天然色素概论教学提纲

天然色素概论教学提纲 天然色素讲座提纲: 第一章 简单的色彩常识:第一节 简单的色彩理论(基础);第二节 色彩的和谐,色彩调和(COLOR HARMONY); 第二章 天然色素种类及我国目前允许使用的天然色素:第一节 天然色素种类;第二节 我国目前允许使用的天然色素;第三节 天然食用色素制备技术简介; 第三章 天然色素的优缺点: 第一节 食用天然色素有以下优点:第二节 天然色素在应用上也存在以下的局限性; 第四章 色价的解析和表示:第一节 色价的解析和表示;第二节 辣椒红色价换算; 第五章 常用天然色素的主要性质和用途; 第六章 常用天然色素的理化指标; 第七章 天然色素色价的紫外分光光度计通用检测方法; 第八章 天然色素的改型(改性):第一节 天然色素的改性;第二节 天然色素的稳定性及护色剂的护色作用机理; 第九章 天然色素的复配:第一节 天然色素的复配;第二节 复配天然色素在食品行业中的应用; 第十章 常用天然色素的应用:第一节 常用天然色素的使用方法;第二节 食用天然色素的选用; 第十一章 常见天然色素的生理功能; 第十二章 结束语。 第一章 简单的色彩常识 第一节 简单的色彩理论(基础) 色彩理论包含多种定义，概念以及应用，如果罗列所有的资料那可能将会是一本百科全书，做为引言，这里只讲几个基本概念。 色轮 彩圈，基于红、黄、蓝，是在传统的艺术领域。 1666年科学家牛顿首次研制圆形色圈，自此科学家和艺术家的研究和设计在此概念上不断发展，各种观点层出不穷，事实上，任何色圈或色轮的形成逻辑都是按照颜色的阴暗进行顺序排列。 原色 红色,黄色和蓝色 在传统色彩理论,这3中颜色不能形成任何组合，或混合成其他颜色。然后其他所有的颜色正都是由这3种颜色派生的。 第二级色彩 绿色、紫色、橙色 (改为:第三级色彩) 专色 黄橙、红橙色、红紫色、蓝紫色、蓝绿色、黄绿色。 这些颜色形成了原始的和初级的颜色，这也是为什么这些色调是两个颜色字组成的颜色。如蓝绿色、红紫色、黄橙色。 第二节 色彩的和谐,色彩调和(COLOR HARMONY) 和谐可以理解为把整体里的部分合理的安排，无论是音乐、诗歌、颜色、甚至是冰淇淋，在视觉效果里，就是一些东西让人看得觉得非常舒适，愉快。它使观察者从内心里有一种秩序感以及平衡的视觉效果。当一些东西并不和谐的时候，就会觉得它混乱并且沉闷。一个极端的视觉效果就是观察者觉得一切都很平常，很普通，人类大脑就不会受这些信息的刺激，另一个极端就是视觉刺激过了头，让人觉得非常混乱，甚至无法忍受。人类大脑也不知道什么不能排斥，什么不能接受。对待视觉需要的效果，必须依据目前的逻辑思想，色彩和谐就是要色彩让人从感观上觉得舒服。 总之，避免极端刺激、极端复杂导致过度刺激。和谐是一种动态平衡。 色彩和谐的方法 有很多关于和谐的理论。以下插图和说明是目前的一些基本方法。 类似的色调 类似的三种颜色，从12色色轮中选择类似的三种并排的颜 色。如黄绿色、黄色、黄橙.通常为三色。 互补的色调 互补色是在12色色轮中任何颜色所直接对立颜色,如红色与绿色、红色、紫色黄绿色。根据上图中有几个接近的黄绿色的叶子和几个接近红紫色的兰花。这些互补色调能创造最大、最高的稳定性。 基于自然色调 大自然提供了一个完美色彩和谐的出发点.在上述例子，红色黄色和绿色设计保持和谐，不管哪个领域这种搭配都是和谐的。 色彩对比 如何与其他颜色进行关联和表现是色彩理论上一个非常复杂的部分，比较同一红色方块在不同颜色背景下的对比效果。在黑色下的红色显得更家绚丽和醒目，在白色背景下就稍微有些缓和，在橙色下红色则显得很沉闷，在蓝绿背景下则表现出了它的光辉。即我们看到的，红色方块在黑的背景下比其他几个颜色出现更大的刺激效 果。 相同颜色的不同组合 如果你的电脑足够色彩度并且正常显示伽玛彩色，当你把矩形中两个紫色小块进行对比时，你会发现左边的似乎更偏向红紫色。但实际上它们都是相同的颜色，只是位置替换了，这表明三种颜色会让人感觉成4种颜色。观察色彩效果的起点是理解色彩的相关性。色彩的饱和、冷暖等不同的色彩引起视觉和感知效果。 以上这些看起来似乎跟我们要讲的内容关系不大，其实，在实际应用中，我们在进行食品调色时，也需要遵循这些规律来进行的，这样您才可以制作出赏心悦目，人见人爱，一见就很想吃的食品。 第二章天然色素种类及我国目前允许使用的天然色素 第一节天然色素种类 动物来源色素: 胭脂虫红、紫胶红、藻青素、鱼鳞箔、苏木藻色素、虾壳色素、龙虾红色素、蟹壳色素、藻蓝色素、念珠藻蓝色色素、紫菜色素。 植物来源色素: 1(类胡萝卜素类: 番茄色素(番茄红素)、天然胡萝卜素、混合类胡萝卜素、玉米黄、胭脂俗橙色素、藏红花色素、栀子黄色素、栀子绿色素、辣椒红色素、甜椒红色素、辣椒橙色素、南瓜黄色素、沙棘黄、密蒙黄色素、柑橘披黄色素、苜蓿色素、万寿菊色素、柑橘黄、枸杞色素、银杏黄色素、苦瓜色素、蒲公英色素。 2(类黄酮化合物类: 牵牛花色素、紫苏色素、紫玉米色素、葡萄皮色素、葡萄汁色素、葡萄皮紫色素、甘草色素、乌拉尔甘草色素、高粱色素、菊花黄色素、红花红色素、红花素、红花黄色素、红花黄A、草莓色素、黑莓果天然黑红色素、红球甘蓝、紫甘蓝色素、接骨木色素、萝卜红、越橘红、黑米色素、黑糯米黑色素、黑豆红、黑芝麻色素、黑向日葵籽壳色素、蜀葵花红色素、玫瑰色素、苦水玫瑰色素、玫瑰茄红、紫叶小檗红色素、紫叶小檗叶片红色素、枸树果色素、柚皮色素、杨梅色素、天然苋菜红色素、凌霄花红色素、赤豆批色素、赤豆皮褐色素、洋葱色素、洋葱表皮色素、橡子壳棕、绒花红色素、一串红花色素、月季花红色素、黑加仑色素、紫菜薹色素、紫菜苔色素、桑椹红色素、槐豆胚芽色素、花生衣色素、核桃色素、美洲山核桃色素、紫青芋色 素、紫山药色素、红米红、苏木色素、牛油树果色素、蓝锭果红、罗望子色素、薯蓣色素、大理花黄色素、紫荆花红色素、红肉李色素、板栗壳色素、乌饭树果色素、女贞果皮天然紫红色素、地念果红色素、火棘果色素、樱桃色素、雪峰红樱红色素、火炬树色素、紫甘薯红色素、芸豆色素、灵芝色素、桃金娘色素、勾儿茶果色素、河东乌麦色素、紫红薯色素、大花葵色素、紫苕色素、野牡丹色素、杜鹃花色素、山兰红色素、笃斯色素、柚皮苷。 3(多酚类化合物: 茶黄色素、多穗柯棕、儿茶黑色素、金樱子棕。 4(醌类化合物: 茜草红色素、紫草红、紫草色素、紫蓝红色素、紫草素、虎杖色素、凤仙花红色素、决明子红色素。 5(叶绿素类: 叶绿酸、叶绿素、叶绿素A、叶绿素铜络盐、叶绿素铜、叶绿素铜钠、叶绿酸铁钠盐、叶绿素锌钠、茶绿树、绿茶粉、竹叶色素、菠菜色素、草莓绿色素。 6(生物碱类化合物: 甜菜红、商陆色素、落葵红。 7(二酮类化合物: 姜黄色素、黄油树脂(姜黄浸提精油)、姜黄。 8(吲哚类化合物: 酸枣色素、酸枣皮色素、枣红色素、大枣红色素、长叶牛膝 色素。 9(其他植物来源色素: 焦糖色素、乌贼色素、植物碳黑、可可碳黑、植物油烟碳黑、汤饭子色素、稻绿核菌绿色素、石榴色素、萝卜缨绿色素、红豆皮色素、小豆红色素、苹果皮色素、紫叶变叶木红色素、香蕉果皮色素、紫竹梅色素、海州常山色素、竹蓐色素、樟树叶棕黑色色素、菠萝色素、楮果色素、中草药咖啡色素、栗子皮色素、三叶海棠色素、蕹文莱色素、马蹄皮色素、蓝甸果色素、荷兰菊色素、苔色素、石磊、地衣赤染料萃取物、翠雀灵、米团花色素、三棱柱蜜果天然色素、仙人掌色素、龙眼核棕色素、向日葵花色素、一品红红色素、菊苣色素。 10(胡萝卜素化合物: ， а-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-阿朴-8-胡萝卜素醛、β- ，阿朴-8-胡萝卜酸乙酯、叶黄素、叶黄素单胭脂树素酯、叶黄素双胭脂树素酯、胭脂树素、斑蝥黄、藏红花酸、辣椒红素、虾青素、(3R，，3R)-虾青素、消旋虾青素、紫杉紫素。 11(微生物发酵色素: 红曲色素、红曲黄色素、红曲米、栀子蓝色素、栀子红色素、可可色素、法夫酵母色素、竹黄色素。 第二节 我国目前允许使用的天然色素 到目前为止(2008年5月15日)，我国允许使用的天然色素共有43种，具体品种如下: 茶黄色素、茶绿色素、多穗柯粽、柑橘黄、黑豆红、黑加仑红、 红花黄、红米红、红曲米、红曲红、花生衣红、姜黄、姜黄素、焦糖色素、金樱子棕、菊花黄浸膏、可可壳色、辣椒橙、辣椒红、蓝锭果红、萝卜红、落葵红、玫瑰茄红、密蒙黄、葡萄皮红、桑椹红、沙棘黄、酸枣色、天然苋菜红、橡子壳棕、胭脂虫红、胭脂树橙、叶黄素、叶绿素铜钠盐、叶绿素铜钾盐、玉米黄、越橘红、藻蓝、栀子黄、栀子蓝、植物碳黑、紫草红、紫胶红等。 第三节 天然食用色素制备技术简介 食用天然色素作为一种天然食品添加剂在食品工业中越来越受到重视，由于合成色素均具有不同程度的毒性，长期和过量使用会危害人类健康，甚至有致癌和致畸作用，目前各国都在限制合成色素的使用。