食用天然色素的應(yīng)用和發(fā)展趨勢
發(fā)布時間：
2023-03-31 16:20
目前食用色素大體分為兩類：一類是人工化學(xué)食用合成色素，這類色素大部分屬偶氮類型化合物，對人體有一定的毒副作用；另一類是來源于天然植物的根、莖、葉、花、果實和動物、微生物等的可食用色素，稱為食用天然色素。
食用天然色素的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
從添加量來看，食用色素在食品中占的比例很小，一般為產(chǎn)品的千分之幾、萬分之幾甚至是十幾萬分之幾。但是在其他產(chǎn)品中的作用以及在食品中的應(yīng)用范圍是其他任何產(chǎn)品添加劑所不可比擬的。1979年美國的Eskin.N.A.W教授在進(jìn)行色澤、香氣和結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品影響的測評后指出：食用色素雖然用量甚微，但在食品總的質(zhì)量評價指標(biāo)中，色澤評分約占45%，這從理論上支持了人們延續(xù)幾百年來對食品的最直接、最傳統(tǒng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)就是：衡量一個產(chǎn)品好壞，首先看它的色、香、味，而色澤又是第一位的。從實踐看，正是有了赤、橙、黃、綠、紫各種色澤的食用色素才構(gòu)成了目前市場上五彩繽紛的食品，同時也豐富了絢麗多彩的社會生活?？梢詳嘌?，隨著人類社會的進(jìn)步和人們物質(zhì)生活水平的提高，以及人們對自身健康的渴望和追求，食用天然色素的品種和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩鄶U大，質(zhì)量和對人體的功能性作用將會不斷加強，食用天然色素產(chǎn)品將長青不衰，前景廣闊。
1天然色素的歷史沿革
可以說，對色澤的利用是人類進(jìn)步的標(biāo)志之一，當(dāng)人類脫離原始社會，對美感有了需求渴望時，便有了利用色素的實踐。例如在明朝，宮廷中和民間的一些時髦婦女利用紫草屬植物的根皮染指甲進(jìn)行裝飾已是很普遍的現(xiàn)象；還有用紅高粱的殼染制手織的大白布，做新娘的嫁衣、被褥等等也是普及面很廣的一種方法；還有將紅米或一些有色植物的葉或汁添加到菜肴和飯食中。隨著社會的進(jìn)步，使用天然色素的方法在食品業(yè)和化妝品行業(yè)中逐漸普及，使用技術(shù)逐步提高，天然色素逐漸成為美化生活不可缺少的一部分。這種情況一直持續(xù)到19世紀(jì)中期社會上出現(xiàn)人工合成色素為止。
在1856年，英國的W.H.Perkins教授發(fā)明了************個合成有機色素“苯胺紫”以后，隨著飛速發(fā)展的工業(yè)化生產(chǎn)，許多有機色素被相繼合成。由于這類合成色素的色澤鮮艷，著色力強，穩(wěn)定性好，品質(zhì)均一，易于溶解和復(fù)配拼色以及工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)使成本大大降低等一系列優(yōu)點，使之很快取代了天然色素，在食品等行業(yè)中得到普遍應(yīng)用。品種很快就達(dá)到百余種，產(chǎn)量也在不斷增加。據(jù)有關(guān)材料統(tǒng)計，當(dāng)時歐亞和北美一些國家合成有機色素的年增長速度在2%以上，而南美、亞洲和非洲某些國家的年增長率超過7%，以食品工業(yè)較發(fā)達(dá)的美國為例，1982年產(chǎn)量高達(dá)2000余噸。這種增長大約持續(xù)了100余年?？梢哉f自1856年P(guān)erkins教授發(fā)明了第一個合成有機色素后的100余年，是合成色素飛速發(fā)展的時期，也是食品行業(yè)從小到大飛速發(fā)展的時期。在這個時期工業(yè)化生產(chǎn)的合成色素基本取代了天然色素。
