王婷婷

南開中學(xué)

對(duì)植物中天然色素的探究

王婷婷

南開中學(xué)

食用色素的使用深入我們生活的方方面面，是食品工業(yè)不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著人們對(duì)食品健康問題的日益關(guān)注，天然色素將取代合成色素成為這一領(lǐng)域的主流。本文通過(guò)查閱參考文獻(xiàn)，介紹了天然色素的歷史沿革和研究意義，結(jié)合植物中常見色素的應(yīng)用實(shí)例探討了它們的應(yīng)用價(jià)值，并分析天然色素不穩(wěn)定性的原因。旨在引導(dǎo)公眾正確看待天然色素產(chǎn)業(yè)，并呼吁加大對(duì)此方向的研究。

天然色素；性質(zhì)；應(yīng)用前景

引言

食用色素是一種重要且常用的食品添加劑，它給予食品以豐富多彩的顏色，刺激消費(fèi)者的購(gòu)買欲望，是現(xiàn)代食品工業(yè)中不可或缺的化學(xué)原料。按不同的原料來(lái)源，食用色素又可分為工業(yè)合成色素和來(lái)自自然界的天然色素。

長(zhǎng)期以來(lái)，合成色素以其價(jià)格低廉，生產(chǎn)方便，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)成為食用色素行業(yè)的主流。然而，過(guò)量地食用合成色素會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的不良影響，肯德基的“蘇丹紅”，上海的“染色饅頭”，這些事件就是一起起明證。隨著人們對(duì)生活質(zhì)量和食品安全的重視，合成色素的使用正越來(lái)越多的限制，如美國(guó)法律認(rèn)可的合成色素從幾百種減至7種[1]，很多國(guó)家對(duì)色素的最高使用標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了下調(diào)。

在這樣的背景下，天然色素在商業(yè)上的應(yīng)用潛力被發(fā)揮出來(lái)，到目前取得了重大進(jìn)展。筆者希望通過(guò)探討天然色素的功能，結(jié)合日常常見植物中的色素的例子，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，為讀者介紹天然色素，這一具有廣闊發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)。

1.天然色素概述

天然色素指從天然渠道，而非人工合成獲得的食用色素，大多數(shù)由植物體中提取，利用萃取的方法得到。

與大眾想象的不同，天然色素的使用并不是現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)物，它的使用伴隨著人類的歷史發(fā)展，早在幾千年前，人類就知道使用植物的汁液和昆蟲的血液進(jìn)行染色。我國(guó)古代人民在這方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)，例如從胭脂蟲中提取出胭脂紅色素，又例如早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，俗話中的，青取之于藍(lán)而勝于藍(lán)，這里的青就是從蓼藍(lán)中提取出的染料。

同時(shí)，天然色素的合成過(guò)程，有時(shí)對(duì)人工合成染料也有重要的意義，例如靛藍(lán)的合成路線，就是參考了天然色素得到的。當(dāng)然，天然色素除了食品染色的作用外，也可以消除人工色素給人體帶來(lái)的健康隱患。這使我們更深刻地認(rèn)識(shí)到天然色素的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.植物中常見天然色素的應(yīng)用實(shí)例

天然色素的使用目的不僅僅在于食物的染色，很多天然色素本身，由于富含大量的天然物質(zhì)，還具有保健的功能，以下筆者將結(jié)合自然世界，給出幾個(gè)植物中天然色素的實(shí)例，并介紹和探討他們的應(yīng)用價(jià)值。

2.1 葉綠素

宇宙中鳥瞰地球是一個(gè)藍(lán)綠交錯(cuò)的星球，葉綠素為綠色的陸地做出了主要貢獻(xiàn)，在植物的葉綠體中它與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成可以捕捉太陽(yáng)能的結(jié)構(gòu)，幫助植物進(jìn)行光合作用。為自然界提供源源不斷的能量，使地球上各種各樣的生物得以生存和發(fā)展。

