(jìn)展［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2014，14（2）：225-231

［8］陳運(yùn)中.紅曲的功能性及其應(yīng)用［J］.中國(guó)釀造，2001（5）：56

［9］王文風(fēng)，袁兵兵，徐玲.紅曲的研究現(xiàn)狀［J］.發(fā)酵科技通訊，2014，43（1）：40-42

［10］李傳新，張華，李景琳.食用天然色素的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)［J］.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001（1）：29-32

［11］XIAOGS，XUY J，LIUXM.Nutrition，function and processing usingofmulberry［J］.ChineseMedicinalMaterials，2001，24（1）：70-72

［12］REN Y L，LIH，BING Z D，et al.Natural edible pigment-anthocyanin［J］.Food Science，1995，16（7）：22-27

［13］施青紅，王向陽(yáng).桑椹的功能成分及藥理作用［J］.食品與機(jī)械，2007，23（4）：153-154

［14］范立通.大棗的抗活性氧功能［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，1995，16（10）：35-36

［15］薛自萍，曹建康，姜微波.棗果皮中酚類物質(zhì)提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性分析［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（Sl）：153-155

［16］李茜倩.大棗棗皮紅色素的提取分離及其生物活性的研究［D］.鄭州：鄭州大學(xué)，2011

［17］侯敏，王艷新，周端頊，等.紅曲霉的研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（11）：3382-3384

［18］王金字，董文賓，楊春紅，等.紅曲色素的研究及應(yīng)用新進(jìn)展［J］.食品科技，2010，35（1）：247

［19］趙燕，溫輝梁，胡曉波.紅曲色素及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)食品添加劑，2004（4）：90-93

［20］游鳳，黃立新，張彩虹，等.紅棗紅色素的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)食品添加劑，2012（4）：223-229

［21］游鳳.紅棗果皮功能成分提取、分離與純化工藝的研究［D］.北京：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，2014

［22］施惠，田益玲.棗紅素的提取及穩(wěn)定性研究［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2011，32（5）：186-189

［23］李勇.大棗棗皮紅色素的分離、生物活性及穩(wěn)定性的研究［D］.鄭州：鄭州大學(xué)文，2013

［24］李倩.棗果色素的提取、理化性質(zhì)及穩(wěn)定性研究［D］.河北：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012

［25］彭志英，唐傳核.天然花色苷類色素的生理功能及應(yīng)用前景［J］.冷飲與速凍食品工業(yè)，2000（1）：26-28

［26］孫金輝，王徽，董楠.紫薯花色苷的研究進(jìn)展［J］.糧食與飼料工業(yè)，2011（11）：39-40

［27］Bassa LA，F(xiàn)rancis FJ.Stability ofanthocyanins from sweetpotatoes in amodelbeverage［J］.Food Sci，1987，52（6）：1753-1754

［28］張水軍，張軍兵，熊勇.天然食用色素的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)食品添加劑，2014（8）：172-176

［29］楊新泉，田紅玉，江正強(qiáng)，等.食品添加劑研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.生物技術(shù)進(jìn)展，2011，1（5）：305-311

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(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃（142102110087）

孫曉莎（1991—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)與功能食品。

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

2015-10-23