因此要求着色剂有较好的抗氧化性,氧蒽类色素抗氧化性比较强,偶氮类色素或其它色素一般比较弱,这性质对果汁、人造奶油等影响较大。
添加到食品中的着色剂可受到还原作用而褪色。这种现象可在发酵食品的加工过程中,或在食品制造、贮藏等过程中由于微生物的作用而引起,亦可由金属容器(铁、铝等)与酸的反应,或金属容器与食盐的电位差所引起。
此外,抗坏血酸与亚硫酸盐等添加剂亦具有还原作用。氧蒽类色素相当稳定,靛类及偶氮类色素不稳定。
使用透光性薄膜包装食品,紫外线可使食品的品质变劣。着色剂的耐紫外线性,随着制造食品所使用水的性质(pH值、硬度、重金属离子的含量等)及与色素共存物质的种类不同而有相当大的差异。靛蓝的耐紫外线性较弱;柠檬黄、日落黄的耐紫外线性较强。
对于腌制品而言,由于用盐较高,要求着色剂具有耐盐性。柠檬黄在盐浓度20°Be以上仍较稳定;靛蓝在1~2°Be即不稳定。
不同色素对细菌的稳定性不同。柠檬黄、日落黄耐细菌性较强;靛蓝则较弱。
四、食用合成色素与食用天然色素的比较
(一)食用合成色素
近百年来,随着化学工业的迅速发展,人工合成的着色剂由于具有以下几点优势而应用广泛:
①色彩鲜艳 ②性质稳定 ③坚牢度高
④可任意调配 ⑤成本低廉 ⑥使用方便
由于现在对合成着色剂的争论很大,各国的规定经常修改,所以掌握各国合成着色剂的使用情况对食品贸易至关重要。
(二)食用天然色素
天然着色剂已有悠久使用历史,天然产品给人以安全感,人们对天然色素产生很大兴趣。
自然界有色的无毒植物超过2000种,颜色丰富多彩。
天然色素:
①对光、热、氧化作用稳定
②不易受金属离子或其它化学物质影响
③对人体无害
食用天然色素的优点:
①一般来说,安全性高于食用合成色素;
②有些种类本身是营养素(如-胡萝卜素),或具有一定的药理作用(花生衣红、桑椹红等);
③天然物颜色的模仿性和着色色谱的自然性较好。
食用天然色素的缺点:
①染着性、坚牢度较差,在加工和流通过程中易受外界影响;
②调色性较差,不同色素相溶性差,很难调配出任意色彩;
③产品差异性较大。由于原料、产地或加工方法不同,生产同一品种的着色剂,在成分、性质很难完全一致。如从蔬菜和从蚕沙中提取的叶绿素,在色谱有一定差异,原因就在于两