天然食用色素的稳定化技术研究进展

邓欣伦

广东稳邦生物科技有限公司 广东省肇庆市 526000

摘要：食品添加剂中，食用色素是其中重要的一种，在食品中被广泛的应用。但随着人们对食品安全的关注，食用色素的安全性成为人们关注的热点。天然色素逐步受到青睐。但是天然食用色素的稳定性比较差，在食品加工过程中容易受到各种因素的影响，导致在实际应用中受到限制。提高稳定性成为天然食用色素的首要任务。本文通过阐述天然食用色素的特点及稳定技术，并提出了天然食用色素的研究发展趋势，以期对天然食用色素的稳定性研究提供一些帮助。

关键词: 天然食用色素；稳定化技术；研究

前言：

色素赋予了我们生活中所见到的颜色，尤其在食品行业中作为一个非常重要的元素，对提高食品感官品质起到举足轻重的作用。食品色素可以分为两类：一类是合成食用色素；另一类是天然食用色素。诸多研究报道证实，合成使用色素对人体与诸多的潜在伤害，如过敏反应、致癌等 。欧盟委员会最终禁止使用了大部分合成食用色素，包括在国内常见的的落日黄、柠檬黄。其中，瑞典、挪威、芬兰、丹麦、法国等国家早已禁止使用偶氮类色素（胭脂红和柠檬黄），挪威等国家甚至还完全禁止使用任何化学合成色素。这使得天然色素越来越受到食品行业的关注和欢迎，一些发达国家天然食用色素在食品中的使用占比已达85%。天然食用色素来源于自然界的动、植物和微生物等，能够赋予食品不同色泽，同时天然色素对人体健康具有重要的促进作用，包括抗氧化、清除自由基的活性以及抗菌、抗癌和预防一些慢性疾病等作用。随着人们对食物认知的提高和对健康追求，天然食用色素逐渐取代合成食用色素将成为社会发展必然，运用领域也将得到进一步的扩展。

1. 天然食用色素的特点

（一）天然食用色素的优点

天然食用色素主要是从植物、动物中提取、浓缩。相对于合成色素来说，天然食用色素更加安全，已经成为国际上竞相研究的重点^[2]。植物天然色素主要是花青素类、黄酮类、类胡萝卜类化合物，安全性比较高，而且还兼具一些营养价值。 天然食用色素的优点主要有以下几个方面：一是，大部分的天然色素安全性比较高，无毒性、无副作用；二是，一些天然色素本身就具有人体生长发育需要的营养物质，或者有的天然色素本身就是维生素或者具有维生素的功效，例如核黄素、β- 胡萝卜素等；三是，有的天然色素是有一定生理功效的，对一些疾病具有预防和治疗的功效，例如芸香苷可以用作治疗心血管系统疾病的辅助药物和营养增补剂；β- 胡萝卜素可以预防心血管疾病、对癌症的预防方面也有很好的作用； α- 胡萝卜素有良好的抗癌效果；番茄红素具有较强的抗氧化能力, 可以预防多种疾病^[3]。花色苷具有抗氧化性、消炎、消除自由基的作用；四是，天然色素的色调与天然食品相近，着色色调更加自然^[4]。

（二）天然食用色素的缺点

天然食用色素虽然具有很多优点，但是其缺点也比较显著：一是，绝大多数的天然色素对光、热、氧、金属和酸碱度的敏感度比较高，稳定性比较差；二是，天然色素存在着色力比较差, 容易出现着色不均匀的情况；三是，天然色素普遍对酸碱度的变化比较敏感，色调会随着酸碱度的变化而产生很大的变化；四是，天然色素的种类比较多，而且同一种色素由于存在不同的植物中其性质也会有所不同。对于同一种天然色素，应用的范围比较窄，所以导致需要进行天然色素的研究和使用的成本比较高。

二、天然色素的稳定技术研究分析

天然色素由于对很多因素的变化比较敏感，导致其稳定性比较差，在食品加工过程中，导致其着色能力比较低，着色不均匀，而且还容易褪色。对于以上的现象，其根本原因除了在加工过程中加工工艺的影响外，主要还是因为天然色素的结构不稳定，容易受到其他因素的影响而破坏本身的分子结构。基于此，为提高天然色素的稳定性，就需要采取各种有效的技术措施。

（一）添加稳定剂

在天然色数中添加稳定剂能有效保证色素在加工或者运输过程中的颜色稳定性，减缓色素的褪色速度，延长贮存期, 提高天然色素的热稳定性和光稳定性。常用的稳定剂有抗氧化剂、有机酸等。黄酮类和单宁类化合物是比较常用的抗氧化剂, 对多种胡萝卜素、花青素类色素、酮类色素等的稳定作用比较显著^[5]。抗氧化剂抗坏血酸对类胡萝卜素系的色素、黄酮类色素、胭脂虫、甜菜红、原始藻类、叶绿素等的防止变褪色的效果比较显著。类胡萝卜素为脂溶性色素, 其耐热性强，耐光性比较差,，维生素C和维生素E可以有效提高其耐光性。明矾、酒石酸钠、磷酸等对防止色素颜色变化有明显的效果，因此可用作天然色素的稳定剂^[6]。

