第八章食品着色剂

第七章食品着色剂Colorant着色剂(Colorant)是使食品着色和改善食品色泽的食品添加剂。一、食品与色泽色泽食品的色泽与其可接受性:是第一感觉是判断食品质量是否优劣新鲜的指标之一食品原料的价值是由它们的色泽所决定但在食品加工中，食品中天然色素会发生变色或褪色，所以为恢复或改善食品的色泽，就需要使用着色剂风味质构营养食品质量安全色泽给人以味道的联想。一种食品在色泽上能否吸引人，给人以美味感，很大程度上决定了销路和评价。常见的颜色对感官的作用大致如下：绿色和蓝色给人以新鲜、清爽的感觉，多用于酒类、方便菜、饮料等食品。但又有生、凉、酸的感觉，所以非蔬菜类罐头、点心和糕点等一般不采用这类颜色红色给人味浓成熟好吃的感觉，而且比较鲜艳和引人注目，能刺激消费者的购买欲，所以许多糖果、糕点等都采用这色泽橙色是黄色和红色的混合色，兼有红黄两色的优点，给人以强烈的甘甜、成熟和醇美的感觉，饮料和罐头等食品多采用咖啡色给人以风味独特浓郁的感觉。咖啡、巧克力、饮料、糕点、啤酒和茶叶等常采用黄色给人以芳香成熟可口、食欲大增的感觉，焙烤食品、水果罐头和人造奶油等食品常采用二、着色剂分类(一)食用合成色素来源食用天然色素食用合成色素化学结构偶氮类(如苋菜红、柠檬黄等)（水溶性的）非偶氮类(如赤藓红、亮蓝等)食用合成色素是人工化学合成所制得的有机色素。目前世界各国允许使用的合成色素几乎全是水溶性色素，此外还包括它们各自的色淀。色淀是由水溶性色素沉淀在许可使用的不溶性基质（通常为Al2O3）上所制备的特殊着色剂，适用于各种粉状食品、小吃食品、胶姆糖、糖果（尤其与二氧化钛配成悬浮液后的涂层或片状糖果）和各种压片食品。-N=N-我国许可使用的食用合成色素有：苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝和它们各自的铝色淀，以及-胡萝卜素、叶绿素铜钠和二氧化钛(TiO2)。新红是只有我国许可使用的染料，即无C.I.(colorindex染料索引)，在制造出口食品时应注意化学合成的-胡萝卜素在化学结构上与自然界发现的完全相同（即天然等同色素）叶绿素铜钠则是由天然色素经一定的化学处理所得的叶绿素衍生物近年来，由于实用合成色素的安全性问题，各国实际使用的品种数逐步减少。不过目前各国许可使用的品种普遍安全性甚好(二)食用天然色素食用天然色素是来自天然物(植物组织、动物和微生物)，利用一定加工方法获得的有机着色剂，品种甚多来源植物色素：如绿色(叶绿素)、橙色(胡萝卜素)、红色或紫色(花青素)微生物色素：如红曲霉素等。动物色素：如肌肉中的红色素、虾和蟹表皮的类胡萝素优点：安全感比合成色素高，故近来发展很快，各国许可使用的品种和用量均在不断增加缺点：色素含量和稳定性等不如合成品发展趋势：虽然合成品在许可使用范围和使用量内，不会对人体健康带来危害，但在崇尚天然和回归自然的今天，化学品的使用量正逐年下降，而天然着色剂正越来越受欢迎。例如，1991年我国生产的天然色素共38种，产量仅为2200吨。但2000年天然着色剂的品种增加至46种，产量达25万吨，且多属功能性着色剂。三、着色剂的使用(一)调配由于食品对色调有千变万化的要求，因此为满足食品生产的着色需求，可将着色剂按不同比例混合调配出所需的色调来。理论上，由红、黄和蓝三种基本色（三元色）可调配出各种不同的色调（三色原理）红黄蓝红（基本色）橙绿紫橙（二次色）橄榄绿灰棕褐（三次色）着色时，不直接使用着色剂粉末，而是采用溶剂配制(主要考虑其在食品中分布均匀)配制时，称量准确，溶解着色剂，再稀释至1~10%浓度的溶液使用。如以水作溶剂，则最好用蒸馏水或去离子水配制溶液尽可能不用金属器皿。用量不要超过标准，以免食品过于鲜艳而不自然随配随用(因为着色剂溶液久置时，对光不够稳定的着色剂会发生变色现象，而且气温较高时着色剂溶液水分蒸发速度加快，造成色素浓度提高而产生“浓缩效应”。如胭脂红的水溶液在长期放置后会变成黑色)调配着色剂时的注意事项：(二)溶剂与溶解度在食品生产中，最重要的溶剂是水、醇（乙醇、甘油）和植物油。