葉綠素是最常見的天然色素之一，它是一種復(fù)雜的有機(jī)酸酯，易溶于有機(jī)溶劑。在可見光波長(zhǎng)范圍（390-780納米）內(nèi)，葉綠素大量吸收650-680納米的紅光和430-470納米的藍(lán)光，反射540納米的綠光，所以呈現(xiàn)綠色。

在食品工業(yè)中，用葉綠素加工食品不僅能夠染色，還能帶來(lái)自然清新的口感；在日化產(chǎn)業(yè)中，由于它的抑菌作用，被大量應(yīng)用于草本牙膏中，對(duì)口腔保健有明顯的功效[2]。

2.2 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素在結(jié)構(gòu)上是一種共軛烯烴，是脂溶性色素，存在于葉綠體中，可以保護(hù)葉綠素不受短波光的破壞，起到陽(yáng)傘的作用。在生物學(xué)中按照功能常被分為兩類，一類是紅橙色的胡蘿卜素，一類是黃色的葉黃素，后者可由前者轉(zhuǎn)化得到。胡蘿卜素經(jīng)過(guò)人和動(dòng)物體內(nèi)酶的作用,轉(zhuǎn)化為對(duì)于進(jìn)行各種生命活動(dòng)十分重要的維生素A。有文獻(xiàn)研究稱它可以顯著降低老年性白內(nèi)障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2.3 花青素

花青素是一種常見的水溶性色素，因?yàn)槟軌蛭詹煌目梢姽獠ㄩL(zhǎng)而呈現(xiàn)豐富的色彩?；ㄇ嗨鼐哂泻芎玫目寡趸芰Γ軌蚺c人體中的自由基發(fā)生反應(yīng)，后者是導(dǎo)致人體衰老的原因之一。研究表明，花青素對(duì)腫瘤有一定的抗性，所以近年來(lái)對(duì)其醫(yī)藥的研究也如火如荼地展開[4]。

3.天然色素的穩(wěn)定性分析

與人工合成色素相比，天然色素的一大缺陷就是理化性質(zhì)不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定性體現(xiàn)在如下的幾個(gè)方面：

天然色素的顏色隨pH值的改變而發(fā)生變化，大多堿性偏藍(lán)色，酸性偏紅色。其光穩(wěn)定性差，不抗紫外線，有的甚至在室內(nèi)散射光下也會(huì)分解。此外，天然色素因受熱易分解，不能廣泛使用在加熱食品中。天然色素大多有不飽和雙鍵，易氧化褪色。金屬離子對(duì)天然色素的作用各有不同，如Fe3+，易使其褪色，而Na+，則影響不大。

結(jié)語(yǔ)

盡管天然色素的工業(yè)化使用還存在著不少問題，但隨著人們對(duì)健康的日益關(guān)注，天然色素的使用必會(huì)成為食用色素行業(yè)的趨勢(shì)。然而，公眾對(duì)它的應(yīng)用卻并不了解，近年來(lái)對(duì)花青素抗癌作用的炒作就是一個(gè)證明。其實(shí)，花青素既不少見，也不昂貴，它的抗癌作用現(xiàn)在也在研究階段，離真正投入應(yīng)用還有很長(zhǎng)的距離。天然色素的發(fā)展需要引導(dǎo)公眾對(duì)其的正確認(rèn)識(shí)，也需要國(guó)家和企業(yè)對(duì)它更大的研發(fā)投入[5]。

[1]沈國(guó)強(qiáng),楊春霞，張棟.天然色素(染料)的研究及發(fā)展趨勢(shì)[J].染料與染色,2009(1):7–10.

[2]李楠.天然色素的研究概況[J].科技致富向?qū)?2011(32):178.

[3]劉麗婭,陳山,王軍,韓忠，袁竹連.植物天然食用色素的功能及其制備工藝[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006(9):96–100.

[4]彭子模,李進(jìn)，孟冬麗.植物源天然色素的開發(fā)與應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000(4):43–50, 55.

[5]賀也.別再神化花青素了[N].健康時(shí)報(bào),2015-11-12(4).