天然着色剂大部分取自植物（如各种花青素、类胡萝卜素），部分取自动物（如胭脂虫红）和矿物（如二氧化钛）。国际上已开发的天然着色剂已达100种以上。
对于天然着色剂的安全性人们也给予过考虑。除个别色素如藤黄有毒外，天然着色剂本身基本上是无毒的。其安全性主要是受霉变、溶剂残存和其他污染影响。日本对天然色素不加限制，可自由使用。
大部分天然着色剂稳定性差、染着力不强、生产成本高、不易调色、应用面小，因此在使用中效果比不上合成着色剂。常用天然着色剂的性质见表5—5。
食品天然着色剂的发展方向是开发性能佳、稳定的天然着色剂品种和对资源丰富的天然着色剂进行稳定改性，以提高其性能，从而达到既符合安全性要求，又满足食品工业发展需要的目的。
表5—5 常用天然着色剂的性质
1.甜菜红
甜菜红又称甜菜根红。它是用食用红甜菜根制取的一种天然着色剂。
（1）性状 甜菜红为红色至深紫色液体、块或粉末，或糊状物。有异臭。易溶于水、牛乳，难溶于醋酸，不溶于乙醇、油脂。中性至酸性范围内呈红紫色。碱性条件下呈黄色。于60℃加热30min，褪色较严重。不因氧化而褪色、变色。可因光照而略褪色。铁、铜离子含量多时会发生褐变。紫外线促进光劣化。添加抗氧化剂如L—抗坏血酸可防止光劣化。
（2）性能 甜菜红对食品染着性好，较稳定。且由于绝大多数食品的pH都为酸性，而其颜色在此pH范围内不发生变化。在生产低水分活性的食品时，使用甜菜红可收到满意的染着和色泽持久的效果。
（3）毒性 ADI不作限制规定。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，甜菜红可在各类食品中按生产需要适量使用。
2.辣椒红
辣椒红又称辣椒色素。可用溶剂萃取辣椒植物的果实，再分离，经减压浓缩得辣椒色素。
（1）性状 一般辣椒红为具有特殊气味的深红色黏性油状液体。几乎不溶于水，溶于大多数非挥发性油，部分溶于乙醇。耐热性较好。铁、铜、钴等离子促使其褪色，遇铅离子形成沉淀。
（2）性能 辣椒红油溶性好，乳化分散性、耐热性及耐酸性较好，应用于经高温处理的肉类食品有良好的着色效果。
（3）毒性 ADI未作规定。LD50≥75g/kg体重（大鼠，经口）。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，辣椒色素的使用范围和最大使用量（g/kg）为：调理肉制品（生肉添加调理料）0.1；糕点0.9；焙烤食品馅料及表面用挂浆1.0；冷冻米面制品2.0。冷冻饮品（食用冰除外）、腌渍的蔬菜、熟制坚果与籽类（仅限油炸坚果与籽类）、可可制品、巧克力和巧克力制品，包括代可可脂巧克力及制品、糖果、面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉、方便米面制品、粮食制品馅料、糕点上彩装、饼干、腌腊肉制品类（如：咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠）、熟肉制品、冷冻鱼糜制品（包括鱼丸等）、调味品（盐及代盐制品除外）、果蔬汁（浆）类饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、蛋白饮料类（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、果冻（如用于果冻粉，按冲调倍数增加使用量）、膨化食品，按生产需要适量使用。
辣椒色素广泛代油溶性焦油着色剂使用。
3.葡萄皮色素
葡萄皮色素又称为葡萄皮红。由制造葡萄酒或葡萄汁的皮渣，除去种子，用酸性乙醇或酸性水溶液萃取果皮，萃取液经精制、真空浓缩而得。
（1）性状 葡萄皮色素为红至暗紫色液状、块状、粉末状或糊状物质，稍臭；溶于水、乙醇，不溶于油脂；铁离子存在下呈暗紫色。耐热性不强，抗坏血酸可提高其耐光性。