通常使用的色素，除色淀和-胡萝卜素之外，都是水溶性的。影响色素溶解度的因素有：①温度。一般温度升高，溶解度增大；②pH。pH下降，着色剂有形成色素酸的倾向而使溶解度下降；③水硬度。水硬度高易产生难溶的色淀；④盐类。盐类浓度较高时，可发生盐析作用；⑤溶剂性质。各种色素溶解于不同溶剂中，可产生不同的色调和强度，尤其是使用两种或数种色素拼色时，情况更为显著。例如某一比例的红、黄、蓝三色的混合物，在水溶液中色调较黄，而在50%酒精中则色调较红。各种酒类因酒精含量的不同，溶解后的色调也各不相同，故需要按照其酒精含量及色调强度的需要进行拼色。食品在着色时是潮湿的，当水分蒸发，逐渐干燥时，色素亦会随着较集中于表层，造成所谓“浓缩影响”，特别是当这种食品与色素的亲和力较低时更为显著。拼色中各种色素对日光的稳定性不同，褪色快慢也各不相同，如靛蓝褪色较快，柠檬黄则不易褪色。由于影响色调的因素很多，在应用时必须通过具体实践，灵活掌握。具体表现：(三)染着性着色大致有两种情况：色素在液体或酱状食品中溶解或分散；染着在食品表面同一色素对不同染色基质的染着性不同，而且不同色素对同一染色基质的染着性也不一样，如赤藓红对蛋白质基质的染着性较好，而柠檬黄则较差(四)坚牢度坚牢度是被染色物质的色调稳定性或色素对周围环境变化的抵抗能力。色素的坚牢度是衡量色素品质的重要指标。坚牢度主要取决于色素的化学性质以及被染色物质的性质。但使用色素品种不当或操作不当也容易降低坚牢度。坚牢度是一个综合性标准，有以下几个指标组成。1．耐热性由于食品加工中，多数要进行热处理，所以要求着色剂有一定的耐热性。着色剂的耐热性与共存的物质如糖类、食盐、酸、碱等有关。当与上述物质共存时，多促使其变色、褪色靛蓝、胭脂红耐热性较弱柠檬黄、日落黄耐热性较强2．耐酸性一般食品大多在酸性范围，如水果类食品、糖果、饮料、乳酸发酵食品和醋渍食品等，着色剂在酸性环境中可能形成色素酸而易变色或析出，故要求着色剂一定的耐酸性靛蓝的耐酸性较弱柠檬黄、日落黄的耐酸性较强3．耐碱性添加碱性膨松剂的糕饼类食品，除了要经历高温加工外，还有碱性物质的产生，这就要求色素有一定的耐碱性柠檬黄耐碱性较强胭脂红耐碱性较弱因此要求着色剂有较好的抗氧化性氧蒽类色素耐氧化性比较强偶氮类色素或其它色素一般比较弱这性质对果汁、人造奶油等影响较大4．抗氧化性5．还原性添加到食品中的着色剂可受到还原作用而褪色这种现象可在发酵食品的加工过程中，或在食品制造、贮藏等过程中由于微生物的作用而引起，亦可由金属容器（铁、铝等）与酸的反应，或金属容器与食盐的电位差所引起。此外，抗坏血酸与亚硫酸盐等添加剂亦具有还原作用。氧蒽类色素相当稳定靛类及偶氮类色素不稳定6．耐紫外线（日光）性随着食品加工技术的发展，现在大量使用透光性薄膜包装食品，而紫外线可使食品的品质变劣，所以应当考虑着色剂的耐紫外线性问题着色剂的耐紫外线性，随着制造食品所使用水的性质（pH值、硬度、重金属离子的含量等）及与色素共存物质的种类不同而有相当大的差异靛蓝的耐紫外线性较弱柠檬黄、日落黄的耐紫外线性较强。对于腌制品而言，由于用盐较高，要求着色剂具有耐盐性柠檬黄在盐浓度波美20度以上仍较稳定靛蓝在波美1~2度即不稳定7．耐盐性8．耐细菌性不同色素对细菌的稳定性不同柠檬黄、日落黄耐细菌性较强靛蓝则较弱四、食用合成色素与食用天然色素的比较1、食用合成色素近百年来，随着化学工业的迅速发展，人工合成的着色剂由于：①色彩鲜艳、②性质稳定、③坚牢度高、④可任意调配、⑤成本低廉和⑥使用方便由于现在对合成着色剂的争论很大，各国的规定经常修改，所以掌握各国合成着色剂的使用情况对食品贸易至关重要。应用广泛2、食用天然色素化学工业发展之前，天然着色剂已有悠久使用历史。今天天然产品给人以安全感，人们对天然色素产生很大兴趣。