肖正春，張廣倫

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京 210042)

我國幅員遼闊，植物資源豐富，天然植物色素生產的原料不少，特別是一些農業(yè)產品，如玉米、高粱、辣椒、蘿卜、番茄、紫甘藍、紫甘薯等，產量較大，利用方便。這就為天然食用植物色素的開發(fā)提供了豐富的原料，也為農副產品的深加工開辟了新的途徑。

1 人類利用植物色素資源的歷史舉例

人類最初使用的色素，除一些礦物外，主要來源于植物。天然植物色素使用于人們衣著、食物和其他裝飾，能給人以視覺刺激，給人以美的感覺。自然界的植物大多含有綠色素，在古代人們無法用來著色，因為它在高溫中被破壞而成為黃色。無論是東方還是西方，古代的植物染料多為藍色和黃色。產生藍色的主要有：蓼藍、槐藍、菘藍、馬藍等；產生黃色的主要有：梔子、黃櫨、黃檗、槐花、地黃、郁金等。產生綠色的只有鼠李。

食物色澤是食品感官品質的一個重要指標。在西方，早在公元10世紀以前，人們就開始利用植物性色素給食品著色。當時大不列顛的利克撒人就用茜草植物色素做成玫瑰紫色糖果。以后，美洲的托爾鐵克人和阿芒特克族人相繼從雌性胭脂蟲提取出胭脂紅，用于食品著色。我國古代就有將紅曲米釀酒、醬肉、制紅腐乳等的習慣。我國西南地區(qū)有用黃飯花、江南一帶有用烏飯樹葉，均搗汁在農歷四月初染糯米飯食用的習慣。

在衣著印染和繪畫方面，古代使用的植物色素種類也不少，如靛藍類色素就來自多種植物，即蓼藍、菘藍、木藍、草大青、馬藍等含有吲哚酸成分的植物葉子發(fā)酵制成，古籍中曰：凡藍五種、皆可為靛(宋應星·《天工開物》)。它用來染布顏色經久不退，通稱藍靛，有的地區(qū)叫靛青。

靛藍，是一種具有3 000多年歷史的還原染料。戰(zhàn)國時期荀況的千古名句“青，出于藍而勝于藍”就源于當時的染藍技術。這里的“青”是指青色，“藍”則指制取靛藍的藍草。在秦漢以前，靛藍的應用已經相當普遍了。

靛藍在西方很早有使用。在不列顛島嶼上居住的凱爾特人，他們的勇士們在作戰(zhàn)之前就用靛藍涂在身體上著色，使得自己看上去更加的勇猛可怕，也給敵人帶來了一定的恐懼心理。

靛藍主要用于棉紗、棉布、羊毛或絲綢的染色，是重要的還原染料。以靛藍處理的產品，具有優(yōu)良的耐光、耐氣候牢度及耐熱穩(wěn)定性，給出藍色調。靛藍還用于食品、醫(yī)藥和日用化妝品的著色。食用靛藍為食用合成色素。

天然色素植物大多也是中藥材。上述的5種靛藍類植物就是中藥材，根據古代本草著作，用此類植物取汁作染料，也是很好的藥物。

如梔子，原產中國中部，生產黃色素，已有2 000多年的栽培歷史。其藥用，始見于《神農本草經》，又名木丹。漢司馬相如所作《上林賦》中有“鮮支黃礫”之句，鮮支即梔子?！稘h書》曾記“漢有梔茜園”及《晉書》所載“晉有華林園種梔子，今諸宮有秋梔子”等語。梔子安全性好，在中國有上千年的應用歷史，民間用梔子泡茶飲用，并與麥芽、三渣、菊花一起煎湯作防暑飲料。梔子黃色素的主要成分為藏紅花素和藏紅花酸，極易被人體吸收，在人體內可以轉化為維生素A?？梢匝a充人體維生素的不足，是一種營養(yǎng)型著色劑。同時，梔子還是常用中藥，梔子黃有類似梔子的作用，有清熱祛火，涼血利膽，降低膽固醇的作用，具有一定的保健功能。因此，它可以說是一種集著色、營養(yǎng)、保健多功能為一體的天然植物色素。

作為黃色素的植物還有姜黃(郁金)、地黃、山礬等?！侗静菥V目》記載，郁金：“其苗如姜，……外黃內赤以浸水染赤，亦微有香氣?！薄短票静荨酚涊d郁金：“主血積下氣破惡血?！闭f明古代將郁金視為染色要藥。地黃是古代著名的染“冕黃”的原料，也是治療邪熱血燥、白喉和養(yǎng)陰清肺的良藥。山礬既是黃色染料，又是治療久痢、止渴、殺虱的藥物。

凍綠原是一種綠色的名稱，來源于鼠李(如長葉凍綠Rhamnuscrenata、小葉鼠李R.parvifolia、圓葉鼠李R.globosa等)。古時國內外染綠色時，主要方法是利用藍色和黃色染料合染而得綠色，而凍綠可單獨染成綠色。凍綠的果和葉內含綠色素，可作綠色染料，是我國古代為數不多的天然綠色染料之一，明清時期，中國所產的凍綠已聞名國外，被稱為中國綠。《本草綱目》中談到鼠李時介紹：“鼠李生道路邊，其實附枝如穗，人采其嫩者，取汁刷染綠色”。

植物紅色素，在古代，主要有紅花、茜草、蘇木3種。關于紅花，《金匱要略》有紅藍花酒和紅花湯均以單味紅花的紅色素治療疾病?！侗静菥V目》也載有紅花能活血潤燥、止痛散腫、通經的功能。關于茜草，使用歷史更悠久，《神農本草經》載有茜草可治寒風濕、黃疸、補中等?！睹t(yī)別錄》載有茜草根既可用于染紅，也對傷跌有較好的療效。關于蘇木，《草本拾遺》、《本草綱目》、《植物名實圖考》等本草中均載，可作為絳紅色染料，也是很好的藥物。如《本草綱目》載有：“蘇木主赤白痢……虛勞血癖氣壅滯。”