（2）性能 葡萄皮色素色调随pH变化，在pH低于3.5的水溶液中呈稳定的玫瑰红色，pH4～5呈淡紫红色，pH高于6时色调转蓝，并随着pH升高而加深。在酸性乙醇液中呈清亮玫瑰红色。染色性不强，聚磷酸盐能使色调稳定；遇蛋白质色调变蓝。因此，该色素适宜用于染着酸性饮料或果酒。
（3）毒性 ADI为0～25mg/kg体重。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，葡萄皮红的使用范围和最大使用量（g/kg）为：冷冻饮品（食用冰除外）、配制酒1.0；果酱1.5；糖果、焙烤食品2.0；饮料类（包装饮用水除外，固体饮料按照稀释倍数增加使用）2.5。
4.β—胡萝卜素
β—胡萝卜素是胡萝卜素中一种最普通的异构体。胡萝卜素以胡萝卜、辣椒、南瓜等蔬菜含量较多，水果、谷类、蛋黄中也存在。它有三种异构体：α—胡萝卜素、β—胡萝卜素、γ—胡萝卜素，其中以β—胡萝卜素最重要，其相对分子质量为536.88。
（1）性状 β—胡萝卜素为紫红色或暗红色晶体粉末；不溶于水；微溶于乙醇、食用油。在弱碱性时比较稳定，酸性时则不稳定。受光、热、空气影响后色泽变淡。遇重金属离子，特别是铁离子则褪色。
（2）性能 β—胡萝卜素呈黄色至橙色色调，低浓度时呈橙黄色至黄色，高浓度时呈橙红色。它为油溶性色素，对油脂性食品着色性能良好。
（3）毒性 ADI无特殊规定，一般公认安全。LD508g/kg体重（油溶液，狗，经口）。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，β—胡萝卜素的使用范围和最大使用量（g/kg）为：稀奶油（淡奶油）及其类似品、熟肉制品0.02；调味糖浆0.05；其他油脂或油脂制品（仅限植脂末）0.065；装饰性果蔬、可可制品、巧克力和巧克力制品，包括代可可脂巧克力及制品、焙烤食品馅料及表面用挂浆、膨化食品0.1；腌渍的蔬菜、腌渍的食用菌和藻类、0.132；其他蛋制品0.15；发酵的水果制品、干制蔬菜、蔬菜罐头、食用菌和藻类罐头0.2；即食谷物包括碾轧燕麦（片）0.4；糖果、水产品罐头、0.5；非熟化干酪、蒸馏酒、发酵酒（葡萄酒除外）0.6；调制乳、风味发酵乳、调制乳粉和调制奶油粉、熟化干酪、再制干酪、干酪类似品、以乳为主要原料的即食风味食品或其预制产品（不包括冰淇淋和风味发酵乳）、水油状脂肪乳化制品、混合和调味的脂肪乳化制品、脂肪类甜品、冷冻饮品（食用冰除外）、醋、油或盐渍水果、水果罐头、果酱、水果甜品（包括果味液体甜品）、蔬菜泥（酱，番茄沙司除外）、其他加工蔬菜、其他加工食用菌和藻类、加工坚果与籽类、面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉、油炸面制品、杂粮罐头、方便米面制品、冷冻米面制品、谷类和淀粉类甜品（如米布丁、木薯布丁）、粮食制品馅料、焙烤食品、冷冻鱼糜制品（包括鱼丸等）、预制水产品（半成品）、熟制水产品（可直接食用）、蛋制品（改变其物理性状）、植物饮料、果冻（如用于果冻粉，按冲调倍数增加使用量）1.0；固体复合调味料、半固体复合调味料、液体复合调味料、果蔬汁（浆）饮料、蛋白饮料类、碳酸饮料、茶（类）饮料、咖啡（类）饮料、特殊用途饮料、风味饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）2.0；肉制品的可食用动物肠衣、5.0；糖果和巧克力制品包衣、装饰水果（如工艺造型，）、顶饰（非水果材料）和甜汁20.0。
5.栀子黄
栀子黄也称藏花素、黄栀子。由栀子果实、香椿属植物的花、毛蕊花属植物的花、藏红花的花等制取的一种食用天然黄色素。将栀子果实等粉碎成粉末，用水或乙醇浸出成黄色液体，然后浓缩、干燥而成。
（1）性状 栀子黄为红棕色针状晶体。微臭。易溶于热水成橙色溶液。微溶于无水乙醇；不溶于油脂。水溶液呈黄色。耐光、耐热性在中性或碱性时佳，酸性时差。遇铁变黑。(www.xing528.com)