自然界有色的无毒植物超过2000种，颜色丰富多彩凡是天然色素：①对光、热、氧化作用稳定②不易受金属离子或其它化学物质影响③对人体无害开发成食用着色剂但经提取、纯化等加工后得到的色素制品，可能在性质和化学结构上发生变化，故天然物的制品本身并不能保证绝对安全。据此，我国规定：不需毒理学检验：生产过程中化学结构无变化和使用浓度不超过原来状态者的天然色素须做毒理学评价：使用浓度大于原来状态者或生产过程在化学结构已变化的天然色素食用天然色素的优点：①一般来说，安全性高于食用合成色素②有些种类本身是营养素(如-胡萝卜素)，或具有一定的药理作用(花生衣红、桑椹红等)③天然物颜色的模仿性和着色色谱的自然性较好食用天然色素的缺点：①染着性、坚牢度较差，在加工和流通过程中易受外界影响②调色性较差，不同色素相溶性差，很难调配出任意色彩③产品差异性较大。由于原料、产地或加工方法不同，生产同一品种的着色剂，在成分、性质很难完全一致。如从蔬菜和从蚕沙中提取的叶绿素，在色谱有一定差异，原因就在于两种叶绿素的最大吸收波长不同jiesu五、食用天然色素的生产工艺(一)提取法常用方法。原料经分选、洗净、干燥、粉碎后，用溶剂(如水、乙醇)提取，再经分离、浓缩、精制等工序制得成品(二)组织培养法用植物组织细胞进行培养增殖，短期内培养出大量有色素的细胞，然后用通常方法提取。组织培养法生产色素不受自然条件的限制(三)粉碎法原料洗净后，浸渍于含1%碳酸氢钠和氯化钠的弱碱性渗透液中，待叶片表面完全粘附有渗透液，冷冻使细胞膜破裂。再室温解冻，离心脱水，除去细胞液，经干燥得产品(四)微生物发酵法常用的红曲色素就是将籼米或糯米经水浸、蒸熟后，加红曲霉发酵制取。(五)酶处理法日本现采用酶处理法生产栀子蓝色素、栀子红色素、栀子绿色素等，工艺过程为：栀子果实提取液基质溶液大豆蛋白氨基酸及其肽混合液酶处理酶失活过滤分离浓缩干燥成品胭脂红（Ponceau4R）又称丽春红4R，大红、亮猩红、酸性猩红。分子式：C20H11N2O10S3Na3分子量：604.491、主要性状胭脂红为红色至深红色颗粒或粉末，无臭；易溶于水，微溶于乙醇，吸湿性强。耐光性、耐盐性、耐酸性较好，对柠檬酸、酒石酸稳定。耐热性、耐还原性相当弱，耐细菌性亦较弱，遇碱变为褐色。2、着色性能着色力较弱，另外，对氧化还原作用敏感，故不适合于发酵食品中使用。3、毒性：ADI为0-4mg/kg，目前除美国不允许使用外，绝大多数国家许可使用。4、使用范围和标准（1）我国规定，胭脂红的使用范围和最大使用量见GB2760－96，我国食品着色剂及其使用卫生标准见下表。另外还可参考用于以下产品：糖果色衣、豆奶饮料、红肠肠衣，用量为0.0025%。名称使用范围最大用量(g/kg)备注苋菜红、胭脂红、赤鲜红、新红果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、糖果、糕点上彩装、红绿丝、罐头、浓缩果汁、青梅0.05与人工合成着色剂混合使用时，应根据最大使用量按比例折算红绿丝使用量可加倍，果味粉着色剂加入量按柠檬黄、日落黄、靛蓝0.10亮蓝0.025甜菜红、姜黄正常生产需要稀释倍数的50%加入（2）日本规定：胭脂红广泛使用于咸菜，咸鳕鱼子、章鱼、腊肠、果子酱、鱼和贝类小菜，各式糕点、口香糖、饮料等食品中。既可单独使用，也可以与其它食品着色剂配合使用。使用量为0.01%~0.0005%。在糖果、果子冻中用量为0.01%。在果酱中用量为0.007%（3）FAO/WHO规定：胭脂红可用于罐藏覆盆子、草莓、李子及虾等用量为0.03g/kg；果酱、果冻，用量为0.2g/kg；冷饮，用量为0.05g/kg。柠檬黄（Tartrazine）又称酒石黄、酸性淡黄、肼黄。分子式：C16H9N4Na3O9S2分子量：534.371、主要性状（1）为橙黄色粉末或颗粒，无臭；（2）溶于水，0.1%水溶液呈黄色；（3）耐光，耐热（105℃）性强，耐酸性，耐盐性均好；（4）在柠檬酸、酒石酸中稳定，耐氧化性较差，遇碱稍变红色，还原时退色。2、着色性能柠檬黄的着色性能主要有以下三点（1）稳定性好；（2）匹配性好，可与其它着色剂复配使用（3