天然食用色素色变的原因及其防护Ξ胡宜亮　郑新荣　袁西恩　杜　迅　古奕东(河南省科学院生物研究所,郑州　450003)摘　要　天然食用色素由于具备低毒安全、色泽鲜艳等特点,备受人们青睐。

但是,由于其自身的不稳定性给应用带来了诸多不便,笔者通过对影响色变因素的研究分析和论证,提出了相应的防护措施,为天然食用色素的合理应用提供了依据。

关键词　天然色素　色变　防护分类号　T S 202随着分析化学及毒理学的发展,合成色素的毒性问题越来越受到人们的关注。

天然色素由于具备低毒、安全、色泽鲜艳等优点,逐步受到人们的青睐。

近几年来,越来越多的国家禁止使用合成色素,我国允许使用的合成色素仅有9种,天然色素则近40种[1]。

80年代后期至今,我国天然色素的开发有了长足的发展,全国生产天然色素的工厂已有200余家,年产量达万吨。

但是,天然色素的应用却进展缓慢,众多厂家产品滞销,经济效益差,目前仍然是合成色素充斥市场。

除有些厂家工艺设备落后,产品质次价高外,主要原因是天然色素受其自身性质左右的稳定性问题。

天然色素受外界因素影响容易发生变色、褪色等,给应用带来诸多不便,这就要求我们在保证产品质量的前提下,根据其发生原因不同,在应用过程中采取行之有效的措施加以防护。

鉴此,我们就按不同的原因分类提出一些防护措施,供从事天然色素应用时参考。

1　pH 值(酸碱度) 天然色素中的黄酮类、花青素类等,随着pH 值的变化而发生色变的现象比较常见,如酸枣色素在酸性条件下呈褐黄色,碱性时则呈棕红色;玫瑰茄色素在不同pH 值条件下的吸收曲线大不一样,呈现的色泽也不同,pH 4呈鲜红色,pH 5-6为橙色,pH 7以上则呈青紫色(见图1)。

有些天然色素在不同酸碱度情况下,对光、热、氧等的稳定性亦有所不同,如辣椒色素在pH 4的溶液中照射6天的色差是pH 8时的8倍(见图2),虫胶色素在不同pH 值下加热至120℃1小时色差也达数倍(见图3)。

花色甙类色素如红花黄、高粱红等,在酸性或碱性条件下加热易发生水解反应,引起色变或溶解性变化,表现为褪色或混浊。

食品做为被着色物料,其pH 值一般在2.0-8.0之间,因此在使用天然色素时,必须注意食品本身的pH 值,应选择在该pH 值条件下稳定性好、色泽匹配的色素,不得已时可以在食品性质、风味不劣化的情况下,适当调节pH 值以适应色素的稳定性要求,但必须进行充分的预第15卷　第3期1997年9月河　南　科　学H ENAN SC IEN CE V o l .15N o.3Sep t .1997　Ξ收到日期　1996-12-10　男　32岁　助研试验。

图1　玫瑰茄色素在不同pH 下的吸光曲线F ig .1　Ro se p igm en t ab serp ti on cu rveat pH 4and pH 8.图2　不同pH 下辣椒色素对自然光的稳定性F ig .2　Ch illi p igm en t stab ility to natu ral ligh t at pH 4and pH 8.2　金属离子 金属离子的存在对于天然色素的稳定性影响非常明显,它可以直接和色素发生反应引起色变,也可以在贮藏过程中促进氧化反应,加速褪色。

如姜黄色素在铁离子的作用下,可以变为墨绿色、褐色等;栀子黄色素在铁、铜、锡等离子的作用下,可发生吸收峰的变化及消失,并有严重褪色。

因此在使用天然色素时,应选择不锈钢以及耐酸碱的陶瓷、搪瓷、玻璃制品等作为生产容器,对生产用水必须预先软化,或者在食品中添加适当的金属离子鳌合剂,图3　虫胶色素在不同pH 下加热至120℃1小时的残留值F ig .3　L ac p igm en t ab so rbance at diversity pH w hen it is heated 120℃fo r one hou r .图4　添加N a 2S 2O 3前后辣椒色素的稳定性曲线F ig .4　Ch illi p igm en t stab ility w henN a 2S 2O 3is added .—913—　1997年9月天然食用色素色变的原因及其防护如植酸、柠檬酸、醋酸钙、偏磷酸钠等。

金属离子鳌合剂可与金属离子生成性质稳定的络合物,消除其影响,而且不会影响食品本身的质量。

如在辣椒色素配制的饮料中加入适量的鳌合剂硫代硫酸钠,其保色作用就特别明显(见图4)。

另外,氨基酸也是一种很好的鳌合剂,如丙氨酸、甘氨酸均能鳌合金属离子使其失去活性,同时又可增加食品营养,并具备一定的抗氧化作用。

3　氧气 氧在自然界中的分布极广,是地壳中含量最多的元素,在180℃一个大气压条件下,每升水中可以溶解19.38毫升氧。

由于氧是生物界不可缺少的活性元素,可与所有元素反应生成氧化物,因而对食品中的各种成分均有不同程度的影响,天然色素也避免不了。

如辣椒色素在隔绝氧气条件下的褪色速度是不隔绝氧气时的1 2,在加入适当抗氧化剂维生素E 之后,在不隔绝氧气的条件下,其褪色速度降低40%,几乎与隔绝氧气时差不多(见图5),这个结果进一步证明了辣椒色素与氧接触可加速其褪色,抗氧化剂的存在可以降低氧对色素的影响。