（2）性能 栀子黄在碱性环境下黄色色调鲜明，对蛋白质的染色性比对淀粉佳，pH4～10对亲水性食品具有良好的染着力。
（3）毒性 LD50为27g/kg体重（大鼠，经口），是我国传统中药材。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，栀子黄色素的使用范围和最大使用量（g/kg）为：冷冻饮品（食用冰除外）、蜜饯类、坚果与籽类罐头、可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）以及糖果、生干面制品、果蔬汁（浆）类饮料、风味饮料（仅限果味饮料）、配制酒、果冻（如用于果冻粉，按冲调倍数增加使用量）、膨化食品0.3；糕点0.9；生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮、烧卖皮）、焙烤食品馅料及表面用挂浆1.0；人造黄油（人造奶油）及其类似制品（如黄油和人造黄油混合品）、腌渍的蔬菜、熟制坚果与籽类（仅限油炸坚果与籽类）、方便米面制品、粮食制品馅料、饼干、熟肉制品（仅限禽肉熟制品）、调味品（盐及代盐制品除外）、固体饮料1.5。
6.可可（壳）色素
可可（壳）色素又称可可豆色素。由可可豆经发酵、焙炒的黄酮类物。
（1）性状可可色素为巧克力色粉末，无臭，无异味。易溶于水。在pH7左右稳定，pH大于5.5时红色色调较强，pH小于5.5时黄橙色色调较强，但巧克力本色不变。耐热性、耐光性、耐氧化性均好。但耐还原性差，遇还原剂易褪色。
（2）性能 可可色素对淀粉、蛋白质着色性能良好，有良好的抗氧化性。
（3）毒性 LD50≥10g/kg体重（大鼠，经口）。安全。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，可可色素的使用范围和最大使用量（g/kg）为：冷冻饮品（食用冰除外）、饼干0.04；植物蛋白饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）0.25；面包0.5；糕点0.9；焙烤食品馅料及表面用挂浆、配制酒1.0；碳酸饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）2.0；可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）以及糖果、糕点上彩装3.0。
7.焦糖色
焦糖色又名酱色，是我国产量最大的天然着色剂。
焦糖可由不同方法进行生产，可用蔗糖、转化糖、乳糖、麦芽糖浆、糖蜜、淀粉的水解物和各水解组分为原料，常用的是蔗糖和以葡萄糖为主的淀粉水解产物。将糖在160～200℃加热约3h，使其焦糖化，用碱中和而得。由于所用催化剂的不同，将焦糖分为四种不同产品。
Ⅰ类：普通法焦糖色，是在碱或酸存在和受控制加热条件下制成，即由碳水化合物用或不用碱加热制成者，但不用铵盐或亚硫酸盐。
Ⅱ类：苛性硫酸盐焦糖色，是由碳水化合物在有亚硫酸盐而无铵盐存在下，用碱加热制成。
Ⅲ类：氨法焦糖色，由碳水化合物在有铵盐而无亚硫酸盐存在下，用或不用酸或碱加热制成者。
Ⅳ类：亚硫酸铵法焦糖色，由碳水化合物在铵盐和亚硫酸盐均存在下，用或不用酸或碱加热制成者。
（1）性状 焦糖色为深褐至黑色的液体、块状、粉末状或糊状物质；带焦糖香味；有愉快苦味；溶于水和稀醇溶液。在玻璃板上均匀涂抹成一薄层，为透明的红褐色。0.1%水溶液呈透明棕色，在日光照射下至少能保持6h稳定。酱色的色调受pH及在大气中暴露时间的影响。
以砂糖为原料制得的焦糖色，对酸、盐稳定性好；以淀粉或葡萄糖为原料、以碱做催化剂制得的焦糖色耐碱性强，对酸和盐不稳定；而用酸做催化剂制得的焦糖色，对酸和盐稳定。
（2）性能 焦糖色色调受pH、大气影响。
