天然色素研究进展 - 扬州大学

1、关于天然色素的研究进展关于天然色素的研究进展 学生：学生： 王桃云王桃云 导师：导师： 陈鹏陈鹏 教授教授1 1 引言引言 食用色素是使食品着色或改善食品色调和色泽的食品添加剂，尽管食品中色素含量甚微，但对食品质量品质的影响却非常大。 苏丹红、孔雀石绿等事件引起了一轮又一轮的食品安全警示，因而人们对合成色素安全性疑虑也逐渐加深。随着对食品安全问题的重视，消费者对合成色素越来越担心。 天然色素以其安全性高，无毒副作用，含有人体必需的营养物质或具有药理作用等特点，使得天然色素的研究、开发和应用成为持续热点。 天然色素从上世纪70年代开始替代广泛使用的合成色素，国际食品添加剂法典委员会一致赞同严格限

2、制合成色素的使用，倡导大力开发天然色素。 在欧、美等发达国家，天然色素已成为主要的食品着色剂，食品使用率达60%，而挪威已宣布完全禁止使用合成色素。在日本天然色素占了90%的食用色素市场份额。 目前，国际上已开发的食用天然色素共有100余种，全世界食用色素的产出总金额约为13.4亿美元，其中合成色素约4亿美元，天然色素约9.4亿美元。合成色素的产量一直呈下降趋势。 我国目前已经开发出余种食用天然色素,我国允许使用和生产的天然食用色素有48种，已经制定中华人民共和国国家标准或行业标准的食用天然色素共有19个品种。 2003年我国天然色素的产量已经是食用合成色素的2l倍。 2 2 天然色素的分类天

3、然色素的分类2.1 吡咯色素：吡咯色素一般称为叶绿素，叶绿素是一原子镁和卟啉构成的化合物。研究得较多的是叶绿素A和叶绿素B。2.2多烯色素：多烯色素是由异戊二烯残基为单元组成的共轭双键相连为基础的一类色素。这类色素又称为类胡萝卜素。类胡萝卜素按其结构和溶解性可分为两类：胡萝卜素类，此类色素含有大量共轭双键。如番茄红素和、-胡萝卜素。 叶黄素类，此类色素是共轭多烯烃的加氧衍生物。如玉米黄素、胭脂树橙色素、藏花酸等。2.3 酚类色素：酚类色素是多元酚的衍生物。它又可分为两类色素， 花青素，此类色素的基本结构是2-苯基苯并吡喃，即花色素基元（如：芙蓉花色素）。 黄酮类色素（又名花黄素），此类色素一般

4、含有2-苯基苯并吡喃酮结构，高粱红素、菊花黄素、红花素等都属于此类色素。2.4 其他天然色素：自然界中还有一些结构上不同于上述物质，但属于色素的化合物。如:姜黄色素 、红曲色素、紫草红色素等3 3 天然色素提取技术天然色素提取技术 天然色素的提取通常采用在一定温度条件下，在提取罐中溶剂浸泡、沥滤、渗漉等方法。 优点:有工艺简单设备投资少，提取操作简单，便于生产 缺点:存在浸提时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、产品质量不太理想(色素溶解性差、色泽变化较大等缺陷)，且有大量溶剂回收导致产品生产成本高的问题。 研究利用高新技术改进常规技术或开发新技术成为研究的热点之一。3.1 3.1 几种传统的

5、提取方法几种传统的提取方法3.1.1 浸提法 工艺流程：原料采集 筛选水洗 干燥原料处理 浸提 分离纯化干燥浓缩 制品化 3.1.2 酶反应法 通过酶反应产生所需要的颜色。如：栀子果实提取的黄色素，在食品加工中经酶处理产生栀子蓝色素、栀子红色素。 3.1.3 压榨法 利用挤压方法，将粉碎的新鲜材料中的天然色素成分挤压出来，此法适宜用于水溶性色素提取。如：苋菜红色素的提取。3.1.4 熬煮法 将本来无色的物质或非需要色的物质，经熬煮转化成需要色的物质，如：焦糖色素。 3.2 3.2 几种较新提取方法几种较新提取方法3.2.1 超声提取法 有关超声强化提取姜黄色素和栀子黄色素的研究表明，浸取率比常

