表10-4四种食用合成色素性能比较
名称
溶解度
坚牢度a
水(%)
乙醇
植
物
油
耐
热
性
耐
酸
性
耐碱性
耐氧
化性
耐还
原性
耐
光
性
耐食
盐性
耐细
菌性
苋菜红
17.2(21℃)
极微
不
1.4
1.6
1.6
4.0
4.2
2.0
1.5
3.0
胭脂红
23(20℃)
微
不
3.4
22.0
4.0
2.5
3.8
2.0
2.0
3.0
柠檬黄
11.8(21℃)
加氨生成的焦糖色素一般带正电。负电性焦糖色素是利用糖类与铵盐制成，可溶于乙醇、曾用于饮料中。实际上，焦糖色素的生成，包括了10.3.2合成着色剂
在实际食品工业生产中，广泛使用合成色素，具有稳定、价低、色泽鲜艳等特点，但务必注意安全性，不能超过使用限量。
最近几年对苋菜红进行的毒性慢性试验，发现它能使受试动物致癌致畸，因而对其安全性问题产生争议。我国和其他很多国家目前仍广泛使用这种色素，我国卫生法规定苋菜红在食品中的最大允许用量为50mg/kg食品，主要限用于糖果、汽水和果子露等种类。
10.3.2.2胭脂红
胭脂红(ponceau4R)即食用红色1号，又名丽春红4R，其化学名称为1-(4′-磺酸基-1-萘偶氮)-2-萘酚-6，8-二磺酸三钠盐，是苋菜红的异构体。
10.3.2.8新红
新红(new red)的化学名称为2-(4′-磺基-1′-苯氮)-1-羟基-8-乙酸氨基-3，7-二磺酸三钠盐，其结构式如下：
新红为红色粉末，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于油脂，可用于饮料、配制酒、糖果等，最大允许使用量50mg/kg食品。
10.3基础色的选择与色的调配
合成色素中，基础色有八种，红色四种、蓝色两种、黄色两种。
紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似，在不同pH值时显不同颜色，即在pH＜4，和pH=4，6和8时，分别呈现黄、橙、红和紫色。
10.3.1.4红曲色素
红曲色素（monascin）为红曲菌(Monascussp.)产生的色素，这种色素早在我国古代就是用于食品着色的天然色素。目前已证实红曲色素为混合物，并对其中的6种进行了化学结构鉴定，表明属于氧茚并类化合物，其中显黄色、橙色和紫红色的各有2种。
10.4.1.3酚、酶、氧是形成醌的基本条件。邻羟基酚如儿茶酚、咖啡酸、绿原酸等易被氧化，其次是对位二酚，一元酚氧化较慢。另外，一些酚类衍生物如花青素、类黄酮、儿茶素等也可发生酚酶褐变。红茶加工过程中就利用儿茶素的酶促褐变，茶黄素和茶红素是构成红茶色素的主要成分。柠檬、桔子、香瓜、西瓜等由于不含多酚氧化酶而不发生酶促褐变。过氧化物酶也能催化酚 类氧化。
由红、黄、蓝三种基础色可调配出不同的调配色。
红 黄 蓝红黄（基础色）
橙绿紫橙 （二次色）
橄榄灰棕褐（三次色）
除基色以外，现在大多数生产商均可提供调配色，包括巧克力棕、葡萄紫、草莓红等。为了提高水溶性着色剂在油脂中的分散性，或提高脂溶性着色剂在水中的分散性，最简便的加工方法也是乳化调配。乳化型着色剂中乳化剂的使用量一般为着色剂量的２％，防腐剂用量为着色剂量的0.2％，其他助剂为着色剂量的１％。
10.3食品中使用的着色剂
食品加工中目前允许使用的着色剂包括一些天然着色剂和人工合成着色剂。
10.3.1天然着色剂
○指从天然原料中（动、植物及微生物）提取并精制而成的色素产品，再作为食品添加剂，使用到食品中，用于食品的着色。虽然安全性高，但作为添加剂，也有限量。
○主要有：甜菜红、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色素、β－胡萝卜素、红曲色素等。
苋菜红（amaranth）即食用红色2号，又名蓝光酸性红，化学名称为1-(4′-磺酸基-1-萘偶氮)-2-萘酚-3，7-二磺酸三钠盐，其化学结构式如下：
苋菜红属偶氮磺酸型水溶性红色色素，为红色颗粒或粉末状，无臭味，可溶于甘油及丙二醇，微溶于乙醇，不溶于脂类。0.01%苋菜红水溶液呈红紫色。对光、热和盐类较稳定，且耐酸性很好，但在碱性条件下容易变为暗红色。此外，这种色素对氧化还原作用较为敏感，不宜用于有氧化剂或还原剂存在的食品（例如发酵食品）的着色。
赤藓红为水溶性色素，溶解度7.5%(21℃)，对碱、热、氧化还原剂的耐受性好，染着力强，但耐酸及耐光性差，在pH＜4.5的条件下，形成不溶性的酸。在消化道中不易吸收，即使吸收也不参与代谢，故被认为是安全性较高的合成色素。ADI＜2.5mg/kg体重（FAD/WHO，1972）。用于饮料、配制酒和糖果等，最大允许使用量为50mg/kg食品。
胭脂虫(cochineal)是一种寄生在胭脂仙人掌(Napalea coccinelifera)上的昆虫，此种昆虫的雌虫体内存在一种蒽醌色素，名为胭脂红酸（carminic acid）。胭脂仙人掌原产于墨西哥、秘鲁、约旦等地。
胭脂红酸作为化妆品和食品的色素沿用已久。这种色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解，其颜色随pH改变而不同，pH4以下显黄色，pH4时呈橙色，pH6时呈现红色，pH8时变为紫色。与铁等金属离子形成复合物亦会改变颜色，因此在添加此种色素时可同时加入能配位金属离子的配位剂，例如磷酸盐。胭脂红酸对热、光和微生物都具有很好的耐受性，尤其在酸性pH范围，但染着力很弱，一般作为饮料着色剂，用量约为0.005%。