以砂糖为原料制得的焦糖色，红色色度高，着色力低。以淀粉或葡萄糖为原料制得的焦糖色，红色色度高；但用酸做催化剂制得的焦糖色，着色力差。
（3）毒性 ADI值：Ⅰ类不作限制性规定；Ⅱ类未作规定；Ⅲ类和Ⅳ类0～200mg/kg。LD50≥1.9g/kg体重（大鼠，经口）。
（4）应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，焦糖色的使用范围和最大使用量：
①焦糖色（加氨生产）（g/kg）：醋1.0；果酱1.5；调制炼乳（包括加糖炼乳、调味甜炼乳及使用了非乳原料的调制炼乳）、冷冻饮品（食用冰除外）、含乳饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）2.0；风味饮料（仅限果味饮料，固体饮料按稀释倍数增加使用量）5.0；面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉12.0；果冻（如用于果冻粉，按冲调倍数增加使用量）50.0。
威士忌、朗姆酒6.0g/L；黄酒、30.0g/L；白兰地、配制酒、调香葡萄酒、啤酒和麦芽饮料、50.0g/L。
可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）以及糖果、粉圆、即食谷物，包括碾轧燕麦（片）、饼干、调味糖浆、酱油、酱及酱制品、复合调味料、果蔬汁（浆）饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、均按生产需要适量使用。
②焦糖色（苛性硫酸盐）（g/L）：白兰地、威士忌、朗姆酒、配制酒6.0。
③焦糖色（普通法）：果酱1.5、膨化食品2.5g/kg。威士忌、朗姆酒6.0g/L。
调制炼乳（包括加糖炼乳及使用了非乳原料的调制炼乳等）、冷冻饮品（食用冰除外）、可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）以及糖果、面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉、即食谷物包括碾轧燕麦（片）、饼干、焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限风味派馅料）、调理肉制品（生肉添加调理料）、调味糖浆、醋、酱油、酱及酱制品、复合调味料、果蔬汁（浆）类饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、含乳饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、风味饮料（固体饮料按稀释倍数增加使用量）、白兰地、配制酒、调香葡萄酒、黄酒、啤酒和麦芽饮料、果冻（如用于果冻粉，按冲调倍数增加使用量），均按生产需要适量使用。
④焦糖色（亚硫酸铵法）（g/kg）：咖啡（类）饮料、植物饮料0.1；调制炼乳（包括加糖炼乳及使用了非乳原料的调制炼乳）1.0；冷冻饮品（食用冰除外）、含乳饮料2.0；面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉、即食谷物，包括碾轧燕麦（片）2.5；粮食制品馅料（仅限风味派）7.5；酱及酱制品、料酒及制品、茶（类）饮料10.0；黄酒30.0；饼干、复合调味料、50.0g/kg。
威士忌、朗姆酒6.0g/L；白兰地、配制酒、调香葡萄酒、啤酒和麦芽饮料50.0g/L；
可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代可可脂巧克力及制品）以及糖果、酱油、果蔬汁（浆）类饮料、碳酸饮料、风味饮料（仅限果味饮料）、固体饮料类、按生产需要适量使用。
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