天然食用色素的研究进展

孙晓莎，任顺成

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001）

天然食用色素的研究进展

孙晓莎，任顺成*

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001）

天然食用色素是从动物、植物、微生物或微生物代谢产物中提取出来的，以改变食品的颜色特性和营养特性的添加剂。其颜色鲜艳，具有良好的着色性能，且大多数具有营养保健功能，近几年对天然食用色素的研究越来越热。本文对天然食品色素的研究进展进行了综述，并对未来天然食品色素进行了展望。

天然食用色素；保健功能；红曲霉色素；红枣皮红色素；花色苷色素

天然食用色素属于食品添加剂中的一种，是从动物、植物、微生物或微生物代谢产物中提取出来的，以改变食品的颜色特性和营养特性的添加剂，其历史久远，我国古代就有使用天然色素作纺织品染料，米饭，酿酒，化妆品等色料的记载，如今天然食用色素在饮料，酒类，糖果和焙烤食品等领域更是被被广泛应用。

在烘焙食品应用的天然色素如香油、巧克力色素、红色素、绿色素、色素果酱等，可以用于制造奶黄包、蛋挞和蛋奶馒头、香型的蛋糕、汤圆、饼干、蛋糕馅、水饺等产品［1］。油溶性天然色素如姜黄色素因为和油脂结合效果较好，也常被用在烘焙食品中。在草莓饮料中加入红色素，桂花酒中加入褐色天然素，使色彩更加诱人。在糖果中，常被用来改变糖果的颜色，生产色彩斑斓的糖衣，吸引消费者，且在很久之前，外国都有提取植物色素添加到糖果中的方法。在肉制品中的应用更加广泛，众所周知，通过亚硝酸盐保护肉中的色素不被破坏，对身体危害极大，近几年相关的科研人员提取辣椒红色素用于罐头的肉制品中，不但健康美味，稳定性好，而且取得了较好的发色效果。李星［2］等人研究了代替亚硝酸盐的3种天然色素，分别是亚硝基血红蛋白素，红曲色素和高粱红色素。亚硝基血红蛋白素不但能保证肉制品鲜亮的颜色，还能降低亚硝酸含量；红曲色素赋予肉类特殊的风味，还能有抑菌作用；高粱红色素耐光性较好，添加在肉制品中使颜色柔和，自然，吸引消费者的购买。

除此之外，天然的食品色素还有食用安全，生理活性高，绿色健康，可以从多种动植物，微生物中提取的特点，因此，在国际上对天然食用色素的研发是一个大的发展趋势。本文重点介绍天然食用色素的营养效果和药理特性，几种热门天然色素的研究现状，以及对未来天然色素的展望。

1　天然食用色素的功能特性

天然使用色素广受欢迎的原因不止因为其是在植物组织，动物组织，微生物或微生物代谢物中提取的有色物质，色彩明亮，对人体健康无害，还因为其具有一定的营养效果和药理特性，可作为营养强化剂添加。

1.1营养效果

应用最广泛的是β-胡萝卜素，在饮料中加入，可增加饮料的风味，安全性高，着色力均衡，增加人们的食用欲望。更重要的是，胡萝卜色素在人体内可转变为维生素A，具有很高的营养价值，国家已将β-胡萝卜素归类为营养强化剂，用于食品强化，不但可以抗氧化，也可防止人体维生素A的缺乏症和干眼病等［3］。

于修烛和康美玲［4-5］等研究了苹果籽色素的营养价值。苹果籽中含有25.3％的脂肪、34.0％的蛋白质、各种常量和微量元素，此外还有一些糖苷、生物碱以及鞣质等物质，营养成分丰富，将会在各种食品中作为健康营养的色素来添加。

从红枣果皮中提取出的一种红枣红色素色泽具有浓郁纯正，对热和光均较稳定，水溶性好等特点，同时，由于又具有消除自由基，抗氧化，抗肿瘤，抗衰老，补血养气等多药用功效，因此，对红枣红色素的研究具有重要的实用价值［6］。

