天然食用色素的研究現(xiàn)狀

高 媛，聶 迪，姬妍茹，董 燕，于宗玄，楊慶麗

(黑龍江省科學(xué)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(guān)，在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。如酒類(lèi)、飲料、糖果、糕點(diǎn)、肉類(lèi)、乳類(lèi)，食品的色澤是食品感官質(zhì)量的一個(gè)重要因素，色素可以保證其良好的感官要求。隨著近代化學(xué)的發(fā)展，使人工化學(xué)合成的色素很大范圍內(nèi)主宰了色素市場(chǎng)。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(zhì)，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(duì)于食品安全的關(guān)注，天然色素有望逐漸代替化學(xué)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(duì)合成著色劑而言，更加安全無(wú)毒。是國(guó)際上競(jìng)相開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。近十多年來(lái)，我國(guó)有多種天然著色劑經(jīng)國(guó)家主管部門(mén)批準(zhǔn)使用。天然色素種類(lèi)很多，主要成分雖有不同，但可據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式歸為以下幾類(lèi)［2］:

1 類(lèi)胡蘿卜素色素

類(lèi)胡蘿卜素通常和葉綠素共存于植物的葉子和果實(shí)中，目前已發(fā)現(xiàn)有幾百種，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和溶解性，又可分為兩類(lèi):(1)胡蘿卜素類(lèi):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(lèi):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(wàn)壽菊屬植物金盞花中;胭脂樹(shù)橙，存于胭脂樹(shù)中;桅子黃，存在于桅子果實(shí)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(jīng)成為衛(wèi)生部批準(zhǔn)作抗輻射保健食品。據(jù)美國(guó)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(wǎng)膜黃斑變性和患白內(nèi)障的危險(xiǎn)性。近年來(lái)經(jīng)國(guó)內(nèi)外大量研究結(jié)果表明:黃酮類(lèi)具有抗氧化，消除自由基，抗脂質(zhì)過(guò)氧化活性，預(yù)防心血管疾病以及抗菌，抗病毒，抗過(guò)敏等功效。是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外從天然物中提取功能性添加劑和配料的研發(fā)熱點(diǎn)［3］。

2 黃酮類(lèi)色素

黃酮類(lèi)廣泛存在于植物界，包括各種衍生物，已發(fā)現(xiàn)有數(shù)千種。在自然界以單體黃酮存在極少見(jiàn)，但在我國(guó)長(zhǎng)白山報(bào)春植物葉表面被發(fā)現(xiàn)，一種淡黃色粉末，是黃酮。各種黃酮分類(lèi)大致可分為黃酮類(lèi)，黃酮醇類(lèi)，黃烷酮類(lèi)，雙氫黃酮醇，查爾酮類(lèi)，異黃酮類(lèi)，噢黃類(lèi)，異黃烷酮類(lèi)，黃烷類(lèi)，黃烷醇類(lèi)，雙氫查爾酮類(lèi)，雙黃酮類(lèi)，黃酮類(lèi)化合物因連接有發(fā)色基團(tuán)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(shí)呈淡黃色。有的則不呈色如異黃酮、雙氫黃酮［4］。不同種類(lèi)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(jiàn)的黃酮類(lèi)色素例舉如下:(1)蕓香昔呈淡黃結(jié)晶，有報(bào)道，蕓香昔對(duì)AGE(體內(nèi)蛋白質(zhì)糖基化反應(yīng)終產(chǎn)物)有抑制作用。而AGE是糖尿病的發(fā)病因素。因此類(lèi)黃酮蕓香昔，有可能成為預(yù)防糖尿病的保健品［5］。(2)榭皮素呈黃色結(jié)晶，中藥常用于利尿消炎，存在于蘋(píng)果、梨、柑橘、啤酒花、玉米、洋蔥中。(3)山奈酚呈黃色結(jié)晶，存在于苦棣、草棉、連香樹(shù)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(jīng)，存在于紅花的黃色素。

黃酮類(lèi)色素是帶C6－C3－C6的水溶性酚類(lèi)物質(zhì)，能捕捉生物體內(nèi)膜脂質(zhì)過(guò)氧化自由基和超氧化物，切斷體內(nèi)導(dǎo)致衰老和疾病的脂質(zhì)過(guò)氧化連鎖反應(yīng)［6］。

3 花青昔類(lèi)色素

花青昔類(lèi)色素又稱(chēng)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(huì)變色，酸性呈紅色，堿性呈藍(lán)色。對(duì)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(yù)防冠心病和動(dòng)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(chē)菊昔。歐盟及美國(guó)均列于人食品添加劑名單。據(jù)報(bào)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(duì)光和熱較穩(wěn)定。從我國(guó)食藥兩用的紫蘇提取。有解毒、散寒、行氣和胃的功效。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)用于調(diào)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(lèi)中，和蛋白質(zhì)形成葉綠體。由于葉綠素單體不穩(wěn)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(bǔ)血，促進(jìn)造血，活化細(xì)胞，抗菌消炎等功效。近年又發(fā)現(xiàn)葉綠素有抑制癌細(xì)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(yīng)，具有顯著的抗癌作用，對(duì)拮抗環(huán)境和食物誘變劑很有潛力，這無(wú)疑是下一步要研究的熱點(diǎn)和重要的食品及醫(yī)學(xué)價(jià)值［9］。

5 其他類(lèi)色素

其中如姜黃、紅曲米、紅曲紅、花生衣紅、藻藍(lán)、紫草紅等品種。均有研究報(bào)告證明它們具有促進(jìn)健康的功能。有些用量有一定限制，有些基本無(wú)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(duì)于天然色素除按照結(jié)構(gòu)劃分外，按色素顏色分類(lèi)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(lèi)還可分為:水溶、油溶、乳濁、固體粉末型色素等類(lèi)型。

天然食用色素一般穩(wěn)定性較差，對(duì)光、熱、酶菌等較敏感。因此對(duì)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(wěn)定性，可根據(jù)色素的原料、用途及劑型不同用常規(guī)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(shù)的發(fā)展也可酶反應(yīng)法、超臨界萃取法等先進(jìn)技術(shù)規(guī)模化提取，為其應(yīng)用提供保障［10］。

我國(guó)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(lèi)胡蘿卜素、黃酮類(lèi)、花青昔等多種功能成分，遠(yuǎn)在黃帝時(shí)代就有“玄冠黃裳”的名稱(chēng)，這說(shuō)明那時(shí)候已有了黑色和黃色染料，據(jù)考證，那是天然色素(植物或礦物)。我國(guó)人民在很早以前就采用南瓜葉等作為糕點(diǎn)的著色染料。有些植物在古籍書(shū)中曾有記載如:烏飯樹(shù)葉有止咳、強(qiáng)筋、明目、潤(rùn)膚色的功效。近代研究證明，烏飯樹(shù)汁含有榭皮素、花青昔、黃酮類(lèi)、微量元素等功效成分［4］。衛(wèi)生部批準(zhǔn)有幾十種食藥兩用的草藥，可供開(kāi)發(fā)天然色素選擇，有些已經(jīng)列入了衛(wèi)生部批準(zhǔn)的保健食品目錄［11］。相信隨著毒理學(xué)研究的進(jìn)展，功能性天然色素的品種會(huì)愈來(lái)愈多，在食品中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。而且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類(lèi)生活水平的提高和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)于食品添加劑天然化的要求會(huì)愈來(lái)愈強(qiáng)烈，有益于人類(lèi)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(yīng)用，天然色素的發(fā)展前景會(huì)更加光明。

［1］尤新.天然食用色素和功能［J］.中國(guó)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(xué)出版社，1992.

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

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

［5］梁海燕.類(lèi)黃酮化合物對(duì)AGE的抑制作用［J］.天然產(chǎn)物研究和開(kāi)發(fā)，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(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)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(jī)理及提高其穩(wěn)定性的途徑［J］，食品工業(yè)科技，2007，28(11):240 －244.

［8］黃持都，胡小松，廖小軍.葉綠素研究進(jìn)展［J］.中國(guó)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(jié)構(gòu)與生理活性分析［J］.食品工業(yè)科技，2007，28(12):208 －212.

［10］譚國(guó)進(jìn)，蔣林斌，黃潤(rùn)均，等.植物食用色素的研究現(xiàn)狀與展望［J］.化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2005，34(6):25 －29.

［11］馬麗方，尚玲，胡愛(ài)紅.天然食用色素研究現(xiàn)狀與進(jìn)展［J］.山東食品科技，2002，(7).