天然食用色素和功能

《中国食品添加剂》 China Food Additives 2002 NO．5 天然食用色素和功能 尤新 (中国食品添加剂协会 ， 北京 100088) 摘要 ：天然食用色素主要从 自然界各种植物 中提取 ，其 中很多品种 ，均具有生理活性 。相对合成着色剂而言，更加安全 无毒 ，是 国际上竞相开发的重点。近十年来 ，我国经国家主管部门批准使用 的天然着色剂 品种 ，从 20多种增加到 40多种。 是 目前世界上批准天然着色剂最多的国家。 关键词 ：天然 ，食用色素，功能 ，生理活性 Natural Food Pigment and its Function You Xin (China Food Additive Association，Beijing 100088) Abstract：Natm~Food Pigment is mainly extracted from the plant．Many of them have physiological activities．In recent ten years， the varieties of m tural food pigm ent approved by the government had increased from twenty to over forty．Relatively．Natm~ Food Pigm ent is even more safe than synthetic dyestuff 8o that it becomes the important additive developd in the world． Key words：Natm~，Food pigment，Function．Physiological activity 天然食用色素主要从 自然界各种植物中提取 ， 其中很多品种 ，均具有生理活性 。相对合成着色剂 而言 ，更加安全无毒。是国际上竞相开发 的重点。 近十多年来 ，我国经国家主管部门批准使用的天然 着色剂品种 ，从 20多种增加到 40多种。即叶绿素 铜钠盐、B一胡萝 卜素、诱惑红、甜菜红、姜黄、红花 黄、紫胶红、越菊红、辣椒红、辣椒橙 、焦糖、红米红、 栀子黄、菊花黄、黑豆红、高梁红、玉米黄、萝 卜红 、 可可壳色、红曲米、红曲红、落葵红、黑加仑红、栀子 蓝、沙棘黄、玫瑰茄红、橡壳棕、多穗壳棕、桑椹红 、 天然苋莱红、金樱子棕 、姜黄素、酸枣色、花生衣红 、 葡萄皮红、蓝绽果红、藻蓝、植物炭黑、密蒙黄、紫草 红、茶黄色、茶绿色 柑桔黄等。是 目前世界上批准 天然着色剂最多的国家。 天然着色剂(包括食用和非食用 )按其功效成 份分类 ，主要的有 ：1．类胡萝 卜素类色素；2．黄酮类 色素 ；3．花青苷类色素 ；4．叶绿素类色素 ，5．其他类 如甜菜红、紫草红、姜胶红、姜黄、红曲、蓝藻等。 l 类胡萝 I、素色素： 类胡萝 卜素常和叶绿素共存于植物的叶子和 果实中，目前已发现有几百种。按其化学结构和溶 解性 ，又可分为两类 。 a 胡萝 卜素类 (carotenes)：系共轭烯烃 ，易溶 于石油醚，如 B一胡萝 卜素(C40H56)存在于胡萝 卜．、 水果蔬菜及盐藻中；番茄红素(Lycopene)(c4oH56) 存在于番茄、西瓜 、杏等水果中。 b 叶黄素类(xanthophylls)：系共轭多烯烃的 含氧衍 生物 ，易溶于 乙醇 ，主要 品种有玉米 黄素 (zeaxanthin)HC40 H5602存在于玉米、辣椒、桃、柑 桔、蘑菇中；隐黄素(crytoxanthin)c4oH56O存在于 番木瓜、南瓜 、黄 玉米 中；辣椒红 (capsanthin)c4o H5603存在 于辣椒中；叶黄素(1utein)存在于万寿 菊属植物金盏花(亦称万寿菊 tagetse erecta)；胭脂 树橙 ，存于胭脂树 中；栀子黄 ，存在于栀子果实 ；藏 红(藏花素)存在于藏花属及栀子属的花中。 