2. 对色素分子进行改造和修饰

天然色素因为分子结构的稳定性比较差，容易受到各种因素的影响而产生变化，因此为加强天然色素的稳定性可以针对性对天然色素的分子进行改造和修饰。通过改造和修饰天然色素的分子结构, 可以提高天然色素的稳定性、着色力和溶解性或者获得新的色调颜色，进而提高天然色素的应用价值。例如，将叶绿色中的铜代替镁, 可以获得稳定性很强的绿色素

^[7]。对芸香苷进行改性，变成金属盐，可大大提高色素的色调和稳定性。红曲色素经过化学处理，以提高其水溶性、对酸碱度和光的变化的稳定性大大增加^[8]。

另外，利用生物技术对天然食用色素的色调进行改变，可以有效提升天然色素的应用范围。例如栀子系列色素,栀子黄素通常为亮黄色，含有多种配糖体，与伯氨基物质反应后会生成色素中间体，pH值、温度和氧气条件发生变化时,可以获得栀子蓝、栀子青、栀子红等新色素色调^[9][10]。

2. 花青素酰基化

花青素通常情况下是非常不稳定的，其稳定性会随着糖配基羟基化的程度的升高而下降，甲氧基化程度升高时，其稳定性也会随之上升。花青素分子结构中, 糖基与脂肪族、芳香族进行有机酸酰化后可获得稳定性比较高的花青素。有机酸包括乙酸、对羟基苯甲酸、苹果酸、琥珀酸、丙二酸等。据研究分析得出，花青素酰基化后在中性或者接进中性的条件下, 其保色能力会得到有效提高, 颜色也更加稳定。

2. 微囊化技术

利用微囊化技术提高天然色素的稳定性是通过将色素用具有聚合物壁壳的微型容器或包埋物包裹、封存起来,将被包裹的色素物质与易引起色素分子变化的外界环境相隔绝，当条件比较适宜时，才可将包裹的色素物质释放出来。微胶囊化技术的主要优点有：第一，可以有效提高色素的溶解能力。第二，可以最大限度的减少外界环境对色素的影响。第三，减少色素的扩散。第四，减少某些有异味色素异味的扩散。这些优点都可以有效提高天然色素的稳定性,扩大天然色素的应用范围和应用价值。环糊精是常用的微囊材料，主要是由于环糊精具有特殊的分子洞结构。例如β-环糊精络合番茄红素可以提高番茄红素的稳定性和水溶性。将花青素的微胶囊化，其对光、热、氧等的稳定性得到明显的提高。大量研究表明微囊化技术不仅可以提高天然色素在水溶液中的稳定性,而且不改变色素本身的性质^[11]。值得注意的是，为进一步提高天然色素的稳定性，在微囊化过程中可以针对性添加一些抗氧化剂来提高色素的稳定性。

（五）消除金属离子的影响

很多天然色素的稳定性受金属离子影响非常大，因此在天然色素的加工、贮藏、运输和使用过程中应尽量远离金属离子，避免使用金属容器。

三、天然食用色素稳定研究的展望

天然色素有非常多的优点，例如安全性高，对人体无毒无害，而且很多天然色素本身就有很好的生理功效，对一些疾病具有良好的预防和治疗效果，但是其主要的缺点就是稳定性差，导致其应用范围受到限制，应用价值也大打折扣，而且其提取和使用的成本比较高。因此，应大力加强对天然色舞稳定性技术的研究和开发，有利于提高天然色素的稳定性，为食品安全保驾护航。

在未来对天然色素稳定性的研究可以从以下几个方面进行：第一，扩大对植物资源的开发和利用，不仅有利于选择稳定性好、提纯成本低的天然色素，还可以获取更多的天然色素种类；第二，可以针对性分析天然食用色素的分子结构，利用先进的技术合成与天然色素结构相同或相近的物质；第三，研究更加先进的技术对天然色素的分子结构进行改造和修饰，从而提高色素的稳定性；第四，对天然色素进行脱气除味处理, 可以有效提高扩大其应用范围和应用价值。

参考文献

1. 欧阳杰, 赵佳丽, 陈旭华. 天然食用色素的稳定化技术研究进展[J]. 食品科技, 2006, 31(008):182-184.

2. 张华,李景琳.对食用天然色素研究与开发的思考[J]. 辽宁农业科技,1998,6:27- 30

3. 尤新.天然食用色素和功能[J]. 中国食品添加剂,2002,5:1- 3

4. 郭清泉,陈焕钦.几种具有开发前途的功能性食用天然色素[J]. 广州食品工业科技,2002,18(2):36- 38

5. 龚盛昭.天然食用色素的化学结构和稳定性的关系[J].广州化工,2002,30(4):11- 14

6. 卢玉振,袁丁.天然苋菜红色素的稳定化[J].食品科 学,1994,4:16- 20

7. 王效山.新型食品添加剂叶绿素锌的研究[J].食品科学,1995,16(9):48- 49

8. 杨云.芸香苷天然食用黄色素的改性研究[J].食品科学,1992,(8):6-8

9. 楚福增,马变三,马清霞.栀子蓝色素开发研究[J].食品工业,1991,6:40- 42

[10]刘成伦,徐龙君,谢上芬.栀子色素研究的进展[J].天然产物研究与开发,1996,8(2): 69-73

[11]许友姣,陆利霞,熊晓辉.提高天然食用色素稳定性技术研究进展[J]. 食品研究与开发, 2008, 29(2):188-192.