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天然植物色素在食品工业中的应用

   天然色素是指从天然资源中提取的色素，主要来源于天然植物的根、茎、叶、花、果实和动物体、微生物体等，其中来源于天然植物的色素，我们称之为天然植物色素，植物性着色剂占天然色素的大多数，并且最容易被人们所接受。
   天然植物色素的特性
   一、优点
   (一)安全无毒，具有保健功能
绝大多数天然植物色素无毒副作用,安全性高。天然植物色素大多为花青素类、类胡萝卜素类等化合物，因此，食用植物天然色素不但无毒无害，而且很多食用天然色素含有人体必须的营养物质或本身就是维生或具有维生素性质的物质。天然植物色素不但具有着色作用而且具有增强人体功能、保健防病等功效，还有一些天然色素具有一定的药理功能,对某些疾病有预防和治疗作用。
   花青素广泛存在于水果和蔬菜中，使得水果和蔬菜呈现红色到蓝色的色调。在工业化生产中，大部分色素的常用来源为葡萄、接骨木果、覆盆子和红甘蓝、紫甘蓝。花青素不仅可以作为色素，而且也有许多生物活性，不同来源的花青素具有不同的特性。来源于葡萄皮的花青素可以降低心脏病的危险，来源于接骨木果的花青素对流感病毒具有抵抗作用，来源于覆盆子的花青素对视力具有良好的保护作用。
   类胡萝卜素广泛分布在自然界中，一般呈现黄色、橙色和红色。大多数水果和蔬菜都含有类胡萝卜素的混合物，从这些水果和蔬菜中所获得的提取物是人类必需营养的重要来源，已经确认了自然界中有600种不同的类胡萝卜素。
   β-胡萝卜素是应用最普遍的类胡萝卜素，已经广泛应用于食品加工中，β-胡萝卜素应用于黄油和人造黄油中已经有很多年的历史，它不仅给这些产品提供黄色的色调，而且还可以提供维生素A，这主要是由于β-胡萝卜素在人体内可以转化成维生素A。在许多国家中均有规定，即人造黄油必须添加维生素A，因此，β-胡萝卜素成为维生素A的来源。在我国β-胡萝卜素还被归类为营养强化剂，用于食品强化可防止人体维生素A的缺乏症和干眼病等。
   叶黄素是一种抗氧化剂，可以对抗斑点退化(一种导致老年人失明的疾病);番茄红素是一种鲜艳的红色色素，它是一种很强的抗氧化剂，可以预防许多种癌症;姜黄素也具有抗氧化性，同时具有抗炎的特性;芸香苷天然食用黄色素具有使人维持毛细管正常抵抗能力和防止动脉硬化等功能，在医学上一直作为治疗心血管系统疾病的辅助药物和营养增补剂。
   (二)着色自然
   植物色素的着色色调比较自然，既可增加色调，又与天然色泽相近，是一种自然的美。
   二、缺点
   植物色素通常在植物体中含量较少，分离纯化较为困难，其中有的共存物存在时还可能产生异味，因此生产成本较合成色素高。
   大部分天然植物色素对光、热、氧、金属离子等很敏感，稳定性较差。使用过程中常需要添加氧化剂、稳定剂提高商品的使用周期。
   绝大多数天然植物色素染着力较差，染着不易均匀。
   天然植物色素对pH值变化十分敏感，色调会随之发生很大变化，如花青素在酸性时呈红色，中性时呈紫色，碱性时呈蓝色。
   天然植物色素种类繁多、性质复杂，就一种天然色素而言，应用时专用性较强，运用范围狭窄。
   天然植物色素在食品工业中的应用
   19世纪中叶以前,人们应用比较粗制的天然色素作为食用色素。1856年，英国的Perkins第一个合成苯胺紫，随后许多色素相继被合成，由于其具有色泽鲜艳，稳定性好，着色力强，适于调色，易于溶解，品质均一，无臭无味，价格便宜的优点，很快取代了食用天然色素在食品中的应用。但随着毒理学的发展和人们回归自然的意识越来越高，人们认识到合成色素主要以苯、甲苯、萘等为原料经化学合成，多属苯胺类色素，它不仅无任何营养价值，而且有些合成色素在人体代谢过程中可能产生有害物质，因此现在各国已允许用作色素的合成元素，无论是品种还是数量都越来越少，天然植物色素的研究成为热点并越来越深入，从而在食品中的应用也越来越广泛。
   食品工业中常用的天然植物色素包括β-胡萝卜素、辣椒红、甜菜红、焦糖色素、玉米黄、高粱红、可可色素、姜黄色素等。以下将简单介绍几种常用   色素在食品工业中的应用。