天然食用色素安全性高，色调柔和、自然，且不少具有较高的营养价值和药理作用，有利于人类的健康。随着人们卫生保健意识的提高，崇尚自然的风气日益增强，天然食用色素将更加受到人们的欢迎。因此，天然食用色素的开发和应用已成为当代食品工业重要的研究课题。 近年，我国在天然食用色素的研究方面做了大量的工作，并取得了可喜的成果。我国批准允许使用的天然食用色素共43种(GB2760-2007)，具体品种在第二节已经列出，有红曲红、甜菜红、辣椒红、玉米黄、可可色素、高粱红、菊花黄、天然苋菜红等等。现在我国已经成为天然食用色素的品种和产量大国，并形成了一个初具规模的产业化行业。2007年我国河北晨光天然色素有限公司辣椒红色素产量达到一千多吨，单一品种排名列居世界第一，在国际天然产物 提取行业，有着举足轻重的地位。由于天然食用色素的国内、国际市场巨大，所以，研究其提取技术的意义重大。 1( 天然色素的制备技术 1.1 溶剂提取法 用有机溶剂浸提，然后经过滤、减压浓缩、真空干燥精制等工艺过程得到最终产品。根据色素的性质、所用原料选择的不同提取色素所用的溶剂，常用的有水、酸碱溶液、有机溶液如乙醇、丙酮、烷烯烃、苯、油脂类及二氧化碳等。此法工艺简单，设备投资少，提取操作方便，对环境无污染，成本低，便于生产，但存在着浸提时间长，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，色泽变化较大等缺点，且提取过程要用大量的溶剂，回收困难，导致产品生产成本高。文献报道[1]，乙醇是天然食用色素较优提取剂。对于含水量较少的红辣椒和郁金香，用95%乙醇较佳;对于含水量较多的萝卜，用无水乙醇作为提取剂。而提取紫色菜苔色素[2]时，其最佳提取工艺条件是浸取液为pH值1左右的稀酸水溶液，浸取时间1.5h，温度60?。此色素水溶性强，耐光、耐热，在一般介质中稳定，可作为酸性食品如饮料、冷饮、糖果、糕点等的着色剂，它可能成为一种值得开发的天然食用色素资源。 1.2 冻结-融解法 冻结-融解法条件温和，操作温度不超过室温，对热敏性高的天然食用色素破坏较少，是生物化学研究中常用的破碎微生物细胞壁的方法[3]。当植物细胞壁破裂后，胞内可溶物迅速溶出，很容易得到高 浓度的色素溶液，与常规浸提相比，由于避免了通过细胞壁传质的过程，浸提时间大为缩短。植物细胞壁破碎后，胞内可溶物都会溶出，为了得到较纯的产品，乙醇提取仍是不可缺少的。如对栀子、红蓝草、枫叶为原料3种色素提取的结果表明，此工艺对提取水-醇兼溶的植物色素具有较普遍的适用性[4]，可推广于其它同类色素的工业化生产，甚至提取其他非色素类的胞内物质也有作用。 1.3 超临界流体提取法 超临界流体提取是食品工业新兴的一项提取和分离技术，是利用液体在超临界区域兼有气液两性(即与气体相当的高渗透能力和低黏度及与液体相当的密度和对物质优良的溶解力)的特点和它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变化这一特性而实现溶质溶解与分离的一项技术[5]。利用这种超临界流体可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分，一般采用CO2作为提取剂。超临界CO2提取技术是以液态CO2为溶剂进行提取的，是一种不同于传统天然食用色素提取的新工艺，其提取率与提取温度、提取压力、CO2消耗量等因素有关。此技术的主要特点是兼具传统溶剂提取法和蒸馏法的双重功能,尤其对热敏性物质和不挥发性物质的分离更具特色。因此，超临界CO2提取技术符合人们回归自然的潮流，可以带动相关产业发展，带动我国化学溶剂法的技术改造，促进行业发展，是一种从天然物质中提取、制备及分析样品的优良方法。如对天然番茄红素的超临界CO2提取研究表明[6]，番茄红素的生产工艺为压力约 15MPa，温度约45?，时间约1.5h。 1.4 大网络树脂吸附法 吸附树脂是近10年发展起来的一类有机高分子聚合物吸附剂，它具有物理化学稳定性高，吸附选择性强，不受无机物存在的影响，再生简便，解吸条件温和，使用周期长，宜于构成闭路循环，节省费用等诸多优点，避免了用有机溶剂提取分离造成的有机溶剂回收难、损耗大、成本高、易燃易爆、对环境污染严重等缺点，现已广泛用于有机物浓缩、分离、制备与提纯等方面[7]。吸附树脂对物质的吸附作用不仅同树脂的物理和化学性质有关，而且同吸附物质的性质、介质的性质及操作方法等因素有关。此项技术多用于提取花青素类色素，它是将植物用酸性溶液浸提后过滤，滤液用大网络吸附树脂吸附后再用合适的溶剂洗脱，将洗脱液浓缩或喷雾干燥即得最终产品。经过大网络吸附树脂的处理，色素得到了纯化。如用AD-50大网络吸附树脂提取精制紫叶小檗叶红色素[8]的最佳条件为，AD -50树脂在50?、吸附液pH3,4时对紫叶小檗叶红色素的吸附能力较强，以95%乙醇作为解吸剂，20?以下洗脱效果最好。 1.5 微波提取法 微波指频率在300,300 000MHz之间的电磁波，亦称超高频波。微波提取的机制，一方面是微波辐照过程是微波射线自由透过透明的提取介质，到达生物材料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能，物料内部温度突然升高，天然物料的维管束和腺胞系统升温更快，保持此温度直至其内部压力超过细胞壁膨胀的能力，细胞破裂。位于细胞内的有效成分从细胞壁周围自由流出，传递转移至提取介质周围， 在较低的温度下被提取介质捕获并溶解其中，过滤分离残渣，即得提取物。另一方面，微波产生的电磁场加速被提取组分由物料内部向提取溶剂界面的扩散速率。如物料中的水分子，由于微波能量发生器以每秒百万次变化的正负极电荷中心发出高频幅射能，产生交变电场，在其作用下，水分子吸收电场能，有转动的趋势，当交变电场频率足够高时，水分子高速转动成为激发态，而激发态是一种高能量不稳定状态，或者水分子汽化，加强提取组分的驱动力，或者水分子本身释放能量回到基态，所释放的能量传递给其它物质分子，加速其热运动，缩短提取组分的分子由食品物料内部扩散到提取溶剂界面的时间，从而提高提取速率。 微波提取方法的优点是提取率高、准确、快速、操作成本低，减少原料预处理费并对环境无害。微波射线穿透性极好，可施加于任何天然生物材料，在接近环境温度下抽提所需的有效成分，对于热敏性成分的提取极为有效，而且还可将其与超临界流体提取结合运用，解决微波提取中溶剂残留问题，这是现有的各种提取法难以达到的。随着微波技术在工业中的普及，微波提取作为一种新的顺应潮流的高新技术必将得到迅速发展。如微波提取法提取栀子黄色素[9]的工艺条件，提取功率210W、提取剂500g/L的乙醇水溶液、提取时间80s、提取级数2级、料液比1?12，在此条件下色素的提取率可达到98.2%。 1.6 酶法提取 对于一些被细胞壁包围不易提取的原料可用酶法提取[10]，如红花黄色素。红花黄色素存在于红花管状花花瓣中，此部位植物材料的 化学成分主要为纤维素类物质，它们构成了红花黄色素由植物材料向提取介质扩散的屏障。应用纤维素酶作用于红花管状花，使其细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，使细胞壁及细胞间质结构发生局部疏松、膨胀、崩溃等变化，从而增大胞内有效成分(即红花黄色素) 向提取介质扩散的传质面积，减小传质阻力，从传质角度促进红花黄色素提取率提高。此过程的实质是利用与非有效成分纤维素作用的酶解反应强化有效成分的传质，从而提高了红花黄色素的提取率。 在纤维素酶制剂中，除了主要成分纤维素酶之外，还含有少量半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等。由于植物材料中不仅含有纤维素，而且含有半纤维素、果胶、蛋白质、木质素等物质，在提取过程中，纤维素酶制剂中的半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等由于底物的存在也同时显示催化活性。因此，不同的纤维素酶制剂作用于同一种植物材料时，有效成分提取率的高低不仅与制剂中纤维素酶的含量、活性有关，也与酶制剂中半纤维素酶、果胶酶等的含量、活性有关。因此，应对不同来源的纤维素酶进行筛选，以获得与植物材料匹配的、具有最大提取率的纤维素酶。在红花黄色素酶法提取工艺[11]中，适宜提取条件是，温度为50?, pH4.4，纤维素酶与红花材料的配料比为1?80(重量)。在红花黄色素的酶法提取过程中，应选择与提取材料匹配的酶制剂。 1.7 超声波法 超声波作为一种新的应用技术，近年来广泛应用于天然植物的提 取。其原理是超声波可在液体中产生“空穴作用”，而“空穴作用”产生的冲击波和射流可以破坏植物细胞和细胞膜结构，从而增加细胞内容物通过细胞膜的穿透能力，有助于天然色素的释放与溶出。