其他含有色素的藥用植物，如紫草、藤黃、薯莨、菝葜等許多植物，都是可以染色的中草藥。

2 化學合成色素的有礙健康與回歸自然的呼聲

自從1856年英國人W.H.Perkins發(fā)明了第一個合成有機色素苯胺紫以后，食品著色開始進入使用合成色素的時代。由于合成色素色澤鮮艷，性質穩(wěn)定，成本低廉，因而在很長一段時間內幾乎取代了天然色素，食用合成色素的品種超過100種。但是，20世紀60年代以后，許多研究表明，一般合成色素都有程度不等的毒性，有些含有致癌物質，特別是化學結構含偶氮型的色素有可能在人體內成為致癌物。此外，在合成色素的過程中，也有可能污染有重金屬及其他有害物質，如砷、鉛、銅、苯酚、苯胺以及硫酸鹽等有害物質。因此，合成色素越來越使人們感到不安全。從20世紀50年代的100多種人工合成色素用于食品著色，到20世紀末，已有60～70余種被禁用。隨著現代醫(yī)學的發(fā)展，大多數合成色素被證明有不同程度的毒性而對人體有害，甚至有致癌、致畸作用，因此食用合成色素的使用不斷降溫，其使用范圍和用量受到限制，目前仍在使用的合成色素約13種；美國只有10種，英國有16種，我國只有8種，有的國家如丹麥、挪威則已完全禁止使用。鑒于使用合成色素具有潛在危險性，世界各國在食品色素添加劑要求越來越嚴格，合成色素可應用的品種越來越少，而天然色素品種的應用越來越多。

天然食用色素的被廣泛應用，還有賴于其功能性越來越多地被人們認識。如類胡蘿卜素類天然色素可在人體內轉化為維生素A，并具有保持上皮細胞健全、維持正常視覺、提高免疫力的多種生理功能；紅曲米粉作為天然著色劑，其中含有降血壓的Lovastatin黃酮類天然色素，具有軟化血管、增強血管彈性的功能，紅曲降血脂產品也已經打入國內外市場。用超臨界萃取法精制辣椒紅、葉綠素和天然β-胡蘿卜素的微膠囊化工作正在深入。如人們正在研究開發(fā)的種類有：五味子紅色素、紫蘇色素、火棘色素、蘿卜色素、山楂色素、落葵紅色素、黑加侖色素、茶色素、柿皮色素、龍葵色素等，其中不少種類顯現出良好勢頭。浙江的烏飯樹葉藍黑色素含量最高達18.7%，且易溶于水，耐光耐熱性能好；云南西雙版納的花色素為水溶性紅色素，染著性極強；櫧樹果殼中棕色素含量很高，在pH8～11之間棕色無明顯變化，著色力強而穩(wěn)定；海南島的仙人掌果實含有大量紫紅色素，屬甜菜類化合物，極具開發(fā)利用價值；灰白毛莓(俗稱烏泡)漿果中紅色素含量最高者(鮮果中花青苷含量為0.525%)；商陸漿果中甜菜苷含量比甜菜還高75%，也都具有很高開發(fā)利用價值。

據有關資料顯示，各國對天然食用色素允許生產和使用的種類還存在差異。如FAO/WHO允許使用的天然食用色素有：紫草紅、安拉妥、花色苷類、辣椒紅、焦糖色素、紅花色素、葉綠素銅鈉(鉀)、β-胡蘿卜素、β-阿樸-8′-胡蘿卜醛、番茄紅、姜黃色素、藏紅花、郁金香、葉黃素等。

美國允許生產和使用的主要種類有：胭脂樹橙、脫水甜菜粉、焦糖、β-胡蘿卜素、胭脂蟲紅、葡萄皮花色素、海藻粉色素、果蔬汁色素、辣椒色素、菊科植物粉末及提取物、玉米胚乳油、核黃素等。

日本允許生產和使用的主要種類有：胭脂樹橙、紫蘇色素、紅花色素、可可色素、甘草色素、葉綠素、羅望子色素、漿果類色素、茜草色素、紫根色素、梔子黃素等。

我國允許使用的人工合成色素只有莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃和靛藍4種。而截至1998年底，國家批準允許使用的食用天然色素共有48種：包括天然β胡蘿卜素、甜菜紅、姜黃、紅花黃、紫膠紅越橘紅、辣椒紅、辣椒橙、焦糖色(不加氨生產)、焦糖色生產焦糖色(加氨生產)、紅米紅、菊花黃浸膏、黑豆紅、高梁紅、玉米黃、蘿卜紅；可可殼色、紅曲米、紅曲紅、落葵紅、黑加侖紅、桅子黃、桅子蘭，沙棘黃、玫瑰茄紅、橡子殼棕，NP紅、多穗柯棕，桑椹紅、天然芥菜紅、金櫻子棕；姜黃素、花生農紅、葡萄皮紅；藍靛果紅；藻蘭、植物炭黑，密蒙黃，紫草紅；茶黃色素、茶綠色素、柑橘黃、胭脂樹橙(紅木素/降紅木素)胭脂蟲紅、氧化鐵(黑)等。常用的天然著色劑有辣椒紅、甜菜紅、紅曲紅、胭脂蟲紅、高粱紅、葉綠素銅鈉、姜黃、梔子黃、胡蘿卜素、藻藍素、可可色素、焦糖色素等等。

3 我國食用植物色素資源的主要植物種類及其評價

目前，世界上允許使用的食用天然色素有50多種。我國在國標GB2760-2011《食品添加劑使用標準》中，我國允許使用的食用天然色素有40余種，主要包括有柑橘黃、焦糖色素、葉綠素銅鈉鹽、番茄紅、紅花黃、姜黃、玫瑰茄紅、辣椒紅、茶黃素等。我國食用色素的年產量約為28 000 t，其中天然食用色素年產量約為25 000 t。我國焦糖色素、紅曲紅、辣椒紅、葉黃素、梔子黃等均已規(guī)?；a，產品已打入國際市場。

我國植物資源豐富，天然植物色素生產的原料不少，特別是一些能用于提取植物食用色素的農副產品，如高粱、辣椒、蘿卜、番茄、紫甘藍、紫甘薯等，資源豐富，利用方便。這就為天然食用植物色素的開發(fā)提供了豐富的原料?，F將主要的食用色素植物種類簡要介紹如后。

3.1 莧菜Amaranthus mangostanus L.(莧科)