#10.4食品加工贮藏中的褐变
食品加工贮藏中经常会出现变色的现象，与风味、外观、营养价值等有一定的关系。其中，褐变是广泛存在的一种变色现象。
天然食品在加工贮存中，由于机械损伤、加工处理等都可能褐变。如去皮的香蕉、土豆、茄子等在空气中的褐变，烘烤面包的金黄色等。
根据反应机理不同，可分为酶促褐变与非酶褐变。后者不需要酶作催化剂，主要有美拉德反应、焦糖化反应、以及抗坏血酸反应。
红曲色素均不溶于水，但在培养红曲菌时，若培养基中的氨基酸、蛋白质和肽的含量比例增大，便可以得到水溶性的红曲色素，这可能是红曲色素与蛋白质之间形成了溶于水的复合物。
红曲色素可溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶剂，具有较强的耐热等优点，相对不耐光；并且对一些化学物质，例如，亚硫酸盐、抗坏血酸有较好的耐受性。在0.25%色素溶液中，添加100mg/kg的抗坏血酸或亚硫酸钠、过氧化氢，放置48h后仍然不变颜色。但强氧化剂次氯酸钠易使其漂白。Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+等离子对色素的颜色均无明显影响。
胭脂红为红色水溶性色素，难溶于乙醇，不溶于油脂，为红色至暗红色颗粒或粉末状物质，无臭味，对光和酸较稳定，但对高温和还原剂的耐受性很差，能被细菌所分解，遇碱变成褐色。大白鼠喂饲试验结果表明，这种色素无致肿瘤作用。我国食品添加剂使用卫生标准规定胭脂红最大允许用量为50mg/kg食品。主要用于饮料、配制酒、糖果等。
10.4.1酶促褐变
10.4.1.1概念：许多新鲜的浅色水果和蔬菜，如苹果、香蕉、土豆等，当受到机械性损伤（削皮、切开、压伤等）或者受冻、受热时，会在酶的作用下发生氧化呈褐色，称为酶促褐变。
10.4.1.2其机理是：植物组织中含有酚类物质，在完整细胞中作为呼吸传递物质，在酚-醌间保持着动态平衡。当细胞受到破坏后，氧大量侵入，平衡向醌的生成方向移动，醌积累并进一步聚合形成褐色色素-称黑色素。如土豆，含有丰富的酪氨酸-含酚—OH，也存在多酚氧化酶，当切开土豆后即发生氧化-聚合的褐变反应。动物皮肤、毛发中黑色素也有类似形成机理。
着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原，但这种色素对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香。我国允许的添加量因食品种类不同而异，具体允许使用量参见我国GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》规定。
姜黄素
10.3.1.6焦糖色素
也称酱色。焦糖色素是糖质原料，例如，蔗糖、糖浆等，加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物。为我国传统使用的色素之一，属于半天然色素。我国已经明确规定加铵盐制成的焦糖色素因毒性问题不允许使用，非铵盐法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料等。
与合成的着色剂相比，天然着色剂具有安全、无毒之特点，但十分不稳定，工艺性能较差，提取价格较高。
10.3.1.1叶绿素铜钠盐
叶绿素铜钠盐，也称铜叶绿素钠盐。它是以富含叶绿素的菠菜、蚕粪或其他植物等为原料，首先用碱性酒精提取，经过皂化后添加适量硫酸铜，叶绿素卟啉环中镁原子被铜置换，即生成叶绿素铜钠盐。
10.3.1.2胭脂虫色素
我国对人工合成着色剂的限制较严，目前允许使用8种水溶性合成色素：
胭脂红（食用红色1号）0.05g/Kg、苋菜红（食用红色2号）0.05g/Kg、新红0.05g/Kg、赤藓红0.05g/Kg、日落黄0.10g/Kg、柠檬黄（黄色5号）0.10g/Kg、亮蓝0.10g/Kg、靛蓝0.025g/Kg。
10.3.2.1苋菜红
微
不
1.0
1.0
1.2
3.4
2.6
1.3
1.6
2.0
靛蓝
1.1(21℃)
不
不
3.0
2.6
3.6
5.0
3.7
2.5
34.0
4.0
a.坚牢度项中，1.0～2.0表示稳定，2.1～2.9为中等程度稳定，
3.4～4.0为不稳定，4.0以上是极不稳定。
10.3.2.6亮蓝
亮蓝(brillant blue)又名蓝色1号，其化学名称为 4-[N-乙基-N-（3′-磺基苯甲基）-氨基]苯基-（2′-磺基苯基）-亚甲基-（ 2，5-亚环己二烯基）-（3′-磺基苯甲基）-乙基胺二钠盐。化学结构式如下：
10.3.1.3紫胶虫色素
紫胶虫(Coceus lacceae)是豆科黄檀属(Dalbergia)、梧桐科芒木属(Eriolaena)等属树上的昆虫，其体内分泌物紫胶可供药用，中药名称为紫草茸。我国西南地区四川、云南、贵州以及东南亚均产紫胶。目前已知紫胶中含有五种蒽醌类色素，紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取代不同，分别称为紫胶红酸A、B、C、D、E,紫胶红酸一般又称为虫胶红酸(laccaic acid)。