超声波使提取液不断震荡，有助于溶质扩散，同时超声波的热效应使水温达到57?，对原料有水浴作用。因此，超声波法大大缩短了提取时间，提高了有效成分的提出率和原料的利用率。如以水为介质，应用超声波技术提取密蒙花黄色素。实验结果表明，超声波处理密蒙花[12]有利于黄色素的浸出，黄色素提取率可达14.1%。在超声波频率40kHz下，最佳提取条件是，75?，45min，浸提固液比1:30。 2. 展望 我国幅员辽阔，位处寒、温、亚热、热带地区，植物资源丰富，品种多，许多品种产地集中，南北都有天然色素的原料，都可以开发利用。特别是一些农产品，如玉米、高粱、辣椒、萝卜等更是随处可见，这就为天然食用色素的开发提供了丰富的原料，也为农副产品深加工开辟了新的途径。随着人民生活水平的提高和食品工业的不断发展，及我国食品行业对高新技术的日益重视，天然食用色素在具有广阔的前景。为此，我们应抓住机遇，立足国内市场，开拓国际市场，大力开发 “天然、营养、多功能”的天然食用色素，如胡萝卜素、黄酮类色素、番茄红素等。同时采用高新技术，不断提高装备水平，提高产品产量、得率、生产技术与产品质量、纯度等，以提高我国天然色素在国际上的竞争力。 第三章 天然色素的优缺点 食用天然着色剂(天然色素)是由天然资源获得的食用色素。主要从动物和植物组织及微生物(培养)中提取的色素，其中植物性着色剂占多数。天然色素不仅具有给食品着色的作用，而且，相当部分天然色素具有生理活性。截至2008年5月，我国经国家主管部门批准使用的天然食用色素，已有四十三种，是目前世界上允许使用天然色素最多的国家。 由于“天然”一般给人以安全感，人们对它们的使用产生了很大的兴趣，因而这方面的研究工作开展迅速，随着科研的深入发展，今后食用天然色素的研究和应用一定会有更大的发展。 第一节:食用天然色素有以下优点 (1)天然着色素大多数来自动物、植物组织，因此，一般来说对人安全性较高。 (2)有的天然着色素本身是一种营养素，具有营养效果，有些还具有一定的药理作用。 (3)能更好地模仿天然物的颜色，着色时的色调比较自然。 第二节:天然色素在应用上也存在以下的局限性 (1)溶解度小，不易着色均匀。 (2)色素浓度一般较小，染着性较差，某些天然食用色素甚至与食品原料发生化学反应而变色。 (3)坚牢度较差，受PH值、氧化、光照、温度等影响较大。 (4)因为从天然物中提取出来的，故有时受其共存成分的影响或自身就有异味。; (5)较难于调色。不同的着色剂相溶性差，很难调配出任意的色调。 (6) 易受金属离子和水质影响。食用天然色素易在金属离子催化作用下发生分解、变色或形成不溶的盐。 (7)成分复杂，使用不当易产生沉淀、混浊，而且纯品成本较高。 (8) 产品差异较大，天然着色剂基本上都是多种成份的混合物，而且同一着色剂由于来源不同，加工方法不同，所含成分也有差别。如从蔬菜中提取和从蚕沙中提取的叶绿素，用分光光度计进行测定，会发现两者最大吸收峰不同，这样就造成了配色时色调的差异。 (9)天然色素性质不如合成色素稳定，使用中要加入保护剂，这对色素的使用产生一些不良影响。 (10)在大多数情况下，天然色素的成本远远高于合成色素的成本。 综上所述，天然色素使用中的问题是比较复杂的，由于制作工艺不完善，天然色素的应用范围和效果不如人工合成色素，所以，应针对所使用的对象和着色剂的特性进行选择和使用。 关于天然色素的质量表示方法，除一般理化和卫生指标外，色素的含量是重要的指标。由于天然色素中存在大量非色素成分，所以多数不能用一般测定色素的方法来表示其质量。国外大都用色价法，FAO/WHO也是用色价法表示产品色素质量，我国目前大部分天然色素生产厂亦采用色价法来表示天然色素的有效成分(含量)。 第四章:色价的解析和表示方法 第一节:色价的解析和表示 对于天然食用着色剂的染色力，国际上通常以色价这一指标来表示，色价又称为比吸光值，即100ml溶液中含有1g着色剂，在对应的波长下，光程为1cm时的吸光值，即: 式中:xxx——相应色素的波长(最高吸收峰处的波长)，单位为nm。 个别色素检测时使用0.5cm或更大光程的比色皿，另外，目前韩国和日本等少数国家以10%的含量来计算，这样，同样含量的产品，其表示数值将大十倍。 第二节 辣椒红色价换算标准; 辣椒红色素颜色的深浅主要依据色价(Color Value Units)即E_1cm^(1%)460nm处的吸光值，以及色调(Color ratio)(470nm/455nm吸光比)来进行量度。也可采用美国香料贸易协会标准(ASTA)及国际色价标准ICU(International color units)。三者之间的互算为:色价E=150相当于100000ICU;1000ASTA相当于4000ICU。目前ASTA标准已被全世界19个著名实验室所采用和承认(这19个实验室分属于私人、组织、政府)。目前辣椒红色素的另一个成分叶黄(Xanthophylls)的含量也被要求列出，特别是用于饲料的辣椒红色素。 第五章:常用天然色素的主要性质和用途 辣椒红色素 性质:深红色黏性油状液体，有特殊气味，熔点176?。溶于油 脂，不溶于水;有较好的耐酸性和耐热性(160?加热2h几乎不褪色)，但耐光性较差;着色力强，色调因稀释浓度不同由浅黄色至橙黄色。 用途:可用于罐头、冰淇淋、糕点上彩装、雪糕、冰棍、饼干、熟肉制品、人造蟹肉、酱料和糖果等的着色，还可用于医药和化妆品的着色，如药品糖衣的着色，为红色着色剂。 萝卜红色素 性质:深红色无定型粉末，味微酸，易吸潮，吸潮后结块，但不影响食用效果;易氧化。易溶于水和含水乙醇。水溶液的色调随PH值而变化，在PH=2.0-8.0时，色调以此为橙红、粉红、鲜红、紫罗兰，PH=5.0时，颜色最浅。水溶液对热不稳定，随温度的升高，降解速度增快。 用途:用于酸性饮料、糖果、配制酒、果酱、调味酱、蜜饯、糕点彩装、糕点、冰淇淋、雪糕、果冻等的着色，为红色着色剂。 红米红色素 性质:红色粉末或液体，溶于水、乙醇、丙二醇。稳定性好，耐热、耐光、耐储存，但不耐氧化剂。PH=1-6时呈红色，pH=7-12时变为淡褐色。长时间加热变为黄色。 用途:用于冰淇淋、糖果、配制酒、风味如饮料、饮料、焙烤食品等的着色，为红色着色剂。 红曲红色素 性质:红色或暗红色液体或粉末或糊状物，略带异臭。熔点165-192?，易溶于水、乙醇，在PH4.0以下时溶解度降低。溶液为 薄层呈鲜红色，厚层时呈黑褐色，并带有荧光。色调在PH=2-14内稳定，遇氯易褪色。耐热和耐酸性强，但经阳光直射可褪色。对蛋白质着色性能极好，一旦染着，虽经水洗，亦不掉色。 用途:可用于酒、糖果、熟肉制品、腐乳、雪糕、冰棍、冰淇淋、饼干、果冻、膨化食品、调味类罐头、酱菜、糕点、火腿的着色，也可用于医药和化妆品的着色，为红色着色剂。 胭脂虫红色素 性质:在PH=4.5呈黄色;PH=5.0呈橙色;PH=5.5呈红色;PH=6.0呈紫红色;色素呈橙红色、红至紫色的区间的耐光性较好，而PH值约为4.5和7.0-7.5时耐光性较差。对热稳定性良好。 用途:可用作酒、水果浆、冷饮等液体饮料、糖果、糕点以及肉类、香肠等的着色剂，也可用在医药和化妆品中。 紫草红色素 性质:紫褐色或紫红色外状晶体或黏稠状浸膏，带有紫草根药气味;若以软紫草为原料，则带有氨气味。溶于油脂及碱性水溶液，不溶于水。色调随PH值而变化，PH=4-6呈红色，PH=7层红紫色，PH=8呈紫色，PH=9呈蓝紫色PH=10呈蓝色。在碱性溶液中呈蓝色，在酸性溶液中呈红色。在油脂中呈鲜红色。有一定的抗菌作用。 用途:用于果汁(味)饮料类、雪糕、冰棍、果酒、油脂类、干酪、香料、辣味肉禽类罐头等的着色，为紫色至红色着色剂，还可用于化妆品、医药包装、胶囊、洗涤剂的着色。 紫胶红色素 性质:鲜红色或紫红色粉末或液体。溶于乙醇或丙二醇微溶于水。纯度越高，水中的溶解度越低。色调随PH值而变化，PH值小于4.0时呈橙黄色;PH值4.0-5.0时呈橙红色;PH值大于6.0时呈紫色。在酸性调价下对热、光均稳定，于100?加热2h无变化，PH值为3时在窗边放置16d无变化。在强碱溶液(PH值为12以上)中褪色。着色性随PH值变化，接近中性时着色性能差，酸性时较好。 用途:可用于果蔬饮料、糖浆、乳酸饮料、番茄制品、果酱、冷饮、胶母糖、糖果、火腿、香肠、鱼糕及烘烤食品的着色，为红色着色剂。最适于不含蛋白质、淀粉的饮料、糖果及果冻类等的着色。 姜黄色素 性质:黄橙色至红棕色黏性液体，有特殊香气。溶于乙醇、乙酸和丙二醇，微溶于油脂，不溶于冷水。天然含有姜黄色可溶于热水，在碱性溶液中暗红褐色，酸性溶液中呈亮黄色。 用途:可用于高糖果汁(味)或果汁(味)饮料、碳酸饮料、配制酒、糖果、糕点上彩装、面包、糕点、红绿丝、调味类罐头、青梅、冰棍、酱腌菜、人造奶油、干酪、咖喱粉、法式菜、西班牙菜、方便面等着色。 