莧菜在我國南北各地栽培，資源比較豐富。天然莧菜紅是以紅莧菜可食部分為原料，經水提取、乙醇精制獲得的濃縮液。通過干燥處理，即可獲得紫紅色干燥粉末狀成品。

天然莧菜紅主要成分為莧菜苷，分子式：C30H34O19N2，相對分子質量：726。其余還有少量甜菜紅苷等。天然莧菜紅為紫紅色膏狀或無定形干燥粉末，易吸濕，易溶于水和稀乙醇溶液。溶液在pH值小于7時呈紫紅色，澄明；不溶于無水乙醇、石油醚等有機溶劑。對光、熱的穩(wěn)定性較差，銅、鐵等金屬離子對其穩(wěn)定性有負影響。pH值大于9.0時，本品溶液由紫紅色轉變?yōu)辄S色。本品無毒，一般在酸性介條件下適用。

本品主要用于食品，為紅色著色劑。我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760-1996)中規(guī)定：可用于果汁(味)飲料類、碳酸飲料、配制酒、糖果、糕點上彩裝、紅綠絲、青梅、山楂制品、染色櫻桃罐頭(裝飾用，不宜食用)、果凍，最大使用量0.25 g/kg。

3.2 甜菜Beta vulgaris L.(藜科)

甜菜為我國北方生產的主要糖料植物。甜菜食用色素，亦稱甜菜根紅Beet Root Red。甜菜根采收后，切塊、干燥備用。甜菜紅色素是以食用紅甜菜為原料，通過浸提、分離、濃縮、干燥而成的天然食用色素。

甜菜紅主要成分為甜菜花青素和甜菜黃素，其組成成分中含有氮，屬含氮花青素類。本品為紅紫至深紫色液體、塊或粉末，易溶于水。甜菜紅的水溶液呈紅色至紅紫色，pH3.0～7.0比較穩(wěn)定，pH4.0～5.0穩(wěn)定性最大。染著性好，但耐熱性差，降解速度隨溫度上升而增加。光和氧也可促進降解。抗壞血酸有一定的保護作用，穩(wěn)定性隨食品水分活性(Aw)的降低而增加。

甜菜根的色素含量極為豐富，主要色素稱為甜菜紅(Betalains)，包括紅色的Betacyanins及黃色的Betaxanthins，多數品種的甜菜根含有較多量的紅色Betacyanin，每100 g的甜菜根含有高達200 mg的色素，是很好的色素來源。西歐每年大約產出20萬t以上的甜菜根，其中大約有10%系用來加工做為色素用途。但因甜菜紅對熱、氧氣及光線很敏感，使其在應用上受到限制，一般常用于冰淇淋、凝態(tài)優(yōu)酪乳、干混食品及糖果等食品中。

目前，甜菜紅主要用于罐頭、果味水、果味粉、果子露、汽水、糖果、配制酒等，醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)也有所應用，是冷飲、乳制品、果醬、果凍等理想的著色劑。

3.3 紅甘藍Brassica oleraea var.capitata L.(十字花科)

紅甘藍為我國各地栽培的蔬菜。紫甘藍色素屬花青苷類色素，以可食部分提取食用色素。提取色素時多用水或一定比例的乙醇的酸性水溶液提取法，并可加用微波、超聲輔助提取方法。據報道，在微波功率400 W，料液比7.5∶1，pH=2，提取時間2 min的條件下提取紫甘藍色素，得率為18.6%。劉妍妍等報道，用超聲輔助法，以30%的乙酸溶液提取，料液比1∶4，提取溫度40 ℃，超聲50 min的條件下，得率為1.89 mg/g。此外，還有以超臨界CO2萃取等方法。紫甘藍色素的純化，多用大孔樹脂柱層析方法。

我國生產的紫甘藍色素產品在不同pH值的溶液中呈現不同的顏色，且耐熱、耐光。產品質量符合FAO/WHO國際標準。

研究表明，該產品在室溫下穩(wěn)定，對自然光穩(wěn)定性好，對熱、酸和堿穩(wěn)定性差。蔗糖、葡萄糖、檸檬酸、食鹽對其穩(wěn)定性影響很小，而維生素C、苯甲酸可影響其穩(wěn)定性。除Fe3+、Al3+、Pb2+、Sn2+對紫甘藍色素有一定影響外，其他金屬離子對其基本沒有影響。因此，它被廣泛的應用于飲料、糖果、罐頭、乳制品的著色。

3.4 密蒙花Buddleja officinalis Maxim.(馬錢科)

密蒙花的花含有多種苷類。民間用密蒙花染制黃色糯米飯，方法極為簡單：只要將一束采集好的密蒙花放在水中與米同時浸泡，那米蒸出的飯便自然變成金黃色，且?guī)в幸还商厥獾南阄?，如果是糯米飯，更加爽口?/p>

密蒙花黃色素，英文名Buddleja officinalis yellow pigment，以密蒙花(干花)為原料提取黃色素。密蒙花黃色素的提取，一般將干花粉碎，用熱水浸泡數次，直至無黃色為止。將浸提液過濾，濃縮，用乙醇除去不溶解的雜質，再過濾，經濃縮、干燥，即得成品干粉。也可以將密蒙花原料用溶劑浸提出黃色素，然后將浸提液進行過濾、濃縮、精制得到其浸液或浸膏。

密蒙花黃色素溶于水、乙醇，不溶于乙酸乙酯、乙醚等有機溶劑。研究表明，密蒙花黃色素水溶性好，對光、熱有一定耐受性，當pH為4～7時，色素穩(wěn)定性好，適合于食品的pH范圍。當色素溶液中添加NaCl、CuSO4、FeCl3及苯甲酸、檸檬酸、蔗糖等時，它們的協(xié)同和拮抗作用不顯著；色素對氧化劑H2O2的耐受力較弱。有報道，密蒙花中還含有α-藏花素(Crocin)、4′,5,7-三羥基黃酮(Apigenin)、甘露糖醇(D-mannitol)及醉魚草苷(Buddlcoglucoside)等成分。因此，密蒙花的色素提取物可不提純，而直接使用。

密蒙花黃色素無毒無害，對人體無任何不良影響，安全可靠；可用于食品著色，有利于改善食品色調、風味，增強食欲。

3.5 紅花Carthamus tinctorius L.(菊科)