类胡萝 卜素包括 8一胡萝 卜素和叶黄素类 ，均 1 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2002 No．5 是国际公认的具有生理活性的功能性抗氧剂 ，是单 线态氧的有效淬灭剂 ，能消除羟基 自由基，在细胞 中与细胞膜中脂类相结合 ，有效抑制脂质氧化。防 止 LDL的氧化 ，从而降低心血管疾病 的发病率。 研究表明，较多地摄人类胡萝 卜素能减少老年性前 列腺症和老年性视 网膜黄斑变性。天然胡萝 卜素 巳为卫生部批准作抗辐射保健食品。据美国流行 病研究表明：富含叶黄素和玉米黄素的饮食，能降 低老年性视网膜黄斑变性和白内障的危险性 。 2 黄酮类色素 ： 黄酮类广泛存在于植物界，包括各种衍生物 ， 已发现有数千种。在 自然界以单体黄酮存在极少 见。这在我国长白山报春植物叶表面被发现 ，一种 淡黄色粉末 ，是黄酮。黄酮类泛指两个芳环(左和 右)，通过三碳键相互连接 (成中间环)而成的一系 列化合物 。其左和右之间的中间环 ，可以是开环 ， 也可以是闭环。主要在 中间环的变化产生各类黄 酮。各种黄酮分类大致可分为黄酮类 flavones，黄 酮醇类 flavonols，黄烷酮类 flavanones，双氢黄酮醇 flavanonls，查 尔 酮 类 chalcones，异 黄 酮 类 isoflavones，噢 黄 类 aurones，异 黄 烷 酮 类 isofla— vanones，黄烷类 flavanes，黄烷醇类 flavanols，双氢 查尔酮类 dihydrochalcones，双黄酮类 biflavones黄 酮类化合物因连接有发色基团而呈色，从淡黄色， 黄色，至桔红不等。一般查尔酮呈黄色，噢黄呈黄 至桔红色，黄酮醇有游离羟基时呈淡黄色。有的则 不呈色如异黄酮、双氢黄酮。不同种类的黄酮存在 于不同科、目、属 、种的植物中。在植物的不同器官 如皮、根 、花中，存在的黄酮也不一样 。 主要常见 的黄酮类色素例举如下 ：a．芸香苷 rutin淡黄结晶，有报导芸香苷对 AGE(体内蛋 白质 糖基化反应终产物)有抑制作用。而 AGE是糖尿 病的发病因素。因此类黄酮芸香苷 ，有可能成为预 防糖尿病的保健品，存在于烟叶、茶叶、无花果等植 物中；b．槲皮素 quercetin黄色结晶，中药常用于利 尿消炎，存在于苹果、梨 、柑桔、啤酒花、玉米、洋葱 中．c_C山奈酚 kaempferol黄色结晶，存在于苦楝、草 棉、连香树。d．金丝桃苷 hypefin存在于大果山楂 的花和种子和越桔、熊果、胡桃叶中，具有降低胆固 醇和防止胆固醇在血管 中沉积的作用；e．红花苷 carthamin，中药常用于活血通经，存在于红花的黄 2 色素 ，开花初期为淡黄色(新红花苷)，中期呈深黄 色(红花苷)，后期呈红色和深红色(红花醌苷)。 近年来经国内外大量研究结果表明：黄酮类具 有抗氧化，消除 自由基，抗脂质过氧化活性 ，预防心 血管疾病以及抗菌 ，抗病毒 ，抗过敏等功效 。是当 今国内外从天然物中提取功能性添加剂和配料的 研发热点。 3 花青苷类色素： 又称花色素，存在于植物的花、叶、果中。由糖 苷配基和糖组成。一般情况下为水溶性，但受 PH 影响会变色 ，酸性呈红色 ，碱性呈兰色。对光、温 度、氧均敏感。主要的花青苷色素有 ：a．葡萄皮红 ， 含锦葵花素 一3一葡萄糖苷，芍药素、花青素配糖体 呈红至紫红色。从压榨葡萄汁的残留物葡萄皮中 提取。有较好的抗氧化功能 ，有益于预防冠心病和 动脉硬化。b．红甘兰色素，含瑰甘兰素 ，呈紫红色。 存在于红甘兰叶表皮。主要成份为矢车菊苷 。欧 盟及美国均列入食品添加剂名单 。据报导 ，甘兰还 富含叶黄素和玉米黄素达 39．6mg／lOOg。e．紫苏 色素，主要成份为紫苏素 C36 H29O15和紫苏宁 c46 H28O2。等 ，在酸性 中呈紫红色。对光和热较稳定。 从我国食药两用的紫苏提取。有解毒、散寒 、行气 和胃的功效。