進(jìn)入20世紀(jì)后，隨著毒理學(xué)和分析化學(xué)的不斷發(fā)展，人類逐漸了解了合成色素進(jìn)入人體后的轉(zhuǎn)化機理，認(rèn)識到多數(shù)的合成色素品種對人體有較為嚴(yán)重的慢性病毒和致畸致癌性，并開始對合成色素重新進(jìn)行毒理學(xué)和遺傳學(xué)的研究。世界各國都投入了巨大的人力財力，并制定了相關(guān)條例和法規(guī)，以嚴(yán)格限制尚待摸清其安全性的合成色素品種。
突出的例子：美國在一系列法規(guī)條例陸續(xù)頒布以后，1958年又增加了一項修正案，指出，當(dāng)一種食品添加劑，無論以多大劑量使用時，只要發(fā)現(xiàn)使實驗動物致癌，則這種添加劑就被禁止使用。1969年當(dāng)時的美國總統(tǒng)曾下令對使用的添加劑進(jìn)行50年的文獻(xiàn)回顧，并由科學(xué)院進(jìn)行統(tǒng)計調(diào)查，要得出每人每天食入的每種添加劑的量。到目前為止，這項工作還在進(jìn)行，僅此就耗資9000多萬美金，同時要求某些品種在未作出毒理試驗前停用的決定。
日本在嚴(yán)格限制使用品種和使用量的基礎(chǔ)上，1974年開始對30余種食品添加劑進(jìn)行了慢性毒性試驗，肯定致癌試驗陽性的有關(guān)品種一律禁止使用。同時為了增加食品添加劑的安全性，日本國立衛(wèi)生試驗所耗資1250萬美金，與1978年建成了具有世界水平的最現(xiàn)代化設(shè)備的安全性生物試驗研究中心，建筑面積7221㎡，動物房絕對保持無菌狀態(tài)，溫度、濕度、換氣全部由電子計算機控制，毒性試驗用大鼠、小鼠同時進(jìn)行，先做亞急性試驗，以最大無作用量的1/2-1/4作慢性實驗劑量。
我國也于 1958 年由中國科學(xué)院上海生化研究所對人工合成色素的奶油黃進(jìn)行了毒理性試驗，發(fā)現(xiàn)其對小鼠致癌。1959年由國家科委領(lǐng)導(dǎo)對各城市生產(chǎn)、庫存、銷售和使用的人工合成色素進(jìn)行了調(diào)查，對懷疑有毒性或化學(xué)結(jié)構(gòu)不明的人工合成色素立即通知銷毀或移作他用。1960年和1989年我國對正在使用人工合成色素從品種到使用量重新進(jìn)行了兩次嚴(yán)格的審定。
歐洲的丹麥、挪威、英國、法國以及非洲和亞洲一些國家，對合成色素的使用都相繼制定一系列限用和禁用的法律法規(guī)。
FAO/WHO食品添加劑專門委員會，相繼召開了數(shù)次食品添加劑聯(lián)合專家委員會對食品添加劑，尤其是合成色素進(jìn)行逐個品種的重新審議和論證。
由于人類對合成色素安全性的深入研究，發(fā)現(xiàn)很多合成色素對人體有毒害，有的品種在人體內(nèi)可形成致癌物質(zhì)，因此，世界各國和世界衛(wèi)生組織制定頒布了一系列法規(guī)和條例，使不少有毒害的合成品種相繼從各國許可使用的黑名單中被刪除?，F(xiàn)在的食用合成色素品種已為數(shù)有限，例如：在世界各國使用合成色素最多時，品種多達(dá)100余種，而現(xiàn)在美國僅剩7種、中國8種、英國22種、日本12種、捷克10種，瑞典、芬蘭、挪威、印度、丹麥、法國等早已禁用重氮類色素，其中挪威等一些國家已經(jīng)完全禁止使用任何化學(xué)合成色素。
在此形勢下，尤其是自從美國1976年禁止使用合成色素莧菜紅之后，世界各國開始重視天然色素和無毒無害食品添加劑的開發(fā)與應(yīng)用，并很快掀起了研制開發(fā)天然色素的高潮。
隨著人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，使用了百余年的人工合成色素正在或?qū)⒅鸩奖蝗∽灾参?、動物、微生物的食用天然色素所取代?/p>