紅花古稱“煙支”、“燕支”、“胭脂”等，原產于西域。匈奴人認為妻妾如紅花般可愛，因此稱之為閼氏。古時胭脂山(今甘肅省永昌縣、山丹縣之間)盛產紅花，漢武帝時大將霍去病奪下曾為匈奴所占領的煙支山，使匈奴人“婦女無顏色”。如《匈奴歌》曰：失我祁連山，使我六畜不蕃息；失我闋氏山，使我婦女無顏色。

紅花黃色素由紅花(Carthamustinctorius)的花瓣為原料，利用現代的生物技術提取而成的天然色素。

紅花黃色素(Safflower Yellower ；Saffron)成分：紅花黃A(Saffionin A，C27H30O15)和紅花黃B(Saffiomin B)及氧化物。外觀：黃色粉末；易溶于水、稀乙醇，不溶于乙醚、石油醚、油脂等；抗光性好，100 ℃以下無變化；在酸性水溶液中，效果更好，染色力強，在pH值2～7范圍的溶液中呈黃色，不變色，色價406 nm：≥60。

應用范圍：果汁飲料類、配制酒、碳酸飲料、糖果、糕點上彩裝、紅綠絲、罐頭、青梅、冰淇淋、雪糕、冰棍、果凍、蜜餞等。最大使用量 0.2 g/kg。

研究表明，紅花黃色素具有抑制血小板聚集、抑制血栓形成、擴張血管、改善心肌供血、降血壓、抗氧化、抗炎、鎮(zhèn)痛等多種功效。目前，由于人工合成的“檸檬黃”有毒性，已被許多國家禁止使用，然而紅花黃色素具有熱穩(wěn)定性好、低毒，并且有多種藥理功效等優(yōu)點，現已成功用于各種飲料、食品、酒類的著色，特別是成為嬰幼兒和老年保健食品的首選著色劑。

3.6 大金雞菊Coreopsis lanceolata L.(菊科)

大金雞菊原產美洲南部，我國長江以南各地有栽培或逸為野生。經江蘇省植物研究所分析，大金雞菊黃色素的主要成分為3′,4′-二羥基-7-甲氧基-6-葡萄糖噢哢，是一種橘紅色、帶閃光的針狀晶體。另還有少量黃色顆粒狀結晶，其成分有待進一步研究。

大金雞菊黃色素水溶性好、性質穩(wěn)定、著色性能良好，加入到飲料、食品中不僅顏色鮮艷，而且有芳香氣味。本品無毒、價廉，是一種比較理想的食品添加劑，現定名為KPY-78菊黃色素。大金雞菊黃色素提取物還具有清涼解毒的功能，可用于中、老年保健食品的著色添加劑。它作為食品著色劑應用具有廣闊的生產前景。

3.7 南瓜Cucurbita moschata(Duch.)Poiret(葫蘆科)

我國各地有栽培。以南瓜葉為原料提取葉綠素。南瓜葉綠素的加工：將曬干的南瓜葉粉碎，用90%乙醇或80%丙酮浸提，可進行數次，合并浸提液。在浸提液中加入適量的吸附劑，使葉綠素吸附在吸附劑上，過濾(去濾液)，沉淀物再用少量溶劑將葉綠素溶解，濃縮，然后加石油醚沉淀，即得粗制的葉綠素a和b的混合物。混合物再經乙醚、石油醚數次溶解、精制后，得葉綠素精制品。

葉綠素屬于卟啉類化合物，是一種無毒副作用的天然食品添加劑，主要用于食品的著色。目前，已將提取的葉綠素，經過皂化、銅化等反應，并經過精制而成為衍生物葉綠素銅鈉鹽。葉綠素銅鈉鹽(sodium copper chlorophyllin)主要成分為為葉綠素銅鈉(二鈉)、葉綠素銅鈉(三鈉)。為具有特殊氣味的墨綠色粉末。易溶于水和乙醇溶液，水溶液為透明的翠綠，隨濃度增高而加深，耐光、耐熱，穩(wěn)定性較好。

葉綠素銅鈉鹽已被國際有關衛(wèi)生組織批準用于食品上，也是我國批準允許使用的食用天然色素，已列入到我國GB2760-1996《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》中。它具有天然綠色植物的色調，著色力強，對光、熱穩(wěn)定性稍差，但在固體食品中穩(wěn)定性較好，在pH<6的溶液中有沉淀產生，本產品比較適用于中性或堿性(pH值7～12)食品中。可用于青豌豆罐頭、果蔬汁、果肉飲料、果汁(味)飲料、碳酸飲料、配制酒、冰淇淋、冰棍、果凍、糕點上彩裝、餅干、糖果。一般用量為0.02%～0.1%。

3.8 姜黃Curcuma longa L.(姜科)

姜黃喜溫暖濕潤氣候，我國長江以南地區(qū)有栽培。姜黃素是姜黃根莖中提取出的黃色染料，對各種動物、植物性纖維，用不同助劑或媒染劑均可直接著色，或者加入少量明礬、酸、酸性鹽亦可。

姜黃素溶于乙醇、丙二醇、冰醋酸和堿溶液，在堿性時呈紅褐色，在中性、酸性時呈黃色。對還原劑的穩(wěn)定性較強，著色性強(不是對蛋白質)，一經著色后就不易退色，但對光、熱、鐵離子敏感，耐光性、耐熱性、耐鐵離子性較差。

姜黃素是一種天然黃色食用色素，可用于腸類制品、罐頭、醬鹵制品等產品的著色，其使用量按正常生產需要而定。

姜黃素是從姜科植物姜黃中提取的一種色素，也存在其它姜科植物中?，F代研究發(fā)現：姜黃素可以抑制炎癥反應、抗氧化、抗類風濕的作用。美國VITY維他命雜志報道：“姜黃素的主要藥理作用有抗氧化、抗炎、抗凝、降脂、抗動脈粥樣硬化、抗衰老消除自由基及抑制腫瘤生長等。2006年11月，美國《關節(jié)炎與風濕病》期刊一篇文章指出，姜黃素可以防止關節(jié)腫大、關節(jié)炎，對心血管疾病、癌癥等又有效。

3.9 梔子Gardenia jasminoides Ellis(茜草科)

梔子原產中國中部，現在世界各地廣泛栽培。我國栽培梔子歷史悠久，漢代司馬相如所作《上林賦》中有“鮮支黃礫”之句，鮮支即梔子?！稘h書》曾記“漢有梔茜園”及《晉書》所載“晉有華林園種梔子，今諸宮有秋梔子”等語。

