食用天然色素的生產(chan) 工藝 (一)提取法 常用方法。原料經分選、洗淨、幹燥、粉碎後，用溶劑(如水、乙醇)提取，再經分離、濃縮、精製等工序製得成品 (二)組織培養(yang) 法 用植物組織細胞進行培養(yang) 增殖，短期內(nei) 培養(yang) 出大...
食用天然色素的生產(chan) 工藝
(一)提取法
常用方法。原料經分選、洗淨、幹燥、粉碎後，用溶劑(如水、乙醇)提取，再經分離、濃縮、精製等工序製得成品
(二)組織培養(yang) 法
用植物組織細胞進行培養(yang) 增殖，短期內(nei) 培養(yang) 出大量有色素的細胞，然後用通常方法提取。組織培養(yang) 法生產(chan) 色素不受自然條件的限製
(三)粉碎法
原料洗淨後，浸漬於(yu) 含1%碳酸氫鈉和氯化鈉的弱堿性滲透液中，待葉片表麵完全粘附有滲透液，冷凍使細胞膜破裂。再室溫解凍，離心脫水，除去細胞液，經幹燥得產(chan) 品。
(四)微生物發酵法
常用的紅曲色素就是將秈米或糯米經水浸、蒸熟後，加紅曲黴發酵製取。
(五)酶處理法
日本現采用酶處理法生產(chan) 梔子藍色素、梔子紅色素、梔子綠色素等，工藝過程為(wei) ：
梔子果實提取液—基質溶液—大豆蛋白—氨基酸及其肽—混合液—酶處理—酶失活—過濾—分離—濃縮—幹燥—成品
例：赤蘚紅(Erythrosine)
別名：櫻桃紅，食用紅色14號
食用赤色3號（日本）
2Na+·H2O
性狀：
耐熱(105℃)、耐還原性和耐堿性好。耐鹽、耐光和耐酸性差(在酸性溶液中可發生沉澱)，易溶於(yu) 水呈櫻桃紅色。
毒理學依據：
①LD50：小鼠口服6.8g/kg體(ti) 重
②ADI：0~0.1mg/kg
使用注意事項：
①粉狀著色劑宜先用少量冷水打漿後，在攪拌下緩慢加入沸水
②水須是蒸餾水和去離子水，以避免Ca2+的存在引起著色劑沉澱
③過度爆曬，會(hui) 導致著色劑褪色，因而要避光
使用範圍：肉灌腸、複合調味料、膨化食品、果蔬汁飲料、碳酸飲料、配製酒等。
赤蘚紅鋁色澱(ErythrosineAluminum Lake)
別名：C.I.食用紅色141號
化學結構：
展布於(yu) 氧化鋁水合物上的水溶性食品著色劑赤蘚紅的鋁色澱
性狀：
不溶於(yu) 水和有機溶劑，耐光、耐鹽和耐熱優(you) 於(yu) 赤蘚紅
製法：
將赤蘚紅水溶液加入AlCl3、Al2(SO4)3水溶液和Na2CO3作用所形成的氧化鋁水合物中，使之沉澱吸附，形成赤蘚紅鋁色澱（其它鋁色澱的製作也是如此）
例：葉綠素銅鈉鹽(SodiumCopper Chlorophyllin)
葉綠素的結構：高等植物葉綠素有a, b兩(liang) 種，當3位上的R為(wei) 甲基時為(wei) 葉綠素a；為(wei) 醛基時為(wei) 葉綠素b，通常a∶b=3∶1。其分子結構如下：
葉綠素性質：
葉綠素a藍黑色，熔點117~120℃，乙醇溶液呈藍黑色
葉綠素b深綠色，熔點120~130℃，乙醇溶液呈綠色或黃綠色