β-胡萝卜素 性质:紫红色或暗红色结晶或结晶性粉末，有轻微异臭和异味。略溶于油脂，不溶于水。其稀溶液呈橙黄至黄色，浓度增大时呈橙色制橙红色。对光、热、氧不稳定，不耐酸，但对弱碱比较稳定。对油脂性食品的着色性能良好。 栀子黄色素 性质:黄色液体、糊状或黄色至呈黄色结晶性粉末，微臭。易溶于水，溶于乙醇和丙二醇。不溶于油脂。水溶液呈弱酸性或中性，为透明鲜艳黄色。其色调几乎不受环境PH值变化的影响，在PH=3-9的范围内，可保持稳定的黄色。PH值为4.0-6.0或8.0-11.0时，比β-胡萝卜素稳定，特别在偏碱性条件下，黄色更鲜艳。耐光、耐热性在中性或碱性时佳，但在偏酸性条件下较差，易发生褐变。耐金属离子性能好。对蛋白质和淀粉染色效果较好，对亲水性食品有良好的染色性能。 用途:用于果汁(味)饮料类、配制酒、糕点、栗子罐头、糕点上彩装、糖果、冰淇淋、冰棍、雪糕、蜜饯、膨化食品、面饼、果冻、布丁、稀奶油、腌菜、小吃食品的片状原料等的着色，为黄色着色剂。 胭脂树橙色素 性质:水溶性胭脂树橙为红至褐色液体、块状物、粉状或糊状物，略有异臭。溶于水，水溶液为橙黄色至黄色，呈碱性;微溶于乙醇。遇酸呈酸性后沉淀。耐漂白剂能力强，耐光较差，受阳光照射分解褪色。染色性非常好。 油溶性胭脂树橙为红至褐色溶液或悬浮液。溶于碱性溶液，在酸性溶液中不溶解，并形成沉淀。溶于动植物油脂、丙酮或丙二醇，不溶于水。 用途:可用于西式甜点、奶油、人造奶油、油脂、调味色拉油、起酥油、冰淇淋、玉米片、面包、通心面、糕点类、饮料、洋火腿、 香肠、干酪等着色;于其它色素用于维也纳式香肠(单独食用易褪色)的着色。为黄橙色着色剂。 红花黄色素 性质:黄色或棕黄色粉末，易吸湿，吸潮时呈褐红色，并结成块状，但不影响使用效果。易溶于水(减性或酸性)、热水、稀乙醇、稀丙二醇。不溶于油脂。耐光性较好，耐热性好;在PH=5-7范围内色调稳定。对淀粉染色性优良，对蛋白质的染色性较差。遇铁离子可使其发黑。 用途:用于果汁(味)饮料类、碳酸饮料、配制酒、糖果、糕点上彩装、红绿丝、罐头、青梅、冰淇淋、果冻、蜜饯等的着色，为黄色着色剂。 叶绿素 1)叶绿素铜钠盐 性质:粉状产品为墨绿色，稍待金属光泽;膏状产品为绿色，有氨臭气。易溶于水，微溶于醇，不溶于油脂。水溶液呈蓝绿色、透明、无沉淀。PH值在6.5以下，遇钙离子产生沉淀1%水溶液PH值9.0-10.7。耐光性较好。加热至110?以上分解。 用途:作为医药原料，可促进胃肠溃疡面的愈合，还可用于急慢性肝炎及肝炎引起的肝肿大、肝硬化，促进肝功能恢复;作为食品添加剂，广泛用于糕点、饮料、糖果、冰淇淋等食品;作为日用化工原料，大量用于各种绿色以药物牙膏和化妆品。对治疗牙周炎、口腔溃疡有明显疗效。 2)叶绿素铜 性质:深绿色黏稠状物质，有时为块状、片、粉末状，略有氨臭。溶于油脂，不溶于水。有较好的耐光性。加热后易流动。 用途:用于水果蔬菜、海带、口香糖、蜜豆冻、鱼肉馅料制品等的着色，为绿色着色剂。 栀子蓝色素 性质:深蓝色粉末，几乎无臭、无味，吸潮性小。易溶于水、含水乙醇或汗水丙二醇等亲水性溶剂，呈鲜明蓝色;在PH=4-8范围内色调无变化，120?加热60min不褪色。耐光性较差。对蛋白质的染色性能比对淀粉强。 用途:用于硬糖、果胶、琼脂、布丁、马希马洛糖、饼干、松蛋糕、蛋糕预制粉、稀奶油、冰淇淋、乳制品、蔬菜、青豆罐头、饮料、果汁等的着色，为蓝色着色剂。 栀子红色素 性质:暗红色粉末、块状、糊状或液体，略有特殊气味，无味。无吸潮性。易溶于50%以下的丙二醇水溶液及30%以下的乙醇水溶液，呈现名紫红色;溶于水;不溶于无水乙醇及油脂。1%水溶液PH值为4.0?0.5。在PH=2.5-8.0范围内色调仅变化?5%，稳定性良好。PH=6以上时红色稍浅，加热至100?不褪色。在PH4-6范围内耐光性良好，在PH=2.5-和8时略有变化。PH=3.5以下易产生沉淀。对蛋白质与碳水化合物的染色性良好。 用途:用于一般食品，如制面、馅芯、冷点心、赤豆饭、甜酒等 的着色，为红色着色剂。 栀子绿色素 性质:绿色粉末，几乎无臭、无味，吸潮性小。1%PH值为4.5?0.5。易溶于水、含水乙醇、含水丙二醇，呈鲜明绿色。在PH2-8范围内稳定。在100-120?下加热6min略有褪色，耐光性好。 用途:用于一般食品着色，为绿色着色剂。 叶黄素 性质:橙黄色至黄褐色块状固体、糊状或粘稠液体，有特殊的气味。溶于乙醇、油脂等，不溶于水或丙二醇。在乙醇中，PH值为7左右时，俄掉鲜明悦目;PH较小时，溶解度降低，颜色变浅或无色;PH值较大时，虽然溶解到较大，但色调较暗。酸含量的改变对吸光度影响不大，但随碱浓度的增加，呈黄色越来越深。汽油溶脂溶液呈黄色，呈色不受PH值影响。耐光性差，耐热性好，但150?以上高温时不稳定。对氧化剂有一定耐受性，但耐还原性较差。 用途:用于面包、饼干、糕点、糖果、果汁(味)饮料等的着色，为黄色着色剂。 番茄红素 性质:暗红色粉末或油状液体。溶于乙醇和油脂，不溶于水。油溶液呈黄橙色。耐热和耐光性优良。对光、热稳定，并有抗氧化能力。 用途:用于各种番茄制品、肉类、汤料、酱类、糖果、小吃食品和面点等的着色，为红色着色剂。 玉米黄色素 性质:黄色粉末、糊状及液体或(溶于油脂中的)黄色油状液体，低于10?时为橘黄色半凝固膏状物。溶于油脂类，不溶于水。稀溶液呈柠檬黄色，不耐光，40?以下稳定，100?下7h褪色，耐酸碱。 用途:用于人造奶油、鱼糜制品、面条、冷饮、氢化植物油、糖果和被烤制品等的着色。为黄色着色剂。 紫苏色素 性质:红至紫红色液体、糊状、块状或粉末，有特殊香气。溶于水、乙醇、丙二醇等醇性有机溶剂，不溶于油脂等油性有机溶剂。色调随PH值而变化，酸性时呈红色，PH=3.5以上时呈紫色，中性时呈淡红褐色至褐色，碱性时呈绿色。酸性时非常稳定，但中性至碱性时所呈的紫至绿色，几秒即分解成褐色，此时即使酸化为酸性时也不会回复至红色。其10倍的盐酸溶液非常稳定，添加3%柠檬酸或20%氯化钠或10%磷酸三钠、硫酸铝、硫酸亚铁、氯化镁、氯化钙等都无影响，但含200mg/kg的铁离子是带褐色，2mg/kg时无影响。有较好的耐热性、耐光性和耐盐类性。有一定的防腐作用。 用途:主要用于咸梅干、腌菜、糖浆、粉末果汁等的着色，为红色着色剂。 葡萄皮色素 性质:红至暗紫色液体、块状、粉末状或糊状物，稍带特异臭。溶于水、乙醇、丙二醇、甘油、冰醋酸，不溶于油脂。色调随PH值变化，当PH,3.9时呈红色，颜色深;当PH=4.1-4.4时，色调基本保持不变，但色素略有下降;当PH,4.8时颜色逐渐变为橙黄色直至无 色。水溶液酸性时呈红至红紫色，碱性时呈暗蓝色，铁离子存在时呈暗紫色。耐热、耐光性尚好。遇蛋白质变为暗紫色。氧化剂和维生素C队色素有影响。 用途:用于饮料、冷饮、酒精饮料、蛋糕、果酱等的着色，为红至红紫色着色剂。亦可用于化妆品着色。 高粱红色素 性质:砖红色无定形粉末、液体、糊状或块状物，略有特殊气味。溶于水、乙醇、40%以上的丙二醇水溶液，不溶于油脂等非极性溶剂。水溶液呈透明红棕色，1%水溶液的PH值为7.0-7.5;醇溶液的PH值为3-4。在弱酸性及中性条件下较稳定，在PH,4.0时呈淡红色，PH,7.0时颜色加深。对热稳定性较好，耐光性较强。对蛋白质染色力强。 用途:用于熟肉制品、果冻、糕点上彩装、饼干、膨化食品、冰棍、雪糕等的着色，为棕红色着色剂，也可作为糖衣药片和医用空胶囊以及化妆品的着色剂。 甘蓝红色素 性质:深红色粉末、糊状或液体，略有特殊气味。溶于水、含水乙醇、醋酸、丙二醇，不溶于油脂。色调随PH值而变化，PH=1.0-4.0时呈鲜红色，PH=4.0-6.7时呈红色，PH=6.7-7.2时呈浅蓝色，PH=7.2-14.0时呈黄色。金属离子对其色调有影响。有良好的耐热、耐光性;在PH=3以下的乳酸饮料中能保持稳定的红色，维生素C影响其稳定性。在试验浓度达到10%以上时，生成沉淀物，染色性不强， 遇蛋白质会变成暗紫色。 用途:用于糖果、色拉、乳酸菌饮料、碳酸饮料、粉末清凉饮料、果酒、果汁、汽水、胶母糖、冰淇淋、话梅等的着色，为红色着色剂。不宜用于蛋白质类食品。 甜菜红色素 性质:红紫至深紫色液体、块或粉末，或糊状物，有异臭。易溶于水、牛奶、50%乙醇或丙二醇的水溶液，不溶于有机溶剂。水溶液呈红色至红紫色，色泽鲜艳。PH=3.0-7.0时较稳定，特别在PH=4.0-5.0时稳定性最好。在碱性条件下呈黄色。染着性好，耐热性差。降解速度随温度的升高而迅速增加。不因氧化而褪色、变色，可因光照而略为褪色。金属离子影响较小，但Fe3+、Cu2+的含量较高时可发生褐变。漂白粉、次氯酸钠可使其褪色。 用途:可用于冷饮、乳制品、水果制品及不需要加热的食品的着色，不宜用于饮料等，为红紫色着色剂。 