食品色泽改善剂番茄红素与甜菜红的应用|食品化学书籍推荐

现代人对食物追求色、香、味、形俱全，而颜色则是认识食品质量的第一感受。美好的色泽不仅带来视觉的享受，还能激发食欲。消费者对某种食品的色泽具有一定期望，如肉呈鲜红色，橘子汁呈橘黄色，面粉呈白色。但在实际加工过程中，由于各种因素的影响，食品会出现褪色或变色现象。为了使食品能具有消费者所期望的色泽，在食品加工生产中，根据不同种类食品色泽变化的特点，运用调色技术，生产各种各样美观诱人的食品时都需要利用食品添加剂，包括各种着色剂、发色剂及漂白剂等来改善食品的色泽，以提高食品的商品价值。

一、食品着色剂

食品着色剂也称食用色素，是赋于和改善食品色泽的物质。食用色素是食品添加剂中重要的组成部分，常用于饮料、糕点、糖果等食品中，用以改善食品的色泽。按其来源可分为人工合成色素和天然色素两大类。

（一）人工合成色素

人工合成色素是用人工合成的方法所制备的有机化合物，具有着色力强、色泽鲜艳、稳定性好、不易褪色、成本低等特点。从化学结构上，可将人工合成色素分为偶氮类色素和非偶氮类色素两类。偶氮类色素又分为油溶性和水溶性，在食品中使用的合成色素有相当一部分为水溶性偶氮色素。此外，人工合成色素还包括色淀。色淀是由水溶性色素沉淀在允许使用的不溶性基质上所制备的特殊着色剂，其着色部分为允许使用的合成色素，基质部分多为氧化铝，故也称铝色淀。色淀可以增强水溶性色素在油脂中的分散性，并提高其耐热、耐光、耐盐等性能。目前使用的铝色淀产品包括苋菜红铝色淀、胭脂红铝色淀、新红铝色淀、柠檬黄铝色淀、日落黄铝色淀等。

1.苋菜红及其铝色淀

苋菜红又称蓝光酸性红，为水溶性偶氮类色素。一般为棕红色粉末或颗粒。无臭，耐光、耐热性强，耐氧化，还原性差，不适用于发酵食品及含有还原性物质的食品，多年来被公认安全性高，并被世界各国普遍列为法定许可使用的色素。

苋菜红铝色淀是分布于氧化铝水合物上的食品着色剂，着色度与粉末的细度有关，粒子越细，着色度越高，比苋菜红的耐光、耐热性强，几乎不溶于水及有机溶剂。在酸性及碱性的水中，色素缓慢溶出，因此用于酸性及碱性食品，容易混合均匀。

2.胭脂红及其铝色淀

胭脂红又名丽春红，也是偶氮类水溶性色素，为红色至深红色颗粒或粉末，无臭、耐光、耐酸、耐热。对柠檬酸、酒石酸等果酸稳定，耐还原性、耐细菌性差，遇碱变为褐色。溶于水呈红色溶液，溶于甘油，难溶于乙醇，不溶于油脂。在食用上基本与苋菜红相同。其相应的铝色淀在制备、特性上与苋菜红铝色淀相同。

3.靛蓝及其靛蓝铝色淀

靛蓝是人类最早使用的天然色素之一，最初是从靛蓝植物的叶中提取得到的。常用的是靛蓝的5，5′-二磺酸盐。属于水溶性非偶氮类色素，无臭，易溶于水，中性水溶液中呈蓝色，酸性时呈蓝紫色，碱性时呈绿色至黄绿色，还原时褪色。能溶于甘油、丙二醇，难溶于乙醇、油脂。靛蓝易着色，有独特的色调，使用广泛。其相应的铝色淀在制备、特性上与苋菜红铝色淀相类似。

（二）天然色素

天然色素是从动植物及微生物中提取得到的色素，以植物性色素占多数，如叶绿素、类胡萝卜素、花色苷等。着色自然，很多天然色素除了有着色作用外，还具有一定的营养价值和保健功能。天然色素按化学结构可分为：卟啉类衍生物、异戊二烯衍生物、花色苷类衍生物、黄酮类衍生物等类别。

1.卟啉类色素

卟啉类色素有血红素、叶绿素、胆红素和蓝藻素等，其基本结构都是由4个吡咯环的氮原子通过次甲基连接而成的复杂共轭体系，结构比较稳定，色素性能主要由共轭体系结合的金属离子和衍生的外围结构决定。

目前我国许可使用血红素、叶绿素和叶绿素铜钠盐等。叶绿素不稳定，难溶于水，而叶绿素铜钠盐稳定，易溶于水，且耐光性较叶绿素强，着色牢固，色彩鲜艳。在酸性食品或含钙食品中使用时会产生沉淀，遇硬水也生成不溶性盐而影响着色。作为一种安全着色剂，可用于汽水、糖果、果味粉、果子露、配制酒、罐头、糕点等食品的着色，也可用于牙膏的着色。