很不穩定，對光熱敏感。酸性條件下分子中鎂原子可被氫原子取代，生成暗綠色至綠褐色的脫鎂葉綠素。
綠色蔬菜在加工前可用石灰水或Mg(OH)2處理，防止脫鎂葉綠素形成，保持蔬菜的鮮綠色澤。但用堿過多易損害植物的組織及其風味，維生素C也損失。
適當條件下，葉綠素分子中的鎂原子可被銅、鐵和鋅等取代，其中以銅葉綠素酸鈉的色澤為(wei) 鮮亮，對光和熱穩定，在食品工業(ye) 中作為(wei) 著色劑使用。
葉綠素在加熱達到它的沸點時容易被氧化失去綠色，如綠色蔬菜在加工之前用60~75℃的熱水進行燙漂，可以排除蔬菜組織中的氧氣，以避免高溫處理時的氧化變色。
例：番茄紅素(Lycopene)
研究發現，番茄紅素的低攝入與(yu) 某些癌症的發生呈一定相關(guan) 性。常吃番茄的人比不常吃番茄的人，患前列腺癌的機會(hui) 減少45%。肝硬化、胰腺癌、消化道癌和膀胱癌等患者的番茄紅素水平都較低。
類胡蘿卜素中番茄紅素的抗氧化能力強，是-胡蘿卜素的2倍、VE的100倍，防止細胞的氧化損傷(shang) ，活化免疫細胞。因此，番茄紅素具有良好的防癌抗癌的功能，能抑製癌細胞的增殖作用。但體(ti) 內(nei) 不能合成番茄紅素，隻能通過飲食攝取。
番茄紅素為(wei) 一種類胡蘿卜素，早在1875年就被發現並提取，但由於(yu) 它不是維生素A原，所以很久以來並未引起注意。然而，新近的研究表明，番茄紅素不僅(jin) 是一種良好的天然色素，而且還具有優(you) 越的生理功能。
性狀：
脂溶性色素，可溶於(yu) 、石油醚、己烷和丙酮。具有較好的熱穩定性，能耐K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Al3+和Zn2+等離子，但不耐Fe3+和Cu2+等離子。鹽酸對番茄紅素有破壞作用，耐堿性較好，耐氧化還原性較強，但不耐光。
製法：
廣泛存在於(yu) 自然界中，主要分布於(yu) 番茄、西瓜、紅色葡萄和柚等果實以及紅色棕櫚油中，其中番茄中含量高，但番茄的品種和成熟度不同而異。
加工用番茄中番茄紅素含量3~3.5倍鮮食用番茄，成熟度越高，番茄紅色的含量也越高。
新疆番茄醬中番茄紅素的含量一般在400mg/100g以上。生產(chan) 番茄醬的副產(chan) 品（番茄皮和番茄籽）大多廢棄。番茄皮中含有較為(wei) 豐(feng) 富的番茄紅素，一般為(wei) 20mg/100g左右。
番茄紅素的提取有以下幾種方法：
(1)直接粉碎法
(2)浸提法
(3)酶反應法：
(4)超臨(lin) 界CO2萃取
例：玉米黃(CornYellow)
別名：玉米黃色素
化學結構：玉米黃色素屬於(yu) 類胡蘿卜素，主要著色成分為(wei) 玉米黃素(zeaxanthin)和隱黃素(cryptoxanthin)
性狀：
溫度：10℃以上為(wei) 血紅色油狀液體(ti) ，隨溫度升高，玉米黃降解速度加快。40℃以下較穩定，高溫對玉米黃有一定的破壞作用，100℃下7h褪色
溶劑：溶於(yu) 、石油醚、酯類等非極性溶劑，可被磷脂、單甘酯等乳化劑乳化.