焦糖色素 性质:深褐色紫黑色液体或固体，有特殊的甜香气和愉快的焦苦味，易溶于水，不溶于有机溶剂和油脂。稀释后的水溶液为红棕色，透明无浑浊或沉淀，对光和热稳定，具胶体特性，有等电点，其PH值为3-4.5左右。以蔗糖为原料制得的焦糖，对酸及盐的稳定性好，红色色度高，着色力强。以淀粉和葡萄糖为原料，在生产中以碱作催化剂制得的产品耐碱性强，红色色度高，对酸或盐不稳定，而用酸作催化剂制得的产品对酸和盐稳定，红色色度高，当着色力弱。 用途:可用于糖果、果汁(味)饮料、饼干、酱油、食醋、雪糕、冰棍、调味类罐头、冰淇淋等的着色。 植物碳黑 性质:黑色粉状微粒，无臭无味。密度1.8-2.1g/cm3。粒径0-500um。不溶于酸碱，不溶于水、油脂和有机溶剂。化学性能稳定，在光和高温下不发生变化，在空气中可燃烧形成二氧化碳。有巨大的表面积和特殊的表面附着力，因而有很大的遮盖和着色能力。 用途:用于糖果、饼干、糕点、米面制品等的着色，为黑色着色剂。 红曲黄色素 性质:黄至黄褐色粉状、块状、糊状或液体，略有特殊性气味。溶于水、乙醇、丙二醇，不溶于油脂。色调在PH=3-8范围内稳定， 酸性时会产生沉淀。水溶液有荧光，因而显得比其它黄色色素更为鲜黄。耐光性差，略有苦味。 用途:用于糖果、果冻、冷饮等的着色，为患色着色剂。 可可色素 性质:巧克力色粉末，无异味、异臭。易受潮。易溶于水或含水乙醇，不溶于油脂。0.1%水溶液澄清。在中性附近稳定。PH值为5.5以上时红色度较强，PH值在5.5以下时黄橙色度较强，但巧克力本色不变。保存中变化少，色调稳定。耐热性好，耐光性好，紫外线照射不变化;几乎不受抗氧化剂、过氧化氢、漂白粉等的影响;但遇还原剂易褪色。对蛋白质淀粉等的染色性良好，并有抗氧化性。遇金属离子易变色并产生沉淀。 用途:用于汽水、配制酒、碳酸型饮料、糖果、糕点上彩装、豆奶饮料、冰淇淋、饼干等的着色，为巧克力色素。 第六章:常用天然色素的理化指标 2.理化指标甜菜红黑豆红黑加仑红 3.理化指标胭脂虫红红花黄密蒙黄 4.理化指标高粱红萝卜红紫胶红 5.理化指标紫草红红米红桑椹红 6.理化指标天然苋菜红葡萄皮红辣椒红 7.理化指标辣椒橙栀子黄可可壳色 8.理化指标沙棘黄藻蓝姜黄素 9.理化指标姜黄多穗柯棕茶绿色素 10.理化指标茶黄色素植物碳黑红曲红 第七章:天然色素色价的分光光度计通用检测方法 准确称取待测天然色素样品0.1g(准确至0.0001g)样品，用20ml待测天然色素相应溶剂溶解后，倒入100ml容量瓶中，用待测天然色素相应溶剂稀释至刻度。以待测天然色素相应溶剂为空白参比，取上述配制好的待测天然色素溶液，用分光光度计于XXXnm波长处，于1cm比色皿中测定其吸光度A，A值应在0.3,0.7范围内，否则，应再将样品稀释到相应的浓度，然后，再重新测定吸光度A。 计算: 式中: A——实测样品的吸光度; f——稀释倍数; m——样品质量(g); xxx—待测天然色素最大吸收峰值处的波长。 第八章:天然色素的改型(改性) 第一节:天然色素的改性 天然色素来源于自然，在提取加工的时候，一般都保持其特有的性状，前面讲过天然色素除色素本身外，还含有其他物质，比如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维等，由于纯度不高并且含有杂质，使大部分天然色素存在稳定性不高，容易变质，特有异味难以除去，溶解性差等不足，在贮存其应用上也有诸多问题。 为改变天然色素存在的不足和应用上存在的问题，科技人员应用乳化、包埋等方法对天然色素进行应用前的后期加工，使天然色素改变其原有的特性，使溶解性更好，溶解范围更广，减少或取出异味等，使天然色素变得好用、易用。 近年来，天然色素的应用技术发展很快，可以使油溶的天然色素改变溶解性，使其可以在水里溶解或分散均匀，水溶性的天然色素也可以经过加工使其可以在油脂产品里溶解或分散均匀，有些还可以有两性溶解性能，既可以在水里溶解，亦可以在油里溶解，大大提高天然色素的应用领域。在异味的取出方面，运用超临界技术和其他包埋技术各种天然色素的异味基本都可以去除或减少到人们可以接受的 范围。 近年来国内天然色素稳定性方面技术进展很快，国内某单位的水溶辣椒红色素的抗光性就做得很好，在阳光下晒一个月，颜色保持70-80%，普通的水溶辣椒红在阳光下晒3-4天颜色就已褪尽，变成透明或乳白色溶液。 在除臭、去除异味方面也做得不错，萝卜红、叶黄素、紫草红、甘蓝红等的脱味进展也很快，目前，也有厂家可以把上述色素的异味去除，大大方便了应用厂家的使用。 第二节:天然色素的稳定性及护色剂的护色作用机理 天然食用色素又称天然食品着色剂，是使食品着成一定颜色的天然食品添加剂。人们通常通过食品的颜色来鉴别食品品质的优劣，对其做出初步判断。所以，颜色与食品的香、味、形一样是评价食品感官质量的重要因素。此外，消费者选购食品时，色泽是其取舍的一个重要依据;食品固有的正常颜色刺激人们的视觉，引起条件反射而能增进食欲。反之，食品在加工过程中，由于受光、热、氧气或化学药剂等作用，使天然色素褪色造成食品色变而失去光泽。这样的食品人们会误认已发生质变，因而使其实际使用价值已下降。如在食品生产过程中，先用适当的色素加于食品中，则会获得色泽令人满意的食品。由于食品本身的颜色及加入的色素易变色及褪色，所以加强色素的稳定性，添加护色剂成为解决问题的一个好的途径。我们从色素的显色机理，稳定性的影响因子，护色剂护色机理来研讨色素稳定问题。 一、色素的呈色机理——色素的颜色与结构的关系，不同的物质能吸收不同波长的光，如果它所吸收的光，其波长在可见区以外，那么这种物质看起来是白色的;如果它所吸收的光，波长是在可见区，那么，它所显示出的颜色，即为被反射光的颜色，即吸收光的补色。例如，物质选择地吸收绿色光，它显现的颜色为紫色。食品的主要色素都属于有机化合物，构成有机化合物的各原子之间大都以共价键边连结起来。而根据分子轨道理论，构成有机化合物的各原子的原子轨道相互组合而形成分子轨道，成键轨道，其能量级比较低;相应的反键轨道，能量级比较高;非键轨道。它们能量级高低不同。一般地说，当化合物吸收光能时，即电子吸收光子时，就会从能量较低的轨道(基态)跃迁至能量较高的轨道(激发态)。吸收一定波长的光则产生一定电子激发类型，对应有相应的能量。 当物质吸收可见区域波长的光时，该化合物便呈颜色。化合物中，随着共轭双键数目的增多，吸收光波长向可见区移动。因共轭体系越大，电子跃迁所需的能量越小，吸收光的波长越长，以致进入可见区域，使化合物变为有色，化合物中有些基团如,OH、,OR、,NH3、,Cl、,Br等。它们接于共轭体系上时，可使共轭体系吸收光向可见区域移动，这些基团称为助色团。生色团与助色团相互作用能引起化合物分子结构发生改变。由此可见色素的呈色与其结构有着密切的关系，结构的形式与变化内在决定着物质的呈色与变色。当色素加入食品中，由于受到加工、酸、碱、盐、光、热、氧化等作用，使其结构发生变化，如破坏原有共轭体系，改变共轭双键的数目，形成或损失 助色团等情况，就会导致物质吸收光的波长发生变化，如在可见区域移动则使物质颜色变化;如移至远紫外区则使物质呈无色(即褪色)。 二、影响色素呈色或变色的因素 那么，具体有哪些因素会影响色素变化呢,一般我们已知的因子有:光、热、氧化、还原、酸、碱、盐、细菌、溶剂、pH、金属离子(Fe3，、Fe2，、Ca2，、Mn2，、Cu2，、Mg2，)。天然色素的耐光，耐热性一般都不是很好。例如:甜菜红是一种天然色素，水溶液呈红至红紫色。在pH值3(0,7(0之内比较稳定，在pH4(0,5(0时稳定性最大，最大吸收波长537,538nm。在PH值4(0,7(0之间，无颜色变化。pH低于4(0时，最大吸收稍向较短波长方向移动(pH值为2(0，最大吸收波长为535nm)，且吸收强度降低。同时，在575,650nm范围内吸收强度稍有增加，溶液的颜色由红变紫。pH大于7(0时，最大吸收向长波方向移动(pH为9(0时，最大吸收波长为544nm)，溶液的颜色亦相应地由红变紫。pH大于10(0时，溶液的颜色迅速变黄。甜菜红苷的耐光性随溶液的pH减小而降低;在中性区域和偏碱时，耐光性较好。甜菜红苷溶液经紫外线照射120小时，可完全褪色。金属盐对甜菜红苷的稳定性也有一定的影响，Fe3，、Cu2，离子含量多时会引起褐变，Ca2，、Mn2，等离子也有影响。氧和热都能促进甜菜红苷降解。降解速度随氧量和温度增高而加速。某些氯化物如漂白粉、次氯酸钠等可使甜菜红苷褪色。抗坏血酸对它有一定的保护作用。甜菜红苷的稳定性受食品的水分活性影响，水分活性降低，其稳定增高。当然并不是以上提到的所有因子都对某一种 色素发生作用，有的天然色素耐光、耐酸，但遇碱变色，有的耐氧化，却易被还原褪色，有的天然色素对大多数金属离子敏感，而有的天然色素却只对某一种金属离子敏感，如Fe离子可使某些色素变黑或变成其他颜色。 