以梔子成熟果實提取梔子黃色素。它是采用獨特的高科技生產工藝提取而成的天然食用色素，與藏紅花的主要色素成分相同，屬類胡蘿卜素。用梔子黃色素配成0.1%水溶液使用，色素溶液呈亮黃色。

梔子黃色素穩(wěn)定性好、著色力強，耐還原性、耐微生物性好，耐光、耐熱，在pH值4～11范圍內顏色基本不變；對金屬離子穩(wěn)定，不受鋁、鈣、錳、銅、鉛、錫、汞等金屬離子的影響，但對鐵離子略有變黑的傾向。對淀粉、蛋白質染著效果好。梔子黃是著色力強的天然水活性類胡蘿卜素，可作為食品添加劑使用。同時，可供纖維染色用。

梔子黃色素的安全性好。梔子在中國有上千年的應用歷史，民間用梔子泡茶飲用，并與麥芽、山楂、菊花一起煎湯作防暑飲料。1998年衛(wèi)生部公布既是食品又是藥品的品種名單，梔子為第一批。中日食用著色劑標準討論會，討論統(tǒng)一紅曲紅、梔子黃色素的標準，然后共同向聯合國糧農組織與世界衛(wèi)生組織聯合食品添加劑專家委員會(JECFA)申報，經該組織評價后，形成國際性的產品質量技術標準。使梔子黃可在全世界范圍內廣泛應用。

梔子黃色素的主要成分為藏紅花素和藏紅花酸，極易被人體吸收，在人體內可以轉化為維生素A。可以補充人體維生素的不足，是一種營養(yǎng)型著色劑。同時，梔子還是常用中藥，梔子黃有類似梔子的作用，有清熱祛火，涼血利膽，降低膽固醇的作用，具有一定的保健功能。因此，它可以說是一種集著色、營養(yǎng)、保健多功能為一體的天然植物色素。

3.10 玫瑰茄Hibiscus sabdariffa L.(錦葵科)

玫瑰茄原產非洲熱帶地區(qū)，我國華南各地有栽培。玫瑰茄紅色素又稱玫瑰茄色素，是從玫瑰茄花萼中提取花色苷類色素，為紫紅色水溶性液體或粉末，本品色澤明亮鮮艷，水溶液不沉淀，本品在535 nm和546 nm處有強吸收峰，在pH2.98～3.46之間最穩(wěn)定，pH≧6.33就會變色，故不宜作為堿性食品的著色劑，而在酸性條件下，水溶液呈紫紅色，且色調穩(wěn)定，但對光、熱敏感。

本品較適合于酸性食品；可用于糖漿、冷點、粉末飲料、果子露、冰糕、果凍、果汁(味)飲料、糖果、配制酒等的著色，為紅色至紫紅色著色劑。玫瑰茄色素是一種安全、無毒天然食用色素，具有抗氧化、保肝、降血脂、降血壓等重要生物活性。玫瑰茄花萼還是食品工業(yè)原料。它可制蜜餞、果醬、高級飲料、冷飲、汽水、冰茶、熱茶、冰糕、罐頭、果酒、汽酒、香檳酒及糕點夾餡、玫瑰茄豆腐等多種食品。含有豐富的維生素C，也是老年人、兒童的營養(yǎng)食品。

3.11 紫甘薯Ipomoea batatas Lam.(旋花科)

紫甘薯是指塊莖肉的顏色為紫色的甘薯，為近年來被認定的特用品種。紫甘薯紫皮、紫色肉都可食用，味道略甜?；ㄇ嗨睾?0～180 mg/100g。有較高的食用和藥用價值，是一種含純天然色素的保健食品。

據分析，紫甘薯色素主要成分有：矢車菊素、飛燕草素、錦葵色素、牽牛花色素、甲基花青素等。

紫甘薯花青素對自然光和紫外線的穩(wěn)定性較好，高溫對其穩(wěn)定性影響較大；pH值對紫甘薯花青素的穩(wěn)定性影響很大，低pH時有利于花青素的穩(wěn)定，pH值7.0時，其具備較好的清除超氧陰離子、羥基自由基和DPPH·自由基能力。

紫甘薯花青素是水溶性色素，具有一般花青素的特點。自然界有超過300種不同的花青素。它們來源于不同種水果和蔬菜，其中紫甘薯是很好的色素來源之一。紫甘薯色素穩(wěn)定，已投入商業(yè)性生產，可用于在配料酒、糖果、糕點、冰棍、雪糕、冰淇淋、果汁(味)飲料、碳酸飲料中加入，用量0.5%～5%。

紫甘薯的鮮薯出干18%～30%左右，一般生長期120 d以上，產量可達1 250～2 200 kg/667 m2，稍低于普通甘薯。也可在生長90～100 d時采挖，提早上市，但產量較低。在無霜期短的地方一年可種2季至3季，經濟效益非常高 近幾年來，在國際、國內市場十分走俏，市場發(fā)展前景極為廣闊。

3.12 紫草Lithospermum erythrorhizon Sieb.et Zucc.(紫草科)

紫草喜溫涼濕潤氣候，我國主要產于東北、華北地區(qū)，在我國民間應用已久。紫草色素就是治病之良藥，古籍《爾雅》稱其為“茈草”；《神農本草經》稱為“紫丹、紫芙”；《吳普本草》稱為“地血”等。以紫草根提取色素，主要成分為萘醌衍生物，其中紫草紅(Gromwell red)分子式：C16H16O5，相對分子質量：288.29，為紫紅色結晶品或紫紅色黏稠膏狀或紫紅色粉末。純品溶于乙醇、丙酮、正己烷、石油醚等有機溶劑和油脂，不溶于水，但溶于堿液。

紫草根中提取的紫紅色素是良好的著色劑，古時是染絲綢及棉布上等染料；現在也作食用色素使用，我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760―1996)中規(guī)定：可用于果汁(味)飲料類、雪糕、冰棍、果酒，最大使用量0.1 g/kg。紫草紅色素還是油溶性色素，耐熱性好，耐鹽性、著色力中等，耐金屬鹽較差。適用于中性、酸性食品。