pH及Mn+：影響不大
光和熱：敏感。日光的直接照射有明顯的破壞作用，而室內(nei) 自然光對其影響較小。因此，采用玉米黃著色的食品在貯存和運輸過程中應盡量避免陽光的直接照射，以保持食品的色澤
製法：
玉米黃色素主要存在於(yu) 玉米的角質胚乳中。在玉米生產(chan) 澱粉過程中，玉米黃大多進入副產(chan) 品——黃漿水或其沉澱物（玉米蛋白濕粉）或其幹燥物（玉米蛋白粉）中。因此，玉米生產(chan) 澱粉的副產(chan) 物是製取玉米黃的原料
①常規提取工藝
②超臨(lin) 界丙烷萃取
使用：
玉米黃是一種功能性天然食用色素，具有較強的生理活性，可添加至氫化植物油和糖果中。目前，應研究分離純化玉米黃的工業(ye) 化方法，以提高玉米黃色素產(chan) 品的質量。
例：焦糖(Caramel)
別名：焦糖色、醬色
分類：根據生產(chan) 方法不同可分為(wei) 四類：
Ⅰ普通焦糖(Plain Caramel)：用或不用酸或堿，但不用銨或亞(ya) 化合物加熱製得。所用的酸可以是、亞(ya) 、磷酸、和檸檬酸。所用的堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣。
Ⅱ苛性鹽焦糖：在鹽存在下，用或不用酸或堿，但不使用銨化合物加熱得到。
Ⅲ氨法焦糖：在銨化合物存在下，用或不用酸或堿，但不使用亞(ya) 鹽加熱製得。
Ⅳ亞(ya) 銨焦糖：在亞(ya) 鹽和銨化合物兩(liang) 者存在下，用或不用酸或堿加熱製得。
化學結構：
本品係糖類物質在高溫下脫水、分解和聚合產(chan) 生，故為(wei) 許多不同化合物的複雜混合物，其中某些為(wei) 膠質聚集體(ti) 。
性狀：
焦糖為(wei) 深褐色的液體(ti) 或固體(ti) ，有特殊的甜香氣和愉快的焦苦味，屬於(yu) 膠體(ti) 物質聚合體(ti) ，可以分散在水中，可部分分散在乙醇-水溶液中，呈紅棕色。滲透性不大，有一定的還原能力。在額定使用條件下無味或隻有極弱的味道。對光和熱穩定，具膠體(ti) 特性，等電位點可在相當寬闊的範圍內(nei) 變化，其pH依製造方法和產(chan) 品不同而異，一般為(wei) pH3~4.5。
製法：
以食品級糖類如葡萄糖、轉化糖、麥芽糖漿、糖蜜、蔗糖和澱粉水解物及其衍生物為(wei) 原料（其中常用的是玉米澱粉水解物，即高葡萄糖玉米糖漿），在酸或堿或鹽的存在下，高溫加熱或加壓使之焦化，並進一步處理得到。
毒理學依據：
①LD50：大鼠口服大於(yu) 1900mg/kg體(ti) 重
②ADI
Ⅰ普通法焦糖：無需規定(FAO/WHO,1994)
Ⅱ苛性鹽焦糖：不能提出(FAO/WHO,1994)
Ⅲ氨法焦糖：0~200mg/kg體(ti) 重(FAO/WHO,1994)
Ⅳ亞(ya) 銨法焦糖：0~200mg/kg體(ti) 重(FAO/WHO,1994)
應用：
Ⅰ普通法焦糖和Ⅲ氨法焦糖：可在果汁（味）飲料、餅幹、醬油、食醋、雪糕、冰棍、冰淇淋中按生產(chan) 需要適量使用或有大使用量限製。
Ⅱ苛性鹽焦糖：白蘭(lan) 地、威士忌、朗姆酒和配製酒中大使用量為(wei) 6.0g/L。
Ⅳ亞(ya) 銨焦糖：可在碳酸飲料、黃酒、葡萄酒中按生產(chan) 需要適量使用。