食用天然色素不但可以作为营养强化剂添加，起到增强人体功能、保健的目的，还有防病等药理功效。

1.2药理特性

徐春明［7］等指出，栀子植物中含有的栀子黄色素有一定的抑菌和药理功效，其色泽明丽，有较强的着色能力，较好的水溶性和稳定性。

中国古代的医学就有关于红曲色素的药理特性相关研究。李时珍《本草纲目》就有“消食活血，健脾强胃”［8］，“红曲主治消食活血，健脾燥胃，治赤白痢，下水谷，跌打扑伤损，治女人血气痛及产后恶露不尽”等记载。王文风［9］等也指出，红曲色素的药用功效已引起全世界范围的广泛关注，有着抗氧化，保护肾脏，降血压，保护心血管系统，抗癌，以及降低胆固醇等广泛作用，并一一进行了仔细论述。典型例子是红腐乳选用天然红曲霉发酵，因而具有抗菌，降血压，血脂和血糖的功效。

其他植物色素如红米，甘草色素，紫苏色素等，将其加入需要染色的食物中进行烹饪加工，具有镇咳、健胃、利尿、镇痛作用［10］。存在于果蔬中的一类天然色素——花色苷，研究表明其有抗氧化及消除自由基、降低血清及肝脏中的脂肪含量，抗变异及抗肿瘤，防止体内过氧化作用等。

再如桑椹红色素，是广泛存在植物中的天然色素，不仅色泽亮丽且具有补血、补脑、利肝、利尿、润便、抗氧化及消除自由基等作用，可广泛用于食品工业、保健品及医药工业中［11-13］。

最近研究热门的大枣红色素的药理特性已经被逐一发现。范立通［14］对大枣的抗活性氧功能进行研究，结果表明经不同方法处理后，枣的抗活性氧功能存在一定差异，有的甚至非常显著。薛自萍［15］等对枣果皮中酚类物质提取工艺优化及抗氧化活性进行分析，结果表明枣果皮中酚类物质具有很强的抗氧化能力。李茜倩等［16］通过ULL试验表明枣皮红色素中含有抑制K562细胞增殖活性成分。

由此可见，天然食品色素的药理特性很多，几乎每种食品天然色素都有其特殊的药用功能。

2　几种热门天然色素的研究现状

2.1红曲色素

天然食品色素较合成色素有更好的安全性，无致癌，致畸变的风险，但是稳定性较差，容易受到环境的影响而失去自身的作用。但试验表明，红曲色素对身体无任何毒害作用和致突变作用，具有良好的安全性，耐光，耐热，耐化学性［9］，且与其他天然色素相比具有蛋白质着色力强，色调柔和的特点，因此，在食品方面被广泛地用于豆腐乳、糕点、糖果、果酱、果汁等的着色。

红曲色素的多种优良特性如水溶性，在注射液和腌制液中良好的分散性，易于调配性，颜色与天然肉色相近，使其在烤肉、火腿肠、火腿等肉制品中应用广泛［17］。王金字［18］等指出：红曲色素与亚硝酸盐的着色原理是不同的，亚硝酸盐是与肌红蛋白形成亚硝基肌红蛋白，而红曲色素是直接染色，两者有相同的着色效果和提升风味的效果，抑制有害微生物的生长，进而延长肉类的保存期，但红曲色素作为天然色素，对人体是无毒无害的。德国肉类研究中心的结果也表明，在腌制类产品中添加红曲色素后，完全可以将亚硝酸盐量减少60％，而腌制食品的风味，色泽和贮存性能不受影响，颜色稳定性也远优于原产品。

我国台湾的红露酒、福建的老红酒以及日本新泻县生产的红酒，都在发酵过程中加入了红曲发酵，生产出来的酒不但具有鲜艳的颜色，浓郁的香味，较强的保健功能，并且长时间放置也不会变质，反而具有更好的特性［19］。

由于红曲色素具有以上众多优点，因此在天然食品色素添加剂领域，红曲色素成为了一种热门研究对象。

2.2红枣皮红色素

红枣皮红色素是从加工红枣食品时的废弃物——红枣皮中提取出来的，色彩鲜艳厚重，含量也较丰富，是一种受各种因素作用以后仍具有良好稳定性的天然红色素，由于其水溶性良好且耐光耐热，不仅可以用于果味饮料中的调色，烹调食品调色，还能给药丸做外衣着色［20］。最近几年对大枣红色素的提取方法和稳定性有一系列可喜的研究进展。