三、“护色剂”对色素稳定性的作用及其作用机理 为了有效解决天然色素的稳定性及保护天然色素在食品加工、贮运、销售过程不变色，不褪色，则要加入适当的护色剂。那么，什么是“护色剂”,护色剂的作用机理是什么呢,一般认为:所谓护色剂，就是一种对天然色素提高其可靠的稳定性，使天然色素经过加工、贮运、销售等过程，颜色保持一致性的添加剂。它不同于着色剂，发色剂等制剂。食用护色剂，就是指能使用于食品加工中，在国标范围内，安全、卫生的食品用护色剂。因为色素类物质都是由于含有生色团和助色团才能呈现各自的特征颜色。而这些基团易被氧化、还原、络合作用;使基团的结构、性质发生变化，导致电子跃迁时所需的能量变化，吸收光的波长也改变，使颜色发生变化或褪色。知道了使颜色发生变化作用的因素和机理，则我们就针对各种色素，对这些因素的敏感程度，有目的的选用护色剂来保护食品的色泽。例如我们利用氯化亚锡与氢氧化钠与酸(如柠檬酸)反应所得的柠檬酸亚锡二钠盐具有一定的还原性能，如我们把它用于罐头食品中，能逐渐与罐中的残留氧发生作用，亚锡离子氧化成四价锡离子，而表现出良好的抗氧化性能，从而达到对食品色素的保护作用，广泛用于蘑菇、苹果、柠檬、板栗、银杏、青梅、百合、柑橘、芦笋、青豆、荔枝、椰汁等罐 头食品中。对于多价金属离子的影响，我们可采用加入一些对金属离子有络合能力的酸和盐类如:植酸、柠檬酸、三聚磷酸钠、柠檬酸钠、复合磷酸盐，利用它们与金属离子结合，从而使金属离子对色素无(或减弱)作用，达到保护色素。在有些天然食品与天然色素中，呈色物质体现为维生素类，如维生素A、维生素C、维生素D、类胡萝卜素等易被氧化与褐变。如利用L,半胱氨酸盐酸盐是有还原性、抗氧化和防止非酶褐变作用，于天然果汁中防止维生素C被氧化和褐变。 由于天然色素的稳定性是受到环境各种因素的作用，其作用很复杂。要达到一个很好保护颜色的作用，则必须综合研究多种因子对某种色素的影响，再优化选择合适的护色剂;选择护色剂一般遵守以下几条原则: 1(作用对象色素的性质与结构形式。 2(对色素有影响的各种因子。 3(针对性的选择护色剂及考虑护色剂的加入对化合物呈色有没有负面影响。 4(了解各种护色剂之间的相互影响(增效或相悖作用)。 5.尽量选用天然或类天然的护色剂以保证天然色素的天然性和安全性。 只有了解了天然色素的性状与结构，特别是其中的生色基团与助色基团的结构和天然色素所在的环境才能判断哪些因子对天然色素的稳定性有影响;再针对性地选择护色剂。当然一种护色剂，一般只有一种或两种功能特性有利于保护色素，如三聚磷酸钠对金属离子有 一定的络合作用，可以抑制金属离子与色素发生作用。但却不能抑制色素受热、光、碱、氧化和还原作用。所以这就要求我们选择多种护色剂共同作用。各种护色剂之间存在的相互作用，有些是互相增效的，有些却是对护色作用是互相抑制的。如为防止油脂食品发生油脂氧化酸败，在使用酚类抗氧化剂的同时并用某酸性物质，如柠檬酸、磷酸、抗坏血酸等，能显著地提高抗氧化剂的作用效果。这是因为这些酸性物质对金属离子有螯合作用，使能促进氧化的微量金属离子钝化，从而降低了氧化作用。也有人认为，增效剂能与抗氧化剂的基团发生作用，使抗氧化剂再生。我们需要利用的是它们之间的协同增效作用。对于护色剂选择方面的工作是一个系统的、复杂的过程。利用各护色剂单体进行有机，科学工艺复配在一起的复合护色剂，它们充分利用各护色剂协同互补性，取各家之长，使产品护色效果达到最理想。 以上我们研讨了色素的着色机理以及护色剂的作用机理。但现代人们对它的作用机理研究的还不是很透彻，有些数据和原理是经过我们的工作、试验的结果、从现象而推测出来的，具有一定的合理性，但其准确性有待进一步证明。随着广大的科技工作者的深入研究，将会形成许多有用的理论数据来指导我们对色素稳定性及护色剂作用机理的研究。 第九章:天然色素的复配 第一节:天然色素的复配 自然界单体的天然色素色调比较稀少，根本不能满足实际应用上多姿多彩的需要，实际应用中不同产品需要不同的色调，甚至有些个 性化的产品需要特殊的色调。这需要运用各种不同色调的天然色素进行调试、复配才能达到理想的效果。通过复配使新的复配产品在颜色、剂型、稳定性、pH、某种食品应用的适用性上达到一种新的高度，最终完全满足某种食品的使用需要，从而使天然色素的应用更加方便、广泛和个性化。现在国内市场已有很多复配型的天然色素，有些可以调配出合成色素相同色调的天然色素。 第二节:复配天然色素在食品行业中的应用 经过多年的发展，目前，我国对食用天然色素的开发、生产、使用法规的管理等方面逐步和完善。除对现有食用天然色素产品进行严格的卫生和质量管理外，对新的产品审批程序要求更高，如对原料来源、加工中所用添加剂的品种，产品灰分、溶剂残留、重金属残留、菌落总数、致病菌、毒理学实验及安全性级别、稳定性实验、产品使用方法及范围等方面均有严格的要求。 随着人们生活水平的提高，在食品的选择上，更注重安全、健康、甚至有保健功能的产品，鉴于此，食品加工企业在食品生产中着色剂的选择，将趋向于具有着色功能，而且还有营养和保健功效的天然色素，淘汰大部分有毒的化学合成色素成为一种趋势，赋予食品许多新功能的天然色素将具有广阔的市场前景。 天然色素安全性相对较高，具有天然、健康、营养和生理活性效应，随着生产技术的提高，天然色素的各项使用性能已经达到了合成色素的相当水平，但多数单一的天然色素是原料型的着色剂，不适合直接加到食品中着色，应用方面需要与其它色调的天然色素进行复配 方可达到理想的效果，实际生产中还要注意需着色食品系统的性质。如食品为多相系统(如水油两相等)要针对需着色的那一相选择着色剂，生产食品时所应用的加工条件，如加工的温度、时间、PH值等，以及食品的包装、储存条件和天然色素本身的性质，结合该食品在消费者心目中形成的特有颜色，利用现有国家允许在该类食品添加、使用的天然色素的不同品种、不同色调进行复配调色，才能使食品色调自然、安全健康、具有天然色素应有的生理活性或某种药理功能又符合国家食品添加剂使用卫生标准的相关规定。 第十章:常用天然色素的应用 第一节:常用天然色素的使用方法 1. 食品的着色法: (一).基料着色法:将色素溶解后，加入到所需着色的软态或液态食品中，搅拌均匀。 (二).表面着色法:将色素溶解后，用涂刷方法是食品着色。 (三).浸渍着色法:色素溶解后，将食品浸渍到该溶液中进行着色(有时需加热)。 2.天然色素的使用方法: 称取所需的粉状色素于容器中，加入少量温水(35?--50?)调浆，然后加入剩余水(常温)调成所要色泽浓度。建议使用前将溶液过滤，防止因不溶物在食品上留下色斑、色点。溶液宜现用现配，若储存应避免阳光直射。容器质地为搪瓷、玻璃、不锈钢。溶解水最好为蒸馏水，其他水质应作小试测试水质是否合适。 天然色素在食品中的适用范围和用量应符合国家GB2760食品添加剂使用卫生标准，在化妆品及医药等其他方面的使用参考有关规定。因干品色素易吸潮，导致质量降低，使用剩余的干品应保持密封贮存。 3.天然色素在应用方面要注意以下几个方面: (一).需要着色的食品系统的性质; (二).若食品系统为两相或多相系统(如水油两相)，就需要弄清楚是哪一相需要着色; (三).生产食品时所应用的加工方法; (四).食品所用的包装; (五).包装食品的储存条件; (六).天然色素本身的性质。 第二节 食用天然色素的选用 选用天然色素时，首先要了解是否符合当地的国家有关法规;对天然色素的色调、物理性状及价格的要求，有些天然色素生产厂家可为客户跳出特定的颜色，天然色素的浓度一色价计算，实际应用中液态天然色素比粉状天然色素更方便，成本跟色价成正比;天然色素有油溶、水溶、醇溶等不同品种，选用时应考虑产品须着色的部分是油相还是水相，如是油相应选用油溶性色素，水相则应选用水溶性色素或醇溶性色素，另外，单宁和蛋白质的存在可能会影响花青素类天然色素的使用效果，液态产品需根据本身的混浊和透明度选用不同型号的天然色素，加工温度和时间对天然色素的应用也很关键;产品的 PH值也决定天然色素的适应性，大部分天然色素的色调和稳定性受PH值的影响，有些天然色素在不同的PH环境中，色调截然不同;光和氧也影响天然色素的使用效果，选用天然色素时也应考虑产品的包装和储藏环境对光和氧的隔绝情况;因天然色素系天然产品，有一定的保质期限和储存条件，应量产购买，并尽快使用，不要长期储存。 应用厂家应将根据以上内容，将您的产品的具体情况告诉您的天然色素供应商，天然色素供应商应根据以上的内容和客户提供的具体情况，有针对性地给客户提供适用的天然色素产品，这样，供求双方都可以少走弯路、节省产品开发时间和不必要的损失。 天然色素最好使用避光包装，粉状产品最好是用铝箔袋真空包装，存储温度根据不同产品在5-25摄氏度最好，包装材质符合食品包装要求就可以了，有些高价值的天然色素使用铝制包装瓶或罐，天然色素的保质期，有国标的按标准规定的要求来标定保质期，没有标准的各厂家根据自己的品质来规定产品的保质期，一般在6-12个月或更长的保质期。