注意事項：
用焦糖對某一產(chan) 品著色時，焦糖粒子所帶電荷應該與(yu) 被著色物的膠體(ti) 粒子電荷相同。如把焦糖投入帶有相反電荷的膠體(ti) 溶液，則不同電荷相互吸引形成大粒子而沉澱。由於(yu) 軟飲料通常含有負電荷膠體(ti) 粒子，應該使用負電性焦糖色素。負電性焦糖通常稱為(wei) “耐酸型”焦糖。
軟飲料是世界上焦糖用量大的領域。在美國，75%的焦糖產(chan) 品用於(yu) 軟飲料工業(ye) 。一般以每3升4g以下的用量，應用於(yu) 可樂(le) 飲料。由於(yu) 它在每升的飲料中隻會(hui) 增加1卡熱量，因此在減肥飲料加工中成為(wei) 首選的色素。在碳酸飲料中，焦糖的乳化作用可阻止芳香物分離出來。在餅幹中加入焦糖可補充其色調，改善其外觀。
02
護色劑
定義(yi) ：又稱發色劑，呈色劑，是能與(yu) 肉及肉製品中呈色物質作用，使之在食品加工、保藏等過程中不致分解、破壞，呈現良好色澤的非色素物質。
一、發色劑的種類和作用
發色劑：硝酸鹽、亞(ya) 硝酸鹽
作用：發色、抑菌、增風味
發色助劑：抗壞血酸、煙酰胺
二、護色機理
在貯存、加工過程中，肉類會(hui) 從(cong) 鮮紅色逐漸變成暗紅色至棕褐色。這是由於(yu) 肉的呈色物質肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)中的Fe2+被逐步氧化為(wei) Fe3+，成為(wei) 高鐵肌紅蛋白和高鐵血紅蛋白，使肉變色。
NO2-的作用：
加入的NO2-與(yu) 肉類中乳酸作用生成HNO2，常溫下不穩定的HNO2分解出NO(一氧化氮)，NO與(yu) Mb和Hb反應，分別生成MbNO(亞(ya) 硝基肌紅蛋白)和HbNO(亞(ya) 硝基血紅蛋白)，這兩(liang) 種物質很穩定，不易褐變。
NO3-的作用：
硝酸鹽則需在食品加工中被細菌還原生成NO2-再起作用
發色機理
MbNO遇熱後放出巰基（－SH），生成較穩定的具有鮮紅色的亞(ya) 硝基血色原。
L－抗壞血酸的作用：
L－抗壞血酸用來防止肌紅蛋白氧化，且可把氧化型的褐色高鐵肌紅蛋白還原為(wei) 紅色的還原型肌紅蛋白。
煙酰胺的作用：
煙酰胺可與(yu) 肌紅蛋白結合生成很穩定的煙酰胺肌紅蛋白，難以被氧化，故在肉類製品的醃製過程中添加適量的煙酰胺，可以防止肌紅蛋白在從(cong) 亞(ya) 硝酸到生成亞(ya) 硝基期間的氧化變色。
三、發色劑的安全性問題
亞(ya) 硝酸鹽具有一定毒性，尤其可與(yu) 胺類物質生成強致癌物亞(ya) 硝胺。
LD50 mg/kg：硝酸鹽3236 亞(ya) 硝酸鹽220
到目前為(wei) 止，尚未見有相同作用的替代品。
經權衡利弊，各國都在保證安全和產(chan) 品質量的前提下，嚴(yan) 格控製使用。同時使用護色助劑，以降低亞(ya) 硝胺的生成。
(一)NO2-的毒性
形成高鐵Hb：NO2-可與(yu) 血紅蛋白(Hb)結合形成高鐵Hb，而使Hb失去攜氧功能，可窒息而死。對人的致死劑量為(wei) 32mg/kg體(ti) 重。
生成亞(ya) 硝胺：在蛋白質代謝產(chan) 物中有仲胺存在，在動物和人的胃腸中它能與(yu) NO2-反應生成亞(ya) 硝胺.