另外,醌类、花色素类以及含酚羟基较多的其它色素均能被氧化而发生色变,直接影响食品的质量。

因此,在使用天然色素时,应尽量避免长时间与氧接触,包装时可采用真空软包装或充入惰性气体,也可在不影响食品风味的前提下加入适量的抗氧化剂。

如维生素C 、E 、卵磷脂、亚硫酸钠以及氨基酸等,必要时可加入两种以上的抗氧化剂。

但是,必须进行预试验,否则可能起不到抗氧化的作用。

我们在试验中发现,有些抗氧化剂合用时具有协同增效作用,有些则有拮抗作用。

如硫代硫酸钠与维生素E 合用作为辣椒色素的抗氧化剂时效果很差,褪色速度比空白色素液还高一倍(见图6),而在190℃高温下,从茶叶中提取的天然抗氧化剂与卵磷脂合用时,其抗氧化效果可提高百分之四十(见图7)。

图5　辣椒色素耐氧稳定性曲线F ig .5　Ch illi p igm en t stab ility to oxygen .图6　N a 2S 2O 3和V E 合用时抗氧化效果对比曲线F ig .6　A b so rp ti on cu rve w hen V E andN a 2S 2O 3are u sed at the sam e ti m e .—023—河　南　科　学第15卷第3期图7　不同抗氧剂的抗氧化效果对比曲线F ig .7　O x idati on resistance of diversity .图8　虫胶色素耐光稳定性曲线F ig .8　L ac p igm en t stab ility to natu ral ligh t .4　温度 这里所说的温度是指食品加工温度,而不是贮藏温度。

贮藏温度主要受外界气温影响,一般条件下很难予以控制,尤其是大批量食品的贮藏。

食品加工温度则可以根据食品特性予以调控。

天然色素用于食品着色时,多数情况下首先接触到热,因此加热温度是影响天然食用色素稳定性的重要因素。

如紫甘蓝色素加热5分钟即可发生色变,红米色素在不同条件下,100℃加热30分钟色差则达20-60%不等[2],玫瑰茄色素90℃加热4小时色差达60%[3],虫胶色素在pH 8时加热至120℃1小时色差达85%(见图3)。

因此减轻温度对天然色素色变的影响,可以根据所用天然色素及被着色物料的特性适当调整加工温度,尽可能进行低温操作。

另外,色素的加入最好设计在生产工艺的末端,尽量缩短加热时间。

5　光线 无论是天然色素本身的贮藏、使用,还是被着色食品的加工、贮藏,随时都有可能被光线照射,进而引起许多色素的颜色发生变化,影响食品的质量。

在光线中以紫外线对色素的影响最大,其次是可见光及红外线。

日光灯光线的能量分布近似于太阳光,对色素的影响作用也近似于太阳光,这一点往往被人们所忽视。

如姜黄色素系天然色素的主要品种,但对光稳定性极差,日光照射0.5小时色差达50%;虫胶色素在碱性条件下,日光照射5小时色差达40%(见图8);辣椒色素在酸性条件下光照6天色差达80%(见图2);叶红素类色素在光照情况下也不够稳定。

因此对于这类天然色素的应用,除在加工过程中予以遮光外,产成品的贮藏避光则更为重要,一定要选用透光性差的有色包装材料制作包装,对其色变有很好的防护作用。

以上所述是影响天然色素稳定性的几种主要因素,在实际应用过程中,可能同时遇到两种以上的问题,它们不仅对天然色素产生独立影响,还可能有明显的相乘作用。

因此,在使用天然色素时,应根据具体情况,综合考虑,充分试验,选择理想的防护措施,达到合理使用天然色素,大力推广天然色素、造福人类之目的。

—123—　1997年9月天然食用色素色变的原因及其防护参考文献1　尤新.发展中的我国食品添加剂工业.全国食品添加剂通讯.1991,(2):1-52　谭燕贞.天然食用色素红木素.食品科学,1987,(2):6-83　蔺定运等.中国红米色素的研究.食品与发酵工业.1989,(4):49-58D ISCOLOURAT I ON REAS ONS AND PROTECT I ONOF NATURAL FOOD P IG M ENTH u Y iliang Z heng X in rong Y uan X ien D u X un Gu Y id ong(B i o logy Instituge of H enan A cadem y ,Zhengzhou 450003)Abstract Peop les very like natu ral food p igm en t ,becau se its tox icity is very lowand it is in gay co lou rs.B u t its u se is no t conven ien t ,becau se it is no t stab le .B y analysing the elem en ts that affect disco lou rati on of natu ral food p igm en t ,acco rding to conditi on ,w e have advanced som e p ro tecti on m easu res and p rovided som e foundati on s fo r rati onal u se of natu ral food p igm en t .Key words N a tu ra l p igm en t ,　D iscolou ra tion ,　P rotect—223—河　南　科　学第15卷第3期。