应用厂家建议现买现用，用多少买多少，仓库不要储存超过三个月用量的天然色素。 第十一章:常见天然色素的生理功能 近年来，关于天然色素研究与开发有大量报道。为了促进天然产物的研究，提高天然产物的附加值，开发具有特殊功能的食品、医药、化妆品等。 类胡萝卜素类 胡萝卜素是一种脂溶性色素，广泛存在于植物叶、花、果实、根 等部位，有黄、橙、红、紫几种颜色。 此类色素的结构特点是由四个异戊二烯单元以共轭双键联结，两端又各由两个异戊二烯单元组成六元环结构，即共有8个异戊二烯单元构成，属四萜。 各种类胡萝卜素的中间四个异戊二烯单位变化不大，而依两端的环及取代基不同可分为:烃类胡萝卜素、醇类胡萝卜素、酮类胡萝卜素、酸类胡萝卜素。 由于分子中存在许多不饱和双键，因而它们对光、热、氧较为敏感，稳定性较差。一些微生物能合成类胡萝卜素，但动物体不能合成。 类胡萝卜素中大多数有很强的清除单线态氧的能力，因而具有较强的防癌、抗癌功能。具有重要生理作用的该类色素主要有虾青素、番茄红素、沙棘黄素、玉米黄素、栀子黄色素等。 虾青素(astaxanthin) 虾青素即3，3,二羟基,4，4,二酮基,β，β,胡萝卜素，是β,胡萝卜素合成的终止点。虾青素有很强的抗氧化作用，但化学合成比较困难，目前主要从水产品的加工废弃物中提取，或由某些酵母菌及藻类培养生产。动物实验表明，它有抑制肿瘤发生、增强免疫功能等多方面的生理作用。医药及食品工业利用虾青素的抗氧化作用、抗炎症作用及免疫促进作用，作为药物预防氧化性组织损伤和配制保健食品。其生理功能简述如下: 虾青素是一类断链抗氧化剂，具有很强的抗氧化性能。研究人员利用内生过氧化物产生分子氧研究了多种类胡萝卜素猝灭分子氧的 能力，发现猝灭分子氧的能力为:虾青素,α,胡萝卜素,β,胡萝卜素,红木素,玉米黄质,黄体素,胆红素,胆绿素。 研究人员比较了包括虾青素在内的共轭双键数目不同的5种类胡萝卜素在豆油光氧化作用中猝灭活性氧的作用，发现此作用随类胡萝卜素共轭双键数目的增加而增强，以虾青素的作用最强。有人研究了紫外线A和B对SKHI无毛鼠皮肤的影响，发现虾青素的添加可强烈抑制腐胺产生，并降低精胺和亚精胺等游离多胺浓度，具有极强的单线态氧猝灭能力。有人则比较了虾青素和其他类胡萝卜素与生育酚清除自由基的能力，发现虾青素最强，而且认为类胡萝卜素中羟基和酮基的存在与数目对清除自由基的作用十分重要。还有人评价了虾青素的抗氧化能力，将鼠的肝脏红粒体暴露在螯合离子中，再注入微粒体膜，定期测定磷脂的脂质过氧化物含量，发现虾青素具有显著降低脂质过氧化物累积的作用。 虾青素具有很强的抗癌作用。有人研究了虾青素等类胡萝卜素对黄曲霉毒素B1(AFB1)引发肝致癌作用的影响，发现虾青素、β,胡萝卜素及3,甲基胆蒽在降低肝癌病灶的数目和大小方面效果显著，而番茄红素和过量VA无效。给由二乙基亚硝胺(DEN)或α,硝基丙烷引发肺肿瘤的鼠喂饲3或4 周的虾青素，可显著降低肺肿瘤病灶的大小与数目。用雄性F344老鼠研究了虾青素对4,亚硝基喹啉,1,氧化物诱导的口腔致癌作用的影响。发现喂虾青素组肿瘤发生率比单喂4,亚硝基喹啉,1,氧化物组小很多，而且喂虾青素组未见有口腔肿瘤发生。 此外，虾青素还能显著降低MRL,L鼠淋巴结病和蛋白尿的发 生，虾青素虽然没有VA活性，但在延迟这些症状的显现却比β,胡萝卜素作用更为显著。 科学家研究了虾青素和β,胡萝卜素两种类胡萝卜素对小鼠淋巴细胞体外组织培养系统的免疫调节效应，结果表明类胡萝卜素的免疫调节作用与无VA活性无关，虾青素表现出更强的免疫调节作用。通过整体实验观察，他们还发现虾青素等类胡萝卜素均能显著促进胸腺依赖抗原(TD,Ag)刺激时的抗体产生，使分泌IgM和IgG的细胞数增加。补充虾青素可以部分恢复老年B小鼠对TD,Ag反应时的抗体产生，有助于恢复老龄动物的体液免疫。体外实验研究表明，虾青素还可显著促进B6小鼠脾细胞对TD,Ag反应中抗体的产生、提高，促进依赖于T专一抗原的体液免疫反应。同时由于虾青素有艳丽红色，并可与肌动蛋白非特异结合，将其加入水产饲料中，可以改善养殖鱼类的皮肤和肌肉色泽，增加鱼类的抗病能力。 番茄红素 番茄红素亦属四萜类化合物，在自然界中分布较窄，主要存在于番茄、西瓜、红色葡萄柚、木瓜及苦瓜籽、番石榴等植物果实中。由于番茄红素不具有维生素 VA原的作用，前些年人们对其研究较少。近年来研究表明，它是一种很有前途的功能性天然色素。番茄红素消除单线态氧的速率是目前常用抗氧化剂维生素E的 100倍，是β,胡萝卜色素的两倍，它能有效地预防前列腺癌，对于宫癌、肺癌细胞的抑制作用显著高于β,胡萝卜色素，对于预防和治疗心血管疾病、 动脉硬化和肿瘤以及增强免疫系统具有重要的意义。 越来越多的研究表明，多食水果和蔬菜可以降低患某些癌症的危险性。起初认为这是类胡萝卜素，特别是β,胡萝卜素所起的作用，然而，将β,胡萝卜素作为天然化学预防剂用于人群干预研究，在强化补充12年后被认为是不成功的。最近的一次干预实验，得到出乎预料的结果:发现比对照组更易患肺癌。在更为准确的食物组分数据的帮助下，认为β,胡萝卜素以外的类胡萝卜素起保护作用。以纯的β,胡萝卜素所进行的试验也表明它与受用者患皮肤癌、结肠癌甚至所有各种癌的可能性之间不存在相关性。若在流行病学研究中使用准确的食物成分数据，那么番茄红素很可能会越来越多地被确定为同其他类胡萝卜素一起与癌危险呈负相关、甚至是惟一与某些癌危险呈负相关的类胡萝卜素。 这些年来的研究表明，番茄红素可以防止前列腺癌、乳腺癌及消化道(包括结肠、直肠及胃)癌等的发生。在消化道癌发病率较高的北爱尔兰及意大利进行的对照试验表明，富含番茄红素的食物可以使该类肿癌的发病率降低40,,50,。日本人也发现血液中番茄红素浓度较高时，机体患胃癌的危险会大大降低。 有人对鼠2，7,甲基苯蒽酮(DMBA)所致乳腺癌模型的影响进行了研究，发现以番茄红素油树脂注射过的大鼠，其癌变的发病率明显低于对照组，即使是发生癌变的，其肿瘤也较对照组小得多。番茄红素表现出对癌症很强的保护作用，而与之对照的β,胡萝卜素则无此功能。 皮肤暴露在紫外线辐射中会导致皮肤灼伤、早衰并增加皮肤癌的患病率。紫外线照射会使得受照射部位单线态氧和自由基的产生量大大增加。最近研究发现，与对照相比紫外线照射可使皮肤中番茄红素浓度下降31,,46,，而皮肤中β,胡萝卜素的含量未见明显变化。 在西方富裕国家，前列腺癌是男性最易患的恶性肿瘤。一份食品消费情况问卷调查发现，摄入番茄红素的量增加却可以降低前列腺癌危险，其他学者的大量研究也取得了与此相似的结果。 玉米黄素 玉米黄素是一种利用价值较高的天然食用色素，从湿法制玉米淀粉副产品玉米蛋白粉中提取。它主要由玉米黄素(zeaxanthin，3，3’,二羟基,β,胡萝卜素)和隐黄素(cryptoxathin，3,羟基,β,胡萝卜素)组成。玉米黄素在体内也可转化为VA，具有保护视觉、上皮组织，提高机体免疫力的作用。玉米黄素能猝灭单线态氧，能间接减少晶状体蛋白的氧胁迫。饮食中玉米黄素的含量高时，发生湿性黄斑变性病的危险降低。 栀子黄色素 栀子黄色素是从茜草科栀子(gardenia，JcsminoidesEllis)的果实中提取得到的，主要成分为藏红花素，为自然界中罕见的水溶性酸类胡萝卜素，不溶于脂肪，在碱性和中性条件中，对光、热和金属离子稳定性好。栀子黄色素不仅是很好的着色剂，而且兼有镇静、止血、消炎、利尿、退热的药效，已广泛用于医药、日化、食品。其主要产品有中西药片剂、护发素、洗发香波、牙膏、棉花糖、巧克力、果冻 等。由于产品中所含栀子素配糖体有泻下作用，添加时应注意。 花青素(anthocyanidins) 花青素是广泛存在于植物界的一种色素，由花色苷元和糖组成，花色苷元基本结构为2,苯并吡喃，自然界常见的是它的氯化物。由于A环和B环取代基的数量和种 类不同构成了各种苷元，最常见的有天竺葵色素(pelargonidin)、矢车菊色素(cyani?din)、飞燕草色素(dephinidin)、矮 牵牛花色素(petunidin)、芍药色素(peonidin)、锦葵花色素(malvidn)等。近10年来研究发现多酚类中的花色苷具有强大的生理 功能，主要表现在如下几个方面: 1(抗氧化及清除自由基 科学家研究了山葡萄(主要成分锦葵色苷)、红芜菁(主要成分红蔓菁苷)及茄属(主要成分花翠苷)的抗氧化作用，发现花翠苷的活性最高，红蔓菁苷与锦葵色素苷的抗氧化活性差不多。 2(抑制人体内过氧化作用 人体内由于多种因素，能生成大量活性氧，从而使体内发生过氧化作用。大量研究表明，此过氧化作用与人的衰老及癌症等有关。 动物实验表明，在饲料中加入如花翠苷(na?sunin)之类的花色苷，能抑制动物肝脏硬化指数及脂质过氧化物(TBARS)的上升。