紫草具有顯著的祛痘和消炎的效果，有很大的美容價值，被荀草園、美體小鋪、瑞士magic care魔法護理等眾多化妝品品牌列為化妝品功能性成分之一。紫草的美容機理：紫草色素主要功能為涼血，活血化瘀，解毒透疹，因此能加速痘印和疤痕的新陳代謝，加上其良好的殺菌消炎作用。

3.13 藍靛果Lonicera caerulea L.var.edulis Turcz.ex Herd.(忍冬科)

藍靛果喜溫涼氣候，抗寒力強。分布于黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河北、山西、寧夏、甘肅、青海、四川、云南等地。 以成熟果實提取色素。研究表明，藍靛果的紅色素花青素的主要組分是花青定-3-葡萄糖。

藍靛果的色素易溶于水、乙醇。在水中呈淡紫紅色；pH3.0的緩沖溶液中呈紅色，在pH3.0的鹽酸乙醇溶液中呈鮮艷的大紅色；隨著pH值的升高則向紫色方向變化。它在自然光下穩(wěn)定性較差；但在酸性溶液中穩(wěn)定性較好。金屬離子對它的影響：銅、鋁、鋅離子對藍錠果色素顏色影響不大；而鐵、錳、錫則有很大影響，并產生沉淀，鐵離子可使溶液顏色變黑，錳離子使之變暗，錫離子則變紫。

藍靛果色素是采用物理方法提取的，一般使用安全。它還富含礦物質、多種維生素和微量元素，具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值，是理想的天然保健營養(yǎng)食品?？娠嬃?、果醬、果糕和果酒等的增色劑，一般用量為0.1%～0.3%。

3.14 番茄Lycopersicon esculentum Mill.(茄科)

番茄原產中美洲，喜溫暖氣候，現在我國各地有栽培。成熟番茄果實中含有番茄紅素(Lycopene)，即ψ-胡蘿卜素，屬異戊二烯類化合物。番茄紅素是脂溶性色素，不溶于水，難溶于強極性溶劑如甲醇、乙醇等；可溶于脂肪烴、芳香烴和氯代烴如乙烷、苯、氯仿等有機溶劑。

該色素，由于最早從番茄中分離制得，故稱番茄紅素。過去人們一直認為，只有那些具備β—紫羅蘭酮環(huán)，并能轉化為維生素A的類胡蘿卜素，如α—胡蘿卜素、β—胡蘿卜素等才與人類的營養(yǎng)和健康有關，而番茄紅素因缺乏此結構，不具有維生素A的生理活性，故對此研究很少。然而，最近研究發(fā)現，番茄紅素具有優(yōu)越的生理功能。它不僅具有抗癌抑癌的功效，而且對于預防心血管疾病、動脈硬化等各種疾病、增強人體免疫系統(tǒng)以及延緩衰老等都具有重要意義，是一種很有發(fā)展前途的新型功能性天然色素。

番茄紅素一般不做食品染色劑使用，但它同時是著色劑，又是食品。它不同于其他的營養(yǎng)素，例如維生素C，會在烹煮的過程中流失，而番茄紅素反而會提高其利用程度。番茄醬中的番茄紅素，其生物利用度比生鮮番茄高4倍。這是因為番茄紅素不溶于水，但是溶于油，而且緊密地結合在植物纖維里，所以烹煮、打碎番茄和加入油脂，可以大大提高消化系統(tǒng)吸收番茄紅素的能力。因此加工過的番茄制品，如番茄汁、湯、醬反而有比較高的生物利用度。

番茄紅素是類胡蘿卜素的一種，抗氧化能力是胡蘿卜素的3.2倍，是維生素E的100倍，人體無法制造番茄紅素，需從膳食中攝取，吃一個生番茄，只能吸收0.05 mg的番茄紅素；吃1粒番茄紅素就相當于吃15個生番茄。番茄紅素是一種很強的抗氧化劑，具有極強的清除自由基的能力，對防治前列腺癌、肺癌、乳腺癌、子宮癌等有顯著效果，有效抑制癌細胞的擴散和復制，還有預防心腦血管疾病、提高免疫力、保護細胞DNA免受自由基損害，防止細胞病變、突變、癌變。它所含的強力抗氧化生物活物質，能促使細胞的生長和再生，美容袪皺，維持皮膚健康，延緩衰老等功效，有“植物黃金”之稱，被譽為“21世紀保健品的新寵”。2003年，美國《時代》雜志把番茄紅素列在“對人類健康貢獻最大的食品”之首，番茄紅素也因此被稱為“植物中的黃金”。目前，番茄紅素已在歐美、日本和中國港臺地區(qū)被廣泛接受。

3.15 凍綠Rhamnus utilis Decne(鼠李科)

凍綠為鼠李屬植物，原產我國，喜溫暖濕潤氣候，適應性強。分布于河南、安徽、浙江、江蘇、江西、福建、湖北、湖南、廣東、海南、廣西、陜西(南部)、甘肅(東南部)、四川、貴州、云南等地。凍綠，原是一種綠色的名稱；古時國內外染綠色時，主要方法是利用藍色和黃色染料合染而得綠色，而凍綠則可單獨染成綠色。

鼠李類植物的色素成分比較復雜，有天然綠一號(Natural Green I)：C42H28O27；天然綠二號(Natural Green Ⅱ)：C15H12O6，以及黃色調的鼠李寧A(Rhamnin A)：C20H20O6；鼠李寧B(Rhamnin B)C13H10O4和甲基鼠李素等。這些色素都可以采用直接法在弱堿性浴中染棉和絲綢。當然，天然色素中都存在著一定的可絡合基團，所以，凍綠也可以用采用金屬媒染劑媒染。還可以在弱酸性浴中采用還原劑來還原染色，得到藍光綠色。凍綠色素也可以植物食用色素使用，但目前尚未推廣使用。

3.16 茜草Rubia cordifolia L.(茜草科)

茜草喜溫暖濕潤氣候，主產于安徽、江蘇、山東、河北、河南、陜西等地。根含茜草色素，其中茜草素、茜草酸和茜草苷為主要成分。

茜草在我國民間作為染料利用，有其悠久的歷史，用于染色已有3 000年以上的歷史，也是人類最早使用的紅色染料之一。由于天然色素成分幾乎全是以多元葡萄糖或木糖苷的形式存在于植物體內，如果不把苷鍵切斷，則多個葡萄糖的龐大分子結構使色素難以和纖維靠近結合，缺乏染著力。因此茜草在染色前，必須先令其發(fā)酵數天，使苷鍵水解，游離出蒽醌色素，方可媒染纖維。采用鋁、鐵、銅等不同的金屬媒染劑，會得到從淺黃到絳紅的十分豐富的色調，如用明礬作媒染，可得鮮紅色。另外用茜草在酸性條件下，媒染真絲的顏色，深于堿性條件。