2.异戊二烯类衍生物

异戊二烯类衍生物主要是类胡萝卜素，是一类广泛存在于水果和蔬菜中，能使其呈现黄、橙、红等不同颜色的一组天然化合物。类胡萝卜素是C40的类异戊二烯聚合物，广泛存在于动植物体内，可在光合作用有机体、一些细菌和真菌体内合成。迄今为止，自然界中已发现超过700种的天然类胡萝卜素。

β-胡萝卜素是胡萝卜素中一种最普遍的异构体，在油脂溶液及悬浮液中很稳定，是一种非极性脂溶性色素，对油脂性食品着色性能良好，可用于人造奶油、奶油、干酪等。在冰激凌、糖果、蛋黄酱、调味汁和干酪等食品中也有应用。

番茄红素属于胡萝卜素类，易溶于油脂和脂肪性溶剂，不溶于水，微溶于甲醇和乙醇，对光和氧不稳定。番茄红素作为着色剂可用于发酵乳及饮料类食品中。

叶黄素，3，3′-二羟基-α-胡萝卜素，在自然界中与玉米黄素共同存在，不溶于水，易溶于油脂和非极性溶剂。有金属光泽，对光和氧不稳定。作为着色剂可用于焙烤食品、饮料类、冷冻食品、果冻和果酱。

3.花色苷类衍生物

花色苷是多酚类衍生物，是一类水溶性色素，广泛分布于植物界，是花、叶、茎和果实等美丽色彩的主要成分，由糖苷和花色素苷配基组成，其基本结构是苯并吡喃衍生物。自然界常见的花色素苷配基有天竺葵素、矢车菊素、飞燕草素、芍药色素、牵牛色素、锦葵色素6种。花色苷在酸性时呈红色，pH小于4时颜色较稳定，在碱性时则呈蓝色。对光和热都很敏感。但苷配基不同特别是其酚羟基的数目和位置不同，颜色的稳定性不同。氧和金属离子对其稳定性也有一定的影响，尤其是铜、铁等金属可加速其降解或变色。我国许可使用的花色苷类色素如甜菜红、玫瑰茄红、葡萄皮红、越橘红、萝卜红、甘薯红、黑豆红和桑葚红等。

甜菜红是用食用甜菜根制取的一种天然色素，由红色的甜菜花青和黄色的甜菜黄素组成的，其主要成分为甜菜红苷，占红色素的75%～95%。甜菜红对食品着色性好，其颜色在pH3.0～7.0区间不发生变化，用作食品着色剂时，色泽不受pH的影响，故适用于大多数食品。

4.黄酮类衍生物

黄酮类色素是多酚类衍生物中另一类水溶性色素，同样以糖苷的形式广泛的分布于植物界。其基本结构是α-苯基并吡喃酮。这类色素的稳定较好，但也受分子中羟基数和结合位置的影响。

姜黄素主要从草本植物姜黄的根茎中提取而得，包含姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素3种。在酸性和中性溶液中显黄色。姜黄素分子中含有多个双键、酚羟基及羰基，化学反应活性较高。染色力大于其他天然色素和合成柠檬黄等，特别对蛋白质有很强的染色能力。

二、食品发色剂

食品发色剂是指本身不具有颜色，但能使食品产生颜色或使食品的色泽得到加强或保护的食品添加剂，也叫护色剂或呈色剂。主要用在肉类食品加工中，能与肉及肉制品中呈色物质作用，使之在食品加工、贮藏过程中不致分解、破坏，呈现良好色泽的物质。用肉类原料制造香肠、火腿、午餐肉等食品时，需要改善其色泽，加入硝酸钠、亚硝酸钠作为护色剂，使产品颜色和原料肉更加一致。(www.xing528.com)

（一）护色机理

由于新鲜肉色泽的不稳定性，使其在加工过程中颜色会发生很大变化。为了使肉制品能呈现鲜红的色泽，在加工中可通过添加一定量的护色剂来实现。在肉类腌制的过程中，通常混合使用硝酸盐和亚硝酸盐。硝酸盐可在细菌还原作用下转变为亚硝酸盐。宰后成熟的肉因有氧呼吸的中断而含乳酸，pH为5.6～5.8，亚硝酸盐在弱酸性条件下生成亚硝酸，亚硝酸很不稳定，即使在常温下也可分解产生亚硝基（NO），生成的亚硝基会很快地与肌红蛋白反应生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白（MbNO），亚硝基肌红蛋白遇热后，成为具有粉红色的亚硝基血色原。