花翠苷在体内显示出 较强的抗氧化及消除自由基的活性。 3(其他生理功能 越橘中含有花色苷具有明显提高视力的功能。通过给兔子静脉注射花青苷、花翠素、甲花翠素及锦葵花素的配糖体，在暗黑下的适应初期， 可促进兔子视紫质的再合成，于是推测花色 苷对视紫质的再合成体系具有活化作用，从而具有提高视力的功能。此外，越橘中含有的花色苷还有改善微循环、预防癌 症等生理作用。 黑米皮的提取物 黑色色素具有显著的延缓衰老作用，可以降低小鼠脑单胺氧化酶(MAO,B)活性，增加肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性和全血谷胱甘肽(GSH, PX)的活性。同时，可以使肝脏过氧化脂质(LPO)含量下降，皮肤和尾腱中羟脯氨酸含量提高。此外，经常感觉眼睛疲劳的患者每日摄入花色苷250mg， 能明显缓解眼睛的疲劳症状。 黑米、黑大豆、黑芝麻中提取的黑色素主要成分属花青素，同时含有大量的Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素，其含量为白米、黄大豆的数十倍，这对防止缺 铁性贫血，促进儿童智力发育，改善心血管功能具有重要作用。花生皮抽提液中的前花色素能抑制引起艾滋病的人类免疫缺乏I型病毒的细胞增殖，其功效虽较嗜酸 胸核苷和硫酸葡萄为弱，但对细胞毒性低，故可用作HIV抗活性剂，有关制剂在日本已申请专利。从翠菊花中得到的紫菀甙在化妆品中加入可提供较好的稠度和柔 滑感，且有祛臭、收敛的功效。从aroniamelanocarpa果实中抽提出的花色苷能抑制白鼠由盐酸,乙醇诱发的胃溃疡，还能抑制肺、肝脏、小肠中 的过氧化作用，期待其在临床上可作为胃保护材料。此外，红葡萄的花色苷在体内除了抑制LDL的过氧化外，还有延迟血小板凝集作用等功能。 原花青素(proanthocyanidins) 原花青素又称原花色素，是一类结构与花青素相似，味涩而无色 的化合物。原花青素在酸性条件下加热会转变为花青素而呈色。它们的基本结构单元常为黄烷, 3，4,二醇，通过4,8或4,6位缩合而形成二聚物、三聚物或多聚物。具有生物活性的多为二聚体，它有很强的捕捉自由基的作用。 有人最近发现葡萄提取物及所含有的原花色素(procyanidin)具有防治胃溃疡的生理功能，这是因为原花青素的低聚物具有清除自由基的抗氧化活 性，可使胃壁不受自由基引起的伤害，同时原花青素可与蛋白质紧密结合而具有保护胃壁的功效。它不仅可用作食用脂肪、油、化妆品的抗氧化剂，而且在抗变异原 性、抑制动脉硬化、胃溃疡、大肠癌、白内障及糖尿病并发症等也有疗效。在其广泛的应用中，最引人关注的是它可以抗菌消炎、治疗心血管疾病等。 姜黄色素 姜黄色素是从生姜科姜黄属植物的肉质地下根茎提取的黄色素。主要成分为姜黄素(curcuma)、脱甲氧基姜黄素(desmethoxycurcumin)和双脱甲氧基姜黄素 (bisdesmethoxycurcumin)。相对于其他天然色素，姜黄素具有稳定性 好、着色力强、色泽鲜亮等优点，广泛作为食品的着色剂作用。而在汉方中，姜黄一直作为药食两用的药材，具有破血行气，通经止痛等作用。此外，还用于治疗胸 肋刺痛、闭经、风湿肩臂疼痛、咽喉肿痛等。最近，许多文献相继报道了姜黄中姜黄素类物质的生理功能和作用机理。 在癌发初期把姜黄素涂于患癌皮肤的表面，发现它具有很强的抑 制皮肤癌作用。Rao等以AOM(azoxymethane)诱导的白鼠大肠癌为模型，确 证姜黄素具有很强的预防大肠癌的效果，证实经口摄取姜黄素类化合物也具有很强的防癌效果。佐藤利夫等把从姜黄中萃取出来的姜黄精放到两种被认为与癌细胞增 生有关的酶中，在37?的温度下使它们发生反应，结果证实，姜黄精比现在使用的抗癌药物能更好地抑制酶的活性。 研究人发现，姜黄素经口摄取后，在肠管部分的上皮细胞上吸收并转换为四氢姜黄素，四氢姜黄素显示比姜黄素更强的抗氧化性。因为四氢姜黄素捕捉自由基 后，自身又会降解成为2,甲氧基领羟基苯丙酸之类的化合物，而该化合物同样是很强的抗氧化物质，于是四氢姜黄素具有二重抗氧化防御机制。此外，研究表明姜 黄素的诱导体具有非常强的抑制某种氨基酸酶活性，该酶在氨基酸合成黑色素中起着重要作用，黑色素的过剩积蓄，是形成老年色斑的主要原因。 姜黄素所具有许多生理活性作用，特别是抗癌活性，是非常引人注目的，有望广泛地应用于新型抗癌和预防癌症的保健食品中。 黄酮类(flavonoids) 色素黄酮类化合物广泛分布于植物界，几乎绝大多数植物都能合成黄酮类。近年来，人们对黄酮类化合物的抗氧化功能和机理进行了比较深入的研究，证实该类化合 物是一种很强的活性氧自由基清除剂。抗氧化剂的主要功能有:(1)金属螯合剂和还原剂;(2)活性氧的清除剂;(3)终止自由基的连锁反应;(4)终止单 线态氧的形成;(5)抑制氧化反应中的脂氧化酶和NADPH氧化酸的作用，进而阻止 肿瘤的发生。 迄今已发现了2000多种黄酮类化合物，它们多数以甙的形式存在，少数以游离形式存在。黄酮类化合物泛指具有C6,C3,C6基本骨架的化合物，包括黄酮、黄酮醇、异共同酮、查尔酮及它们的二氢衍生物和黄烷醇等。主要有本犀草素、芦丁、橘皮色素等。 从花生壳中提取的水犀草素对H(Su?is病毒有很强的抑制作用，浓度在1:35000时可抑制葡萄球菌和枯草杆菌的生长，对卡他、白色念珠、变形杆 菌也有抑制作用。木犀草素有抗炎效能，与磷脂配伍可治疗皮肤炎。本犀草素在皮肤上的渗透力强，可抑制透明质酸酶的活性，与透明质酸同用能延长该物质的生理 活性，抑制和消除皮肤色斑。 以槐米为原料制得的芦丁，有抗氧、抗炎、抗口炎病毒作用，芦丁与柠檬烯以50:1配合对活性氧有良好的抑制作用，能强烈吸收紫外线，可用于防晒、增白、护发类化妆品。 从橘皮中提取的天然色素中含有维生素E和稀有元素Se，它们对防止癌细胞的生长，延迟细胞衰老增强人体免疫力均有很好的作用，是集着色与营养强化为一体的重要食品添加剂。 叶绿素及其衍生物 糊状叶绿素不仅是优良的着色剂，还可用来治疗肝炎、胃及十二指肠溃疡、肾炎、皮炎及白细胞减少症等，因此广泛应用于食品、医药和日化业。叶绿素能增进造血 机能及促进放射线损害机体的康复，外科上用于治疗灼伤、痔疮及子宫疾患等;能抑止葡萄球菌和链球菌 生长，对齿龈炎，口臭，中耳炎等有一定疗效;还能治疗 “荨麻疹”、“血崩”等。此外，作为医药原料可以生产“肝宝”、“胃甘绿”、“升血宝”及“胃仙U”等。 叶绿素的卟啉环与镁离子的螯合稳定性不好，可以用铜或锌置换镁，这样既可以增强色素的稳定性又具有较好的水溶性。叶绿素铜钠盐可用于食品、医药品及化妆品的着色，具有解热、止血等功能，可治疗传染性非黄疸型肝炎，还是良好的细胞复合剂。叶绿素锌作为人体补锌剂，具有增强人体免疫功能、促进儿童的生长发 育和提高智力方面有极为重要的作用。 红曲色素 红曲色素是以大米为原料，经红曲霉发酵而制成的一种天然色素，相传有上千年的历史，主要产于我国福建、浙江、广东等省，一般用于制酒，如福建的红曲酒、 台湾的江露酒都有健身功效。它还可用于食品着色，如红腐乳等。目前大量应用于火腿肠的着色，以减少肉制品中发色剂亚硝酸盐的用量。 红曲中含有抑制胆固醇产生的莫那克林K，那洛佛他丁。中国中医研究院进行的临床试验证实，红曲具有降脂、降糖和降压的功效。目前，我国已能生产出含洛 佛他丁0(4,以上的红曲，有的达到0(8,以上，称为功能红曲。据悉，美国已开始从中国进口功能红曲，作为食物补充剂推向市场。欧洲则以食品配料从中国 进口红曲，用于火腿肠生产。因此我国红曲包括红曲米和红曲米粉产品，已经崭露出极好的市场前景。 红曲色素中的橙色素具有活泼的羧基，易与氨基结合，不但可以治疗胺血症，而且可能是一种优良的防癌物质。 综上所述，天然色素绝大多数具有很强的生理功能。值得注意的是，真正作为增补和强化保健的色素添加到食品中的还为数不多，即使已经上市的产品，亦尚未 得到营养学家及药物医师的确证。人们已掌握的有关有效作用剂量、最适服用阶段以及药物动力学、作用机制、病症禁忌等的信息还不够充分，有关色素的功能及应 用仍需进一步的研究。但天然色素所表现出的优越生理功能，已为其开发及应用展现了光辉前景。 第十二章 结束语 有关天然色素的讲座到今天就全部结束了。感谢所有关心和参与本讲座的朋友，本讲座的内容罗列了常用天然色素性质和用途及理化指标,实际应用中可以作为《天然色素的速查手册》,需要更多和更深入的了解天然色素的知识和技术，欢迎到《天然色素技术论坛》来交流和探讨，当然啦，在我们食品论坛里也可以经常看到我的身影。最后请伙伴们记住我的mail:aingw@126.com ，产品着色有疑难，我们可以共同交流和探讨，不管您是应用厂家还是着色剂行业的，请随时与我联系，只要是我懂的，我愿意帮助您。