6、规法提高1141 ,至今未见工业化。3.2.2 微波提取法 微波法提取的高效率已被证实，微波浸取柚皮中天然食用色素的时间仅是传统方法的130,微波浸取工业化设备早已开发成功，但尚未见用于食用色素工业化生产的报道。3.2.3 超临界萃取法 超临界流体萃取技术研究表明，浸取率和色价是常规法的数倍，显示出该技术的优势。但是设备投资高和能耗高导致的高成本，限制了该技术的工业应用。3.2.4 多级或连续浸取技术 多级浸取，特别是连续浸取技术在技术原理上比间歇浸取技术有无可比拟的优势。不仅可以同时实现高浓度、高浸取率，而且能耗低，工人劳动强度低，易于实现自动控制。 多级浸取叶绿素和-胡萝卜素的得率比单罐间

7、歇提取提高1656 ，技术优势明显。3.2.5 高压提取技术 研究发现在100-250 MPa范围内，高压预处理的压力越高天然植物色素浸取效果越好，处理次数越多浸取效果越好 。但是高压处理影响天然植物色素提取的机理研究尚未开展，设备投入和操作费用可能成为工业化应用的障碍。3.2.6 酶法辅助提取技术 用合适的酶将细胞壁消化、破碎使色素提取出来，酶法与其他提取技术的联用可以获得更好的效果。但由于酶一般比较贵，因此制约了此项技术的发展。4 4 色素结构鉴定与性能研究色素结构鉴定与性能研究4.1 色素结构鉴定 目前色素结构鉴定多采用分光光度法测定特征吸收峰再与国外研究成果比对等普通技术 另外也利用红

8、外光谱法、HPLC-MS和核磁等技术测定分子结构4.2 色素稳定性研究 色素稳定性研究包括：温度、酸碱性、金属离子、光照、氧化还原剂，糖、淀粉、盐、柠檬酸和小苏打等食品配料和食品添加剂的影响。 研究多采用单因素模型(温度、酸碱性、光照等是各自进行)，少数也仅采用温度一pH和光照一pH双因素模型，其研究方法有待于改进。4.3 改性研究 对脂溶性色素进行改性，增加色素水溶性，稳定性和染着力，扩大其使用范围及提高其使用价值，以减少其包装、运输和保存中的困难，但目前有关这方面的研究不多。4.4 功能性研究 在药典和本草上记载的天然色素植物有红花、栀子、蓼蓝、姜黄、苏木、五加皮、紫草、郁金、茜草、皂荚、

9、大血藤、光叶菝葜、葡萄、橘红、金缨子等品种。这植物色素大多具有消炎杀菌的功效，来源也很广泛。 在现代研究中，食品色素的功能性一直是热点，但很少研究功能构效关系。5 5 天然色素的安全性研究天然色素的安全性研究 研究天然色素开发的目的主要就是为了用于食品着色。因此,天然色素的安全与否,关系到人们的身体健康。 天然色素安全性研究一般分为毒理学评价、有害微量元素检測和卫生检验三个方面的研究。5.1天然色素安全性毒理学评价通过研究动物在一定时间内以一定剂量天然色素进入体内所引起的反应，来作为天然色素安全性的一个判断标准。一般分为急性毒性试验、遗传性毒性试验、亚慢性毒性试验和慢性毒性试验（包括致癌试验）这四个阶段。 5.2 有害微量元素检測天然色素在生产、贮存和运输过程中，可能会有一些有毒微量元素带入，因此必须对一些常见有害微量元素进行检测。国家规定的常见几种微量元素在天然色素中的含量标准如下：砷（As）是2mg/kg，铜（Cu）应在30mg/kg以下，汞（Hg）含量应在0.3mg/kg以下，铅（Pb）含量应在10mg/kg以下。5.3 卫生检验在完成前面两项检验合格后，还要对天然色素进行卫生检验。主要检验一些致病微生物和农药残留。一般对食用天然色素的要求是:致病菌阳性、DDT、六六六、曲霉菌未检出。6 6 展望展望 我国天