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。可以斷言，隨著人類社會的進步和人們物質(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)達的美國為例，1982年產(chǎn)量高達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入人體后的轉(zhuǎn)化機理，認識到多數(shù)的合成色素品種對人體有較為嚴重的慢性病毒和致畸致癌性，并開始對合成色素重新進行毒理學(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行50年的文獻回顧，并由科學(xué)院進行統(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行了兩次嚴格的審定。
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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