（二）常用的护色剂

最常使用的护色剂是硝酸盐及亚硝酸盐，护色助剂有L-抗血酸及其钠盐、D-异抗坏酸及其钠盐、烟酰胺等。

1.亚硝酸钠

亚硝酸钠为白色或浅黄色晶体颗粒，无臭，微带咸味，外观和滋味像食盐。亚硝酸钠除了起到护色作用外，还可产生腌肉的特殊风味。另外亚硝酸钠对多种厌氧性梭状芽孢菌，如肉毒梭菌、绿色乳杆菌等有抑菌和抑制其产毒的作用。亚硝酸钠可用于腌腊肉制品类、酱卤肉制品类、熏、烧、烤肉类、油炸肉类、肉灌肠类、发酵肉制品类食品中，最大使用量范围0.15～0.50 mg/kg，残留量≤30 mg/kg。

2.硝酸钠

硝酸钠为无色透明晶体或白色晶体粉末，可稍带浅颜色，无臭，微苦。易吸潮，易溶于水。硝酸盐在高温或细菌（亚硝酸菌）的作用下还原成亚硝酸盐，进而发挥护色作用。实际使用时，硝酸钠常与亚硝酸钠复配使用。最大使用量为0.5 g/kg，残留量以亚硝酸钠计，不得超过30 mg/kg。

（三）护色剂使用注意事项

①在加工过程中应严格控制亚硝酸盐及硝酸盐的使用量，在保证发色作用的基础上尽可能降低使用量。

②护色剂使用量较低时，一定将发色剂与原料混合均匀后再进行加工，以避免部分食品中亚硝酸盐超标。若肉在腌制时为干腌，应先与食盐混匀后再加入食品中；若为湿腌，应先用少量水将其溶解后再添加到食品中。

③生活中的亚硝酸盐中毒事件一般都是误用所致，且由于亚硝酸盐和硝酸盐的外观、口味与食盐相似，必须防止误用导致的食物中毒。

三、漂白剂

漂白剂是指能破坏、抑制食品的发色因素，使其褪色或使食品免于褐变的食品添加剂。经过漂白剂的作用，可使食品的色泽变浅或变成白色，从而达到改善色泽的目的。为了去除食品在加工中产生的不好颜色或食品原料因品种、运输、储存方法不同，导致最终颜色不一致而影响产品的质量，可使用漂白剂进行改善。

（一）漂白机理

漂白剂主要以亚硫酸类为主，包括硫黄、二氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等还原性漂白剂，其作用比较缓和，具有一定的还原能力。大多数有机物的颜色是由其分子中所含的发色基产生的，发色基都含有不饱和键，还原漂白剂释放氢原子可使发色基所含的不饱和键变成单键，有机物便失去颜色，达到漂白的目的。但被其漂白的色素一旦再被氧化，可能重新显色。

（二）常用的漂白剂

亚硫酸类还原漂白剂都是通过使用时释放二氧化硫而发挥作用的。

1.硫黄

硫黄为黄色或浅黄色脆性晶体、片状或粉末，容易燃烧，燃烧时产生二氧化硫。硫黄可用于干果、粉丝、粉条、食糖，经表面处理的鲜食用菌和藻类，以上产品均仅限用于熏蒸，不准直接加入食品中，最大使用量以二氧化硫残留量计。实际使用时，通常采用气熏法。熏硫可使果片表面的细胞破坏，加速干燥，同时由于二氧化硫的还原作用，可破坏酶的氧化系统，阻止氧化作用，使果实中单宁及维生素类物质不致被氧化而变成棕褐色。

2.亚硫酸钠

亚硫酸钠有无水物和七水合物，无水亚硫酸钠为无色至白色六角形棱柱晶体或晶体粉末，无臭，可溶于水，微溶于乙醇，溶于甘油。有强还原性，在空气中慢慢氧化成硫酸钠。其有效二氧化硫的含量为50.84%。七水亚硫酸钠为无色单斜晶体，易溶于水、甘油，在空气中易氧化成硫酸钠，其有效二氧化硫的含量为25.42%。

实际应用时，亚硫酸钠可采用浸渍法和直接加入法两种。浸渍法是将果蔬浸在0.2%～0.6%的亚硫酸钠溶液中，再干制，以防止褐变；而对于果汁类，可采用直接加入法。

（三）漂白剂使用注意事项

①使用时避免金属容器，防止混入铁、铜等金属离子，以防金属离子与亚硫酸发生反应或使食品氧化变色。

②亚硫酸盐类的溶液容易分解失效，在使用过程中最好现用现配。

③用亚硫酸盐类漂白的物质，易出现色泽不稳定复色的现象，需要控制食品中残留二氧化硫，抑制复色现象。

④亚硫酸盐类会破坏食品的营养元素。亚硫酸盐能与氨基酸、蛋白质等反应生成双硫键化合物，与维生素B1发生不可逆的亲核反应，导致维生素B1裂解而损失，不能用于作为维生素B1源的食品中。

⑤使用亚硫酸盐类时，由于其能渗入果蔬组织，适宜于制作果酱、果干、果酒、果脯、蜜饯等小块型或破碎组织的产品，经过后期加热、抽真空等加工工艺，能将二氧化硫尽可能除去。