红枣皮红色素的提取工艺大致有以下几种方法：溶剂提取、超声波辅助提取、微波辅助提取、酶法提取等，且后几种提取方法经常和溶剂法结合来提高提取率。其中溶剂法的提取率高，但是耗时长，提取效率低，消耗大量的溶剂等［21］。而超声波、微波以及酶解法和溶剂法结合进行提取不但可以克服单纯的使用溶剂提取法的缺陷，而且可以更安全，无浪费，无污染的进行红枣皮红色素的提取。施惠［22］等通过试验确定了枣红素最大吸收波长为656 nm，最佳提取条件是在0.01mol/L的NaOH，70％超声波提取1.5 h。李勇［23］在对大枣枣皮红色素的提取研究中得出结论：AB-8型打孔树脂和Sephadex LH-20等柱层析技术是适用于枣皮红色素的分离的，为进一步研究大枣枣皮红色素化学成分提供了借鉴和依据。

李倩［24］等对枣果色素的稳定性进行了研究，结果表明红枣皮红色素对光照、温度、Na+、K+及中性、碱性溶液环境有较高的稳定性；对酸性溶液环境及部分金属离子Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Pb2+和Sr2+的稳定性差；对碳水化合物、食品添加剂和防腐剂的稳定性较强；对氧化还原剂的稳定性较差。

2.3紫薯花色苷色素

紫薯花色苷是存在于紫薯中的一类天然色素，许多研究表明其具有较多生理活性功能，如抗氧化、消除自由基、降低血清及肝脏中的脂肪含量、抗变异及抗肿瘤以及防止体内过氧化作用等。由于花色苷色素色彩多种鲜艳，着色效果好及较强的生理活性功能，故被大众消费者所喜爱，具有广阔的市场前景［25］。

孙金辉［26］对紫薯花色苷的影响因素得出结论：紫薯花色苷在中性偏酸条件下，色泽稳定且为所需的甘薯红色或紫色，随着pH的升高，花色苷向着深蓝色转变；酸性条件下耐热性较好，耐光性稍差，对强氧化剂的稳定性较差，对还原剂的稳定性稍好，大多数金属离子对其影响较小，铝离子和铁离子对其有增色作用。保健功能有抗氧化，降血糖，抗炎症，保护肝脏，抗突变的作用。也有研究表明花色苷色素还有提高视力的功能［26］。

紫薯花色苷在食品中的应用也很广泛：紫薯酿酒过程中，由于紫薯花色苷的存在，酿出来的成品酒具有吸引人的紫红色，兼备葡萄酒和黄酒的风味，为低度发酵酒，不但性质稳定，且具有防衰老，抗肿瘤等保健功能。由于花色苷在酸性条件下耐热性和耐光性较好，因此在酸性饮料中，如碳酸饮料，果蔬饮料应用也较为广泛，具有很好的着色性和稳定性［27］。余小领和闫征等人研究出了以紫薯为原料的食品——果冻和低糖紫薯脯等保健食品，不添加任何色素和防腐剂，口感上乘，风味特殊又营养健康的食品，深受广大消费者欢迎。

3　天然食品色素的展望

自1992年以来，我国食品添加剂行业就提出“天然，营养，多功能添加剂”的绿色发展方针，并倡导在食品中优先使用天然色素，经过10多年的发展，我国天然色素行业在产业规模，市场开拓以及生产技术上取得了很大的进步［28］。

科研工作者正致力于研究更新型的提取方法来提高天然色素的提取率，如酶工程、超临界CO2萃取、亲和层析、微波法提取以及凝胶过滤等方法，使食用天然色素的提取更方便、迅速、健康，实现扩大化生产，进而实现工厂化生产［3］。

杨新泉等［29］提到，在天然色素新品种开发和现有品种工艺改进方面，生物高新技术将成为一个重要的发展方向。如利用酶解技术生产天然色素，很大程度上满足了消费者对天然产品的心理需求，且生物高新技术环境污染小，属于环境友好的绿色技术。

天然色素逐渐取代合成色素，应用也越来越广泛，表现了人们对环境友好型社会的渴望，对健康美食的追求，以及利用自然的聪明才智。有大众对健康的追求，科研工作者孜孜不倦的辛勤研究，国家充足项目基金的支持，天然食品色素的前途是广阔的，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

河南省重点科技攻关计划（142102110087）

孙晓莎（1991—），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品营养与功能食品。

任顺成（1963—），男（汉），副教授，博士，研究方向：食品营养与功能食品。

2015-10-23