国内传统用于调料。 4 叶绿素(卟啉类色素 )： 叶绿素是 由叶绿酸、叶绿醇和 甲醇三部分组 成，广泛存在于高等植物的叶、果和藻类 中，和蛋 白 质形成叶绿体。由于叶绿素单体不稳定 ，食品添加 剂叶绿素是其衍生物铜钠盐。一般可从蚕粪 中用 溶剂提取。具有补血 ，促进造血 ，活化细胞 ，抗菌消 炎等功效。近年又发现叶绿素有抑制癌细胞生成 的作用。 5 其他类色素： 其中如姜黄、红曲米、红曲红、花生衣红 、藻蓝、 紫草红等品种。均有研究证 明它们具有促进 健康的功能。有些用量有一定限制，有些基本无 毒 ，可按使用需要适量添加。 a．红曲 red kojic rice：是我 国传统产 品，古代 “天工开物”，“本草纲目”均有记载。用于红曲酒和 红腐乳。我国 GB2760—1996规定可在食品中按 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2002 No．5 生产需要适量使用。由于发现了红曲中含有降血 8旨因子莫那克林 k，(monacolin K)和洛佛他丁(1o— vastatin)同一性质的物质。国内近年加 强了研究 力度，使红曲洛佛他丁含量提高到 0．4—0．8％，并 以食物补充剂出口到美国。在红 曲降血压功能因 子 -／一氨基丁酸方面，研究亦有一定进展。在红曲 生产技术方面，除传统的固态发酵外，深层发酵亦 实现工业化，并开展 了色素多糖和菌丝体多方面综 合利用的研究。 b．姜黄色素 cHrcHmiFI，turmeric yellow：是姜 科植物姜黄的提取物 ，是一种多酚类物质。主要产 区在亚热带。姜黄色素的主要成份为姜黄素。有 辛辣味，呈鲜艳的黄色 ，着色力极强。传统是咖哩 粉配料。国际规定姜黄的 ADI值为 0—2．5mg／ ，姜黄素为 0—0．1rng／kg。我国 GB2760—1996 规定姜黄可按生产需要适量使用 ，但 姜黄素为 0． Olk&g。姜黄在我 国一直为食药两用，具破血行 气，通经止痛，在中药使用。1997年由于 El本东京 都医大和美国新泽西州大学癌症研究所 ，共同发现 姜黄素有较强的抑制皮肤癌作用 ，引起国内外有关 方面的注意。此外姜黄素还具有消除自由基，抗炎 症和抑制毒素形成的作用。过去我国只能生产纯 度不超过 30％的姜黄油树脂 ，现今通过高新分离 技术，可以生产姜黄粉、姜黄素、水溶性和油溶性系 列产品，纯度可达 90％以上。 c．紫草红 gromwell red(alkanet)：含紫草素，系 萘醌类色素。纯品为紫红色结晶，从传统中草药紫 草根提取。在酸性中呈紫红色 ，碱性中呈兰色。我 国GB2760—1996规定最大使用量为 0．1g／kg。紫 草在中草药中使用 ，具有抗菌、消炎 、促进肉芽生长 的作用。最近广州美晨药业有限公 司开发成紫草 为原料的“口疮泰”软胶囊 。适用于 口腔溃疡 ，有清 热解毒 ，消炎止疼 ，收敛生肌之功效。 总之，天然食用色素很多具有防病抗病的生理 功能。我国有丰富的多样化的植物资源 ，很多植物 的花、叶、果、皮均含有类胡萝 卜素、黄酮类、花青苷 等多种功能成份，有些植物在古籍书中曾有记载，具 有某些功能。例如我国浙江和贵州等地有一种乌饭 树 ，多少年来 ，民间将其树叶捣成汁，然后用汁将大 米染成黑色 ，制取糕团，作为节 日的点心 ，用以供奉 和送礼。古藉记载，乌饭树叶有止咳、强筋 、明目、润 肤色的功效。近代研究证明，乌饭树汁含有槲皮素、 花青苷、黄酮类、微量元素等功效成份。卫生部批准 有几十种食药两用的草药 ，可供开发天然色素选择 ， 有些已经列入了卫生部批准的保健食品 目录。相信 随着毒理学研究的进展 ，功能性天然色素的品种会 愈来愈多，在食品中的应用会更加广泛。 参考文献 1．食品添加剂手册 ．中国食品添加剂生产应用工业协会编著． 中国轻工业 出版社，1999年 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