天然食用色素的研究現狀

高 媛，聶 迪，姬妍茹，董 燕，于宗玄，楊慶麗

(黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江大慶 163319)

色素與人們的日常生活密切相關，在食品工業中得到廣泛的應用。如酒類、飲料、糖果、糕點、肉類、乳類，食品的色澤是食品感官質量的一個重要因素，色素可以保證其良好的感官要求。隨著近代化學的發展，使人工化學合成的色素很大范圍內主宰了色素市場。但由于合成色素一般帶有不同程度的毒性，有的甚至是致癌物質，因此天然色素在食用和藥用上便起到了不可替代的作用，隨著人們對于食品安全的關注，天然色素有望逐漸代替化學色素［1］。天然食用色素主要從自然界各種植物中提取，其中很多品種，均具有生理活性。相對合成著色劑而言，更加安全無毒。是國際上競相開發的重點。近十多年來，我國有多種天然著色劑經國家主管部門批準使用。天然色素種類很多，主要成分雖有不同，但可據化學結構式歸為以下幾類［2］:

1 類胡蘿卜素色素

類胡蘿卜素通常和葉綠素共存于植物的葉子和果實中，目前已發現有幾百種，按其化學結構和溶解性，又可分為兩類:(1)胡蘿卜素類:系共扼烯烴，易溶于石油醚，如:β－胡蘿卜素存在于胡蘿卜、水果、蔬菜及鹽藻中;番茄紅素存在于番茄、西瓜、杏等水果中。(2)葉黃素類:系共扼多烯烴的含氧衍生物，易溶于乙醇，主要品種有玉米黃素存在于玉米、辣椒、桃、柑橘、蘑菇中;隱黃素主要在番木瓜、南瓜、黃玉米中;辣椒紅存在于辣椒中;葉黃素存在于萬壽菊屬植物金盞花中;胭脂樹橙，存于胭脂樹中;桅子黃，存在于桅子果實中;藏紅存在于藏花屬及桅子屬的花中;等等。天然胡蘿卜素已經成為衛生部批準作抗輻射保健食品。據美國研究表明:富含葉黃素和玉米黃素的飲食，能降低老年性視網膜黃斑變性和患白內障的危險性。近年來經國內外大量研究結果表明:黃酮類具有抗氧化，消除自由基，抗脂質過氧化活性，預防心血管疾病以及抗菌，抗病毒，抗過敏等功效。是當今國內外從天然物中提取功能性添加劑和配料的研發熱點［3］。

2 黃酮類色素

黃酮類廣泛存在于植物界，包括各種衍生物，已發現有數千種。在自然界以單體黃酮存在極少見，但在我國長白山報春植物葉表面被發現，一種淡黃色粉末，是黃酮。各種黃酮分類大致可分為黃酮類，黃酮醇類，黃烷酮類，雙氫黃酮醇，查爾酮類，異黃酮類，噢黃類，異黃烷酮類，黃烷類，黃烷醇類，雙氫查爾酮類，雙黃酮類，黃酮類化合物因連接有發色基團而呈色，從淡黃色，黃色，至橘紅不等。一般查爾酮呈黃色，噢黃酮呈黃至橘紅色，黃酮醇有游離羥基時呈淡黃色。有的則不呈色如異黃酮、雙氫黃酮［4］。不同種類的黃酮存在于不同科、目、屬、種的植物中。在植物的不同器官如皮、根、花中，存在的黃酮也不一樣。主要常見的黃酮類色素例舉如下:(1)蕓香昔呈淡黃結晶，有報道，蕓香昔對AGE(體內蛋白質糖基化反應終產物)有抑制作用。而AGE是糖尿病的發病因素。因此類黃酮蕓香昔，有可能成為預防糖尿病的保健品［5］。(2)榭皮素呈黃色結晶，中藥常用于利尿消炎，存在于蘋果、梨、柑橘、啤酒花、玉米、洋蔥中。(3)山奈酚呈黃色結晶，存在于苦棣、草棉、連香樹中。(4)金絲桃昔，存在于越橘、熊果、胡桃葉和大果山植的花和種子中，具有降低膽固醇和防止膽固醇在血管中沉積的作用。(5)紅花昔，中藥常用于活血通經，存在于紅花的黃色素。

黃酮類色素是帶C6－C3－C6的水溶性酚類物質，能捕捉生物體內膜脂質過氧化自由基和超氧化物，切斷體內導致衰老和疾病的脂質過氧化連鎖反應［6］。

3 花青昔類色素

花青昔類色素又稱花色素，存在于植物的花、葉、果中。由糖昔配基和糖組成。一般情況下為水溶性，但受pH影響會變色，酸性呈紅色，堿性呈藍色。對光、溫度、氧均敏感［7］。主要的花青昔色素有:

(1)葡萄皮紅，含錦葵花素－3－葡萄糖昔，芍藥素、花青素配糖體呈紅至紫紅色。從壓榨葡萄汁的殘留物葡萄皮中提取。有較好的抗氧化功能，有益于預防冠心病和動脈硬化。

(2)紅甘蘭色素，含瑰甘蘭素，呈紫紅色。存在于紅甘蘭葉表皮。主要成分為矢車菊昔。歐盟及美國均列于人食品添加劑名單。據報道，甘蘭還富含葉黃素和玉米黃素。

(3)紫蘇色素，主要成分為紫蘇在酸性中呈紫紅色。對光和熱較穩定。從我國食藥兩用的紫蘇提取。有解毒、散寒、行氣和胃的功效。國內傳統用于調料。

4 葉綠素

葉綠素是由葉綠酸、葉綠醇和甲醇三部分組成，廣泛存在于高等植物的葉、果和藻類中，和蛋白質形成葉綠體。由于葉綠素單體不穩定，食品添加劑葉綠素是其衍生物銅鈉鹽。一般可從蠶糞中用溶劑提取。具有補血，促進造血，活化細胞，抗菌消炎等功效。近年又發現葉綠素有抑制癌細胞生成的作用［8］。葉綠素還能有效抑制黃曲霉毒素的致癌效應，具有顯著的抗癌作用，對拮抗環境和食物誘變劑很有潛力，這無疑是下一步要研究的熱點和重要的食品及醫學價值［9］。

5 其他類色素

其中如姜黃、紅曲米、紅曲紅、花生衣紅、藻藍、紫草紅等品種。均有研究報告證明它們具有促進健康的功能。有些用量有一定限制，有些基本無毒，可按使用需要適量添加，如:紅曲、姜黃色素、紫草紅等。天然食用色素很多具有防病抗病的生理功能。

對于天然色素除按照結構劃分外，按色素顏色分類又可分為:食用天然紅色素，包括高粱紅、紫草紅、越橘紅、辣椒紅等;食用天然黃色素，包括玉米黃、沙棘黃、梔子黃色素、多穗柯色素等;食用天然黑色素，包括香蕉皮黑色素、葵花籽皮黑色素及黑芝麻黑色素等。按色素的溶解性分類還可分為:水溶、油溶、乳濁、固體粉末型色素等類型。

天然食用色素一般穩定性較差，對光、熱、酶菌等較敏感。因此對于天然色素的提取存在一定困難，提高了成本，為保持其天然性與穩定性，可根據色素的原料、用途及劑型不同用常規的物理方法，如溶劑提取法、熬煮法、壓榨法、粉碎等方法。但隨著技術的發展也可酶反應法、超臨界萃取法等先進技術規模化提取，為其應用提供保障［10］。

我國有豐富的多樣化的植物資源，很多植物的花、葉、果、皮均含有類胡蘿卜素、黃酮類、花青昔等多種功能成分，遠在黃帝時代就有“玄冠黃裳”的名稱，這說明那時候已有了黑色和黃色染料，據考證，那是天然色素(植物或礦物)。我國人民在很早以前就采用南瓜葉等作為糕點的著色染料。有些植物在古籍書中曾有記載如:烏飯樹葉有止咳、強筋、明目、潤膚色的功效。近代研究證明，烏飯樹汁含有榭皮素、花青昔、黃酮類、微量元素等功效成分［4］。衛生部批準有幾十種食藥兩用的草藥，可供開發天然色素選擇，有些已經列入了衛生部批準的保健食品目錄［11］。相信隨著毒理學研究的進展，功能性天然色素的品種會愈來愈多，在食品中的應用會更加廣泛。而且隨著經濟的快速發展，人類生活水平的提高和醫學的發展，人們對于食品添加劑天然化的要求會愈來愈強烈，有益于人類健康的天然色素必將逐步取代合成色素，在食品中得到更為廣泛的應用，天然色素的發展前景會更加光明。

［1］尤新.天然食用色素和功能［J］.中國食品添加劑，2002，1 －3.

［2］李鴻英.食用天然色素［M］.南京:南京大學出版社，1992.

［3］楊政水，袁德奎，羅顯華.天然類胡蘿卜素色素的特性與開發利用研究［J］.食品研究與開發，2005，26(1):110 －113.

［4］王立，姚惠源.烏飯樹樹葉中黃酮類色素的提取與分離純化［J］.食品與發酵工業，2005，30(9):120 －125.

［5］梁海燕.類黃酮化合物對AGE的抑制作用［J］.天然產物研究和開發，2002，(2):10 －12.

［6］吳晶，黃瀾，呂圭源.天然色素的藥理作用研究概況［J］.時珍國醫國藥，2005，16(9):915 －916.

［7］顧林，朱洪梅，顧振新.花青素的生物合成和成色機理及提高其穩定性的途徑［J］，食品工業科技，2007，28(11):240 －244.

［8］黃持都，胡小松，廖小軍.葉綠素研究進展［J］.中國食品添加劑，2007，(3):114 －118.

［9］王靜，劉昭明，肖凱軍，等.天然食用色素的結構與生理活性分析［J］.食品工業科技，2007，28(12):208 －212.

［10］譚國進，蔣林斌，黃潤均，等.植物食用色素的研究現狀與展望［J］.化工技術與開發，2005，34(6):25 －29.

［11］馬麗方，尚玲，胡愛紅.天然食用色素研究現狀與進展［J］.山東食品科技，2002，(7).