1.植物食用色素的概念 凡是来源于天然植物(含蔬菜)的根、茎、叶、花、果(包括谷物农副产品)和动物(含微生物)等能食用的色素,都称为植物食用色素。它是一种食品的添加剂,既可用于果汁、汽水、酒、糖果、糕点、果味粉、罐头、冷饮等食品的着色,也可用于日用化工产品,如牙膏等的添加剂。在医药工业用于药片外衣的着色,还可用于化妆品的着色。目前国际已开发的植物食用色素有100余种,日本批准使用最多,共有102种,我国允许使用50余种。
2.植物食用色素的分类 天然色素的分类途径很多,按色素的来源分类可分为植物色素(从植物的某一部分得到的色素,如叶绿素、姜黄色素、越橘红素等)、动物色素(从动物体和动物分泌得到的色素,如血红素、紫胶红色素、虾红素等)、微生物色素(从微生物得到的色素,如从红曲霉得到的红曲色素);也可按色素的化学结构分为花青(色)素类(玫瑰茄红色素、越橘色素)、黄酮类及其他酮类(红花黄色素、姜黄色素)、类胡萝卜素类(胡萝卜素、番茄红素)、四吡咯类(叶绿素、血红素)、醌类(紫胶红色素、紫草红色素)、焦糖类(焦糖色素)、其他类(甜菜红色素);此外,还可按溶解性质不同,分为水溶性和脂溶性色素。
3.植物食用色素的优缺点 与合成食用色素相比,植物食用色素主要优点是:①绝大多数天然色素无毒和无副作用,安全性高;②很多天然色素中含有人体必需的营养物质,或其本身就是维生素或具有维生素性质的物质;③有的天然色素具有一定的药理功效,对某些疾病有预防治疗作用;④天然色素的着色色调比较自然,更接近于天然物质的颜色。
但植物食用色素也不是完美无缺的,与合成食用色素相比,也存在一些需要改进的缺陷:①大部分天然色素对光、热、氧、金属等敏感,稳定性较差;②绝大多数天然色素染着力较差,染着不均匀;③天然色素对pH变化十分敏感,色调会随之发生很大变化;④天然色素种类繁多、性质复杂,就一种天然色素而言,应用时专用性较强,运用范围较窄。
4.植物食用色素的开发研究简况 我国使用天然色素已有悠久的历史,《史记·货殖传》记载:“茜栀千亩,亦比千剩之家”。说明古代就利用茜草科植物和黄栀子等天然色素。北魏末年(公元6世纪)农学家贾思勰所著《齐民要素》中就有从植物中提取天然色素的记载。
公元前1500年,埃及墓碑上就绘有着色的糖果;公元前4世纪,葡萄酒就用着色剂着色,大不列颠的阿利克撒人就开始利用茜草色素;公元10世纪,托尔铁克人和阿芝特克族人相继栽培胭脂虫,并提制胭脂虫红用于食品着色等。然而这些天然色素,不论在品种上或是性能上都不能满足食品工业发展的需要。随着科学技术的发展,1856年英国人Perkins首次合成有机色素苯胺紫以后,相继合成了许多有机色素。由于这类色素色泽鲜艳,性质稳定,成本低廉,很快就取代了天然色素。20世纪60年代,随着毒理学和生物学的不断发展,人类逐渐了解人工合成色素进入机体后的代谢机制,认识到多数的合成色素对人体有极为严重的慢性毒性和致畸致癌性之后,立即限制了合成色素的使用,致使合成色素从最多时的100多个品种大幅下降,目前仍在使用的仅有10多种。有的国家如丹麦、挪威已完全禁止使用合成色素,我国批准使用的合成食用色素只有胭脂红、苋菜红、柠檬黄、靛蓝、日落黄等。
近年来的研究发现,植物食用色素不仅安全,且许多具有一定的营养价值和生理功能。所以对植物食用色素的开发与应用是人们追求高品质生活和食品工业发展的必然结果。
目前,作为食品着色剂的天然色素资源可分为植物色素、动物色素、微生物色素3大类。研究和应用最多的是植物天然色素。自然界许多植物都含有色素,特别是植物的花、果部位,几乎都含有某种色素,其中许多植物含量丰富,是生产植物食用色素的好原料。
我国地域辽阔,地形和气候多样,植物品种资源十分丰富,具有生产各种食用天然色素的丰富植物资源,已报道的被研究和开发的色素资源植物如红甜菜(紫菜头)、红心萝卜、紫甘蓝、红辣椒、红苋菜、胡萝卜、菠菜、紫苏、山楂、酸枣、桑葚、醋栗、黑豆、黑米、紫草、落葵、红花、黄菊花、越橘、栀子、玫瑰茄、多穗柯等,其中绝大多数是属林产植物,还有以农副产品为原料的,如高粱壳、花生内皮、生产玉米淀粉的黄浆、葡萄酒皮渣等,尚有很多有待研究与开发。
植物食用色素研究在我国起步较晚,目前尚处于植物食用色素与合成食用色素并存的状况。食品卫生法允许使用的植物食用色素有甜菜红、姜黄色素、红花黄、叶黄素、叶绿素铜钠盐、辣椒红、菊花黄、黑豆红、高粱红、玉米黄、萝卜红色素、胡萝卜素、越橘红、栀子黄、玫瑰茄红、酱色、红曲米、可可色素、紫胶色素。
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