亞(ya) 硝胺種類很多，大多對動物和人有強烈的致癌性和毒性，甚至可通過胎盤或乳汁對下一代起致病作用。在食品中適當添加抗壞血酸、異抗壞血酸或維生素E以阻止亞(ya) 硝胺的生成。
(二)NO3-的毒性
NO3-可在食物、水或胃腸道中，尤其在6個(ge) 月以內(nei) 的幼兒(er) 胃腸道中被還原為(wei) NO2-。
四、亞(ya) 硝酸鈉的使用
性狀：白色至淡黃色結晶性粉末，易溶於(yu) 水，易吸潮。能緩慢吸收空氣中的氧，逐漸氧化為(wei) NaNO3。
本品與(yu) 肉製品中肌紅蛋白(Mb)、血紅蛋白(Hb)除生成鮮豔、亮紅色的亞(ya) 硝基肌紅蛋白(Mb-NO)和亞(ya) 硝基血紅蛋白(Hb-NO)而護色外，尚可產(chan) 生醃肉的特殊風味。此外，本品對多種厭氧性梭狀芽孢菌（如肉毒梭菌、綠色乳杆菌等）有抑菌和抑製其產(chan) 毒的作用。
毒理學依據：
①LD50 小鼠口服220mg/kg體(ti) 重
②ADI 暫定0~0.2mg/kg體(ti) 重
使用：
①嬰幼兒(er) 食品中不得加入
②肉製品大使用量0.15g/kg
③殘留量以NaNO2計：肉類罐頭殘留量不得超過50mg/kg，西式火腿(熏烤、煙熏、蒸煮火
腿)）類殘留量不得超過30mg/kg，其它肉製品殘留量不得超過30mg/kg
④為(wei) 了促進護色和防止生成強烈致癌物亞(ya) 硝胺，肉中可加入抗壞血酸鈉或異抗壞血酸鈉或α-生育酚，以降低醃肉中亞(ya) 硝胺的生成量。
關(guan) 於(yu) 亞(ya) 硝酸鹽替代品問題：
到19世紀末，才認識到亞(ya) 硝酸鹽可使醃肉產(chan) 生顏色。有些國家在沒有使用亞(ya) 硝酸鹽之前，肉毒梭菌中毒率很高，使用後，肉毒梭菌中毒才得到了控製。
亞(ya) 硝酸鹽除抗菌作用外，還有抗氧化及增強風味的作用。
由於(yu) 亞(ya) 硝酸鹽的安全性即致癌問題，使其應用越來越受到限製，全世界都在尋找理想替代品。
目前人們(men) 使用的亞(ya) 硝酸鹽替代品有兩(liang) 類：
替代亞(ya) 硝酸鹽的添加劑
這種替代物由發色劑、抗氧化劑/多價(jia) 螯合劑和抑菌劑組成，發色劑用的是赤鮮紅，抗氧化劑/多價(jia) 螯合劑為(wei) 磷酸鹽/多聚磷酸鹽，抑菌劑用的是對羥基甲酸和山梨酸及其鹽類；
在常規亞(ya) 硝酸鹽濃度下阻斷亞(ya) 硝胺形成的添加劑。
抗壞血酸能與(yu) 亞(ya) 硝酸鹽作用以減少亞(ya) 硝胺的形成。此外，α-生育酚、山梨酸、山梨酸醇、鞣酸、沒食子酸等也可抑製亞(ya) 硝胺的形成。
NO2-和NO3-水平分析
發色劑的使用
食鹽96%、砂糖3.5%、亞(ya) 硝酸鈉0.5%、混合鹽約為(wei) 原料肉的2%～2.5%，抗壞血酸鈉0.55g/kg、α-生育酚0.5g/kg,亞(ya) 硝酸鈉0.04～ 0.05g/kg合用，既足以護色、又可阻抑亞(ya) 硝酸胺的生成。
護色劑的發展趨勢
1.降低硝酸鹽及亞(ya) 硝酸鹽的使用量
2.氨基酸的效果
3.用一氧化氮發色
4.發色助劑與(yu) 品質改良劑的應用
5.天然色素的利用
03
漂白劑