茜草可以概分為東洋茜及西洋茜兩類，東洋茜又因產地不同，而有印度茜、中國茜、日本茜等名稱。就染紅的的效果來說，西洋茜和印度茜皆遠優(yōu)于中國茜。中國、臺灣及日本等所產的東洋茜，染色時其紅色素較薄而橙色味較強，不若西洋茜與印度茜的鮮紅。茜草染色時可用新采集的生鮮茜根，也可以使用中藥店所購買的干茜根。

茜草紅色素為我國傳統(tǒng)的民間植物染料。民間也有食用，但其成分復雜，目前尚未批準作為食用色素使用。

3.17 高粱Sorghum vulgare Pers.(禾本科)

高粱喜溫暖濕潤氣候，我國各地栽培。以高粱殼提取高粱紅色素。其主要成分為5,7,4′-三羥基黃酮及槲皮素-7-葡萄糖苷。

高粱紅色素易溶于水和稀乙醇，其色調易隨pH值的改變而發(fā)生變化。隨著pH值由低至高，色素溶液的顏色由紅變褐。在pH4～12范圍內，它在490 nm處的光吸收值隨pH值增高而呈直線增高。高粱紅色素溶液的亮度(透明度)也與pH值有關，pH值高，透明度好，顏色鮮艷。當色素溶液在某一恒定的pH值時，其色澤不會隨時間而改變，即使在強堿(pH≧12)溶液中，其色澤也不會因時間而退色。

高粱紅色素主要為類黃酮化合物，在色素溶液pH≧11時，可生成苯丙烯酰苯，從而呈褐色，可能是高粱紅色素在強堿中呈褐色的原因之一。高粱紅色素是良好的食用色素，安全無毒，無特殊氣味，可廣泛用于食品、飲料、化妝品及醫(yī)藥工業(yè)的著色。但高粱紅色素不溶于pH≦4的溶液中，在溶液pH≦4時，色素會析出。因此，高粱紅色素不能用于強酸性食品中。高粱紅色素提取工藝簡單，也是高粱殼變廢為寶的好途徑。僅遼寧省每年生產約4億kg高粱殼，作為提取高粱紅色素的原料有著巨大的潛在資源優(yōu)勢。

3.18 馬藍Strobilanthes cusia(Nees)O.Kuntze(爵床科)

馬藍原產于印度北方盛產紅茶的阿薩姆地區(qū)；我國分布于亞熱帶地區(qū)，自浙江省南部至福建、廣東、廣西、江西、貴州、云南、海南等地。馬藍莖葉自古在我國就是制作青黛的重要原料之一。古籍有《爾雅·釋草》：“葴，馬藍?！惫弊ⅲ骸敖翊笕~冬藍也?！?明·宋應星《天工開物·藍淀》：“蓼藍、馬藍、吳藍等皆撒子生?！蔽覈髂系貐^(qū)各少數民族均將馬藍根及莖作為民族藥使用。

由馬藍制得的青黛中分得：靛玉紅(indirubin)，靛藍(indigo)，異靛藍(isoindigo)，其主要成分為靛藍。食用靛藍，實際上是靛藍二磺酸二鈉，由靛藍用濃硫酸磺化，磺化結束后用水稀釋，再用純堿中和，最后加入氯化鈉鹽析，經過濾、水洗、干燥得成品。

食用靛藍可用于食品、醫(yī)藥和日用化妝品的著色。食用靛藍為食用合成色素，在食品中常用于蜜餞、蛋糕、飲料、冷飲、罐頭、果酒、及糕點夾餡等。

3.19 萬壽菊Tagetes erecta L.(菊科)

萬壽菊原產墨西哥，喜溫暖濕潤氣候。我國各地栽培。在廣東、海南和云南南部、東南部已歸化。以花提取萬壽菊色素(Marigold Pigment)。其為橙黃色至黃褐色塊狀固體、不溶于水。溶液最大吸收波長為447 nm；該色素的耐熱性較差，但耐光性較好，使用pH值范圍廣；蔗糖濃度、食鹽濃度和防腐劑等對其穩(wěn)定性雖有影響，但比較?。籏+、Na+、Ca2+、Al3+對其幾乎無影響，而Fe2+、Cu2+、Fe3+則會降低其穩(wěn)定性。在加工使用過程中應避免與鐵、銅制容器接觸。萬壽菊色素的用途：飲料、冷飲、糕點、和油脂食品等的著色，為黃色著色劑。

萬壽菊屬一年生草本植物。它具有較高的營養(yǎng)保健價值。由萬壽菊花制成的葉黃素產品作為天然無公害色素，可作為食品及飼料著色劑使用。同時葉黃素因具有抗氧化、消除體內自由基等作用。它能夠延緩老年人因黃斑退化而引起的視力退化和失明癥，以及因機體衰老引發(fā)的心血管硬化、冠心病和腫瘤疾病。美國從20世紀70年代起就開始從萬壽菊中提取葉黃素，最早是加在雞飼料里，可以提高雞蛋的營養(yǎng)價值。葉黃素還可以應用在化妝品、醫(yī)藥、水產品等行業(yè)中。國際市場上，1 g葉黃素的價格與1 g黃金相當。

3.20 烏飯樹Vaccinium beacteatum Thunb.(杜鵑花科)

烏飯樹喜光、喜溫暖濕潤氣候，適應性強，多生于山坡灌木叢或馬尾松林中，分布于江蘇、浙江、福建、安徽、江西、湖南、湖北、廣東、臺灣、海南等地。

烏飯樹，在江淮一帶，因人們有每年陰歷三月初三用其葉蒸烏飯食用而得名。以葉提取色素；烏飯樹葉色素(Blueberry Leaf Color)為藍黑色浸膏，溶于水，在酸性條件下色素的穩(wěn)定性好；耐光，熱穩(wěn)定性好；Fe3+對其無不良影響，因而在提取色素時可以使用鐵質容器。