2食用天然色素的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
隨著人們崇尚天然、追求健康和安全第一的心理要求，以及中國進(jìn)入 WTO 所面臨全球化經(jīng)濟的需要，食用天然色素的發(fā)展更加迅速，據(jù)資料統(tǒng)計，1971-1981年世界公開發(fā)表的食用色素專利為126個，其中87.5%是食用天然色素。
2.1 用量劇增
日本1995年食用天然色素的用量達(dá)23604t，食用合成色素僅186t，日本目前有45家工廠生產(chǎn)食用天然色素。美國1976年食用天然色素的使用量為4500多t，是化學(xué)合成色素的5倍。而中國1996年合成色素的產(chǎn)量約為800t，而食用天然色素的產(chǎn)量約達(dá)10000萬t，目前我國生產(chǎn)食用天然色素的工廠百余家。
2.2 品種多樣
目前國際上已經(jīng)開發(fā)的食用天然色素共有100余種。中國正式批準(zhǔn)的（1998）共47種，日本列為允許使用的共約102種，歐共體13種，英國26種。
2.3 產(chǎn)值猛增
全世界食用色素的總金額約為13.4億美元，其中合成色素約4億美元，天然色素約9.4億美元。近年來合成色素的增長量不大，而食用天然色素約以每年4%的速度遞增。
2.4 原料豐富
提取食用天然色素的原料多為植物性原料，主要包括：（1）從人工種植的植物提取食用天然色素，如辣椒紅色素、蘿卜紅色素、甜菜紅色素、姜黃色素、紅花色素、黑米色素和紅米色素等；（2）從農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物或廢棄物提取食用天然色素，如高粱紅色素、β-胡蘿卜色素、紫玉米色素、玉米黃色素、葡萄皮色素、橘皮色素、花生內(nèi)衣色素、紫草紅色素、植物炭黑色素和煙熏色素等；（3）從野外植物和野漿果類提取使用天然色素，如越桔紅色素、黑加侖色素、烏飯樹果色素、藍(lán)腚果色素、桑葚色素、沙棘黃色素、茜草色素、黑櫻桃色素、楓葉黑色素和萬壽菊色素等。上述資源在我國取之不盡，用之不完，如能科學(xué)合理的應(yīng)用，不但可以大大降低食用天然色素的成本，增加經(jīng)濟收入，同時對國家農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整都將具有潛在的意義。
2.5 有益健康
天然色素大多為花青素類、黃酮類、胡蘿卜類化合物，因此，食用天然色素不但無毒無害，而且很多食用天然色素含有人體必須的營養(yǎng)物質(zhì)，或本身就是維生素或具有維生素性質(zhì)的物質(zhì)。還有一些天然色素具有一定的藥理功能，對某些疾病有預(yù)防和治療作用。因此，食用天然色素不但具有著色作用，而且具有增強人體功能、保健防病等功效。
2.6 研究動態(tài)
食用天然色素原料資源廣泛，色調(diào)五光十色，如何選擇那些資源豐富、成本低廉、色素穩(wěn)定、色調(diào)艷麗、無毒無害、市場需求的品種，是科研人員最迫切的任務(wù)。如利用新的資源提取新的品種，針對現(xiàn)有天然色素對光、熱、PH、金屬離子穩(wěn)定性的研究，提取工藝和方法的研究。
在十幾年前，全世界僅有美國可口可樂公司擁有商品性的天然β-胡蘿卜素的水溶品的國際專利技術(shù)，而且售價幾萬人民幣/kg，而近幾年我國已利用發(fā)酵法生產(chǎn)出了β-胡蘿卜素，含量為90%，售價為1.1萬元/kg。最近，常州市富思生物科技有限公司又從棗皮中成功地提取了棗紅色素，這是食用天然色素研究的一大突破。
盡管食用天然色素在若干年的發(fā)展中經(jīng)歷了曲曲折折的歷程，盡管它本身至今仍有一定的不足，但是，在人們渴求健康和回歸自然的呼聲中，食用天然色素的開發(fā)與應(yīng)用必將會有更震撼的回應(yīng)。
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