定義(yi) ：是指能破壞、抑製食品的發色因素，使其褪色或使食品免於(yu) 褐變的食品添加劑。
使用漂白劑的原因：
下列因素可導致食品色澤不一或不好看而影響其質量：
由於(yu) 品種、運輸、貯存方法、采摘成熟度的不同，造成食品原料顏色有差異；
在加工過程中有時會(hui) 產(chan) 生不令人希望或喜歡的顏色。
一、作用
防止褐變，使產(chan) 品色彩均一整齊。
漂白。以花青素（紅色）褪色效果好，類胡蘿卜素（黃色）次之、葉綠素（綠色）差。
因為(wei) 是強還原劑，可消耗食物中的氧，可抑製好氣性微生物的活性，起防腐作用。
二、種類
還原漂白劑：一般都屬於(yu) 亞(ya) 及其鹽類。作用比較和緩，除有漂白作用外，還有抑菌及抗氧化等作用。
氧化漂白劑：主要有過氧化甲酰（BPO）、過氧化氫（H2O2）。作用較強，會(hui) 破壞食品中的營養(yang) 成分，殘留量也較大。過氧化甲酰不允許在食品中使用；GB 2760-2014規定過氧化氫可作為(wei) 加工助劑在各類食品加工過程中使用,殘留量不需限定。
還原型：與(yu) 著色物質的發色基團發生還原反應，抑製褐變因素
特點：實際應用較廣，且多屬亞(ya) 及其鹽類，以所產(chan) 生的具有強還原性的SO2起作用
缺點：①被還原漂白劑漂白的色素物質一旦再被氧化(如遇空氣中O2)，可再次顯色；②有一定毒性，應嚴(yan) 格控製使用量和殘留量。
氧化型：與(yu) 著色物質的發色基團發生氧化反應，抑製褐變因素。
特點：作用較強烈
缺點：會(hui) 破壞食品中一些營養(yang) 成分。這類漂白劑實際應用很少。
三、亞(ya) 及其鹽類
還原漂白劑應用較廣，且多屬亞(ya) 及其鹽類，它們(men) 都是以其所產(chan) 生的具有強還原性的SO2而起作用，廣泛應用於(yu) 食品的漂白與(yu) 保藏等。
使果蔬褪色
花色素苷>類胡蘿卜素>葉綠素
抑菌及抗氧化
我國古代發明的“熏硫”一直沿用至今，也是利用其所產(chan) 生SO2的作用
漂白方法一般可分為(wei) 三種：
①氣熏法。即我國從(cong) 古至今所用的“熏硫”漂白，采用硫磺(S)加熱的方法產(chan) 生二氧化硫
S + O2 →SO2↑
②加入法。采用鹽類，即焦亞(ya) 鉀，亞(ya) 氫鈉，低亞(ya) 鈉，焦亞(ya) 鈉，亞(ya) 鈉等
③浸漬法。采用SO2，通入液體(ti) 中。
這類漂白劑主要用於(yu) 糖製品、蔬菜罐頭（蘑菇、竹筍）、果酒、冷凍米麵製品、蔬果幹（杏幹、蜜餞、葡萄幹）等。
四、使用亞(ya) 鹽注意事項
①亞(ya) 鹽破壞硫胺素，不宜用於(yu) 魚類食品。
②金屬離子可將亞(ya) 氧化，也會(hui) 顯著地促使已被褪色的著色劑氧化顯色。可以使用金屬螯合劑除去食物中原有的這些金屬離子。
③亞(ya) 鹽類的溶液不穩定，好現配現用。注意控製好殘留量。可用加熱、攪拌、抽真空等方法脫硫。
④亞(ya) 對果膠的凝膠特性有損害。處理水果時，隻限於(yu) 製作果醬、果幹、果脯、果汁飲料、果酒等，不能作為(wei) 整形罐頭原料。而且如用殘留量大的原料做罐頭，罐壁腐蝕嚴(yan) 重，還會(hui) 產(chan) 生有害硫化氫，應避免。