有研究表明，烏飯樹葉色素的主要特性：①色素溶液在波長為286 nm和309 nm處有2個吸收峰，在286nm處有最大吸收。②色素溶液隨著pH值向酸性變化時，吸光度值變化不大；隨著溶液的pH值向堿性變化，吸光度A增加。這表明烏飯樹葉色素在酸性條件下比較穩(wěn)定，而在堿性條件下穩(wěn)定性較差。同時，在對烏飯樹葉色素加熱時，其顏色可明顯加深，故使用本色素時，可配合加熱進行。③色素的著色能力，研究表明：其對白色頭發(fā)、煮熟的雞蛋蛋白、大米、醬油、色拉油等進行的染色試驗，均有很好的染色效果；同時，對上述各種物料的染色力，均隨著色素濃度的加大而增強。因此，烏飯樹葉色素對蛋白質、毛發(fā)、淀粉、白醋及色拉油有良好的著色能力，可廣泛用于食品、飲料、調味料、油脂、化妝品、醫(yī)藥產品的著色；同時，還可作為絲織品、羊毛織品的染色劑。因而烏飯樹葉色素是一種具有廣泛用途的天然、無公害著色劑。

4 我國植物食用色素的利用現狀與展望

4.1 我國植物食用色素發(fā)展的現狀

目前，世界工業(yè)發(fā)達國家的食品著色劑，大多以天然色素為主，合成色素已很少使用。我國的天然食用色素研究、應用雖然起步較晚，但已經把開發(fā)天然食用色素作為發(fā)展食品添加劑的一個重要方向。

我國在天然食用色素方面的研究和應用，最多的是植物天然色素，目前已對約100個植物種類的色素進行了基礎理論和開發(fā)研究。植物食用色素的生產和應用均有很大的發(fā)展，僅1993年全國天然植物色素總產量達3 000 t，而合成色素僅為1 000 t，說明天然植物色素在生產和消費中已占了絕對優(yōu)勢。我國有豐富的植物資源，有些是人們長期食用的營養(yǎng)豐富、無毒害作用的植物，發(fā)展天然食用植物色素有著廣闊的前景。目前已被國家添加劑標準委員會允許使用的天然植物色素品種有48種之多。

目前，我國已發(fā)表的、有關天然植物色素的論文有100余篇，但涉及天然色素結構的論文卻較少，在天然色素結構的基礎上進行修飾改造的就更少，其原因主要是分離技術和設備比較落后，阻止了天然色素的應用和發(fā)展速度，還有待于今后加強這方面的研究。

4.2 對植物食用色素發(fā)展的展望

隨著人們生活水平的提高，對食品添加劑的要求越來越高，對食用色素天然化、保健化的愿望愈來愈強烈。因此，有益于人類健康的天然植物色素必將逐步取代合成色素，在食品中得到更為廣泛的應用。但是，在植物食用色素方面需要盡快解決的是深入研究植物色素提取物的保健價值和不斷提高植物色素的制取技術，并使其工廠化生產。

(1)植物食用色素的保健價值是植物色素發(fā)展重要方向

植物食用色素有不少品種兼有營養(yǎng)和藥理作用。隨著食品添加劑向多功能化發(fā)展，多功能天然食用色素的研究日趨活躍。在多功能食用色素中，營養(yǎng)型、健康型植物食用色素倍受關注。如胡蘿卜素類色素，1992年Siong Tee發(fā)現β一胡蘿卜素具有一定的抗癌作用。2000年Basu發(fā)現，β胡蘿卜素能降低脂類的過氧化作用，提高谷胱甘肽在可移植的鼠類淋巴組織瘤中的水平，從而延長患癌癥大鼠的壽命 。因此，美國將β一胡蘿卜素添加到幼兒食品中。又如番茄紅素被譽為番茄中的黃金，具有多種生理功能：抗氧化能力強，具有較強的減輕組織氧化損傷作用；防癌、抗癌和抗誘變作用；激活免疫細胞作用，提高人體免疫力；防止心腦血管疾病等。最新研究還表明番茄紅素可以治療男性不孕癥。再如葉綠素銅鈉有止血消炎的作用，我國已把它應用到牙膏中，深受消費者歡迎。

隨著功能性食品添加劑市場的擴大，天然食用色素將以保健品出現，不再局限于著色劑的利用，而是有一個更廣闊發(fā)展前景。

(2)加強植物色素提取技術的研究，改善產品質量

天然植物色素最大的缺點是穩(wěn)定性較差，再由于我國植物色素的有些生產廠家技術落后，設備簡陋，產品質量穩(wěn)定性更差，已經嚴重影響我國植物色素在國際市場上的競爭力。我國應當加強植物色素提取技術的研究和生產設備自動化程度的提高。

當然，對天然植物色素提取技術的研究，也要看植物原料狀況和產品使用的目的來決定所采用的技術手段。一般單體植物色素性質比較穩(wěn)定，在一定范圍內十分穩(wěn)定，如果產品要求不高，或該植物色素含有一些其他成分并不影響其染色，或更有助于保健價值的提高，也不必追求得到高精純的產品。

一般植物色素提取物，可用水或有機溶劑提取，以有機溶劑沉淀除去雜質后，濃縮，干燥得到色素產品。根據產品要求，有更精準單體，則可進一步采用柱層析等分離技術進行純化。有報道，以CO2超臨界萃取技術提取某些植物色素效果很好，既可以用于提取色素物質，又能得到所需要色素單體?？傊?，根據不同植物原料和產品要求，加強提取、純化技術、裝備的研究已是刻不容緩任務。

(3)研究開發(fā)新的植物食用色素，以滿足市場需求

野生植物色素的原料供應易受季節(jié)、氣候等影響較大，而且植物原料集中也比較困難。因此，除了加強人工撫育和規(guī)?；耘嗤?，研究開發(fā)新的植物食用色素種類也是十分重要的工作，特別是一些農副產品中食用色素資源的開發(fā)潛力很大。如辣椒紅、高粱色素、紫甘薯、紫甘藍等，都是新開發(fā)食用色素產品，我們希望將來有更多食用色素植物種類被開發(fā)利用，而且在天然食用色素的生產中占據主要地位，發(fā)揮其越來越重要的作用。

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