   β-胡萝卜素是类胡萝卜素之一，橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。其本身的颜色因浓度的差异，可涵盖由红色至黄色的所有色系，因此受到食品业相当热烈的欢迎。其非常适合油性产品及蛋白质性产品的开发，如：人造奶油、胶囊、鱼浆炼制品、素食产品、速食面的调色等。而经过微胶囊处理的β-胡萝卜素，可转化为水溶性色素，几乎所有的食品都可应用。
   辣椒红是一种存在于成熟红辣椒果实中的四萜类橙红色色素，属类胡萝卜素类色素。辣椒红色素不仅色泽鲜艳，色价高，着色力强，保色效果好，广泛应用于水产品、肉类、糕点、色拉、罐头、饮料等各类食品的着色，辣椒红色素用于仿真食品中，其稳定性、耐光、耐热、耐酸碱等能够较好地解决仿真食品加工中褪色问题，有效地延长了食品的货架期，并且来源广泛，价格便宜，是仿真食品中较为理想的一种食用天然色素。而且安全性高，具有营养保健作用，并被现代科学证明有抗癌、抗辐射等功能，有很好的发展前景。联合国粮农组织(FAO) 和世界卫生组织(WHO)将辣椒红色素列为A类色素，在使用中不加以限量。
   甜菜红色素是以食用红甜菜为原料，通过浸提、分离、浓缩、干燥而成的天然色素，产品为红紫至深紫色液体、块或粉末，易溶于水，水溶液呈现红色至紫红色，色泽鲜艳。甜菜红可用于果味型饮料(液体、固体)、果汁型饮料、汽水、配制酒、糖果、糕点上彩妆、红绿丝、罐头、浓缩果汁、青梅、冰淇淋、雪糕、甜果冻、威夫饼干和夹心层等，其使用量按正常生产需要使用。甜菜红对食品的着色性好，且由于绝大多数食品的pH值都在3.0-7.0之间，而其颜色在此pH值区间不发生变化，应用于不受热和光影响的冷食品时效果很好。
   焦糖色素，又名酱色、焦糖色，是糖类物质(如饴糖、蔗糖、糖蜜、转化糖、乳糖、麦芽糖浆和淀粉的水解产物等)在高温下脱水、分解和聚合而成的复杂红褐色或黑褐色混合物，广泛用于酱油、食醋、料酒、酱卤、腌制制品、烘制食品、糖果、药品、碳酸饮料及非碳酸饮料等，并能有效提高产品品质。
   玉米黄，油溶性天然色素，广泛存在于绿色叶类蔬菜、花卉、水果、枸杞和黄玉米中。在自然界中常常与叶黄素、β-胡萝卜素、隐黄质等共存，组成类胡萝卜素混合物。常用于人造奶油、鱼糜制品、面条、氢化植物油、糖果和焙烤制品等固体食品的着色。作为类胡萝卜素，还可用于保健食品中。玉米黄具有较强的抗氧化性，一种十分理想的天然食品保鲜剂。
   高粱红色素是以高粱壳为原料提取的红色素，溶于水和稀乙醇液，对光热稳定，能耐较高温度加工，添加于畜肉、鱼、植物蛋白、糕点中，可染成很好的咖啡色或巧克力色，最大使用量为0.4g/kg。
   可可色素是从可可豆及可可豆外皮中提取出的褐色色素,为棕色粉末，无臭，有巧克力香味，易溶于水及稀乙醇，耐热性及耐还原性均好，对淀粉和蛋白质着染性较好，主要用于汽水、可乐型饮料及糖果等生产中，最大使用量为3g/kg。
   姜黄色素是一种天然黄色素，主要来源于姜黄、郁金、莪术等的地下根茎，具有着色力强、色泽鲜艳、热稳定性强、安全无毒等特性，可作为着色剂广泛用于糕点、糖果、饮料、冰淇淋、有色酒等食品，被认为是最有开发价值的食用天然色素之一，同时也是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)所规定的使用安全性很高的天然色素之一，最大使用量为0.01g/kg。姜黄色素微溶于油脂，不溶于水。使用时要先将姜黄色素用少量95%酒精溶解，再加水稀释成所需浓度使用。用于透明饮料时，要先乳化再使用。因姜黄素及其溶液耐光性差，需避光保存。
   前景
   我国植物农产品资源丰富，为天然植物色素提供了丰富的原料。同时，天然色素的提取和开发为农副产品深加工开辟了新的途径。随着人们回归自然的意识日益增强，我国食品工业对天然色素的市场需求会越来越大，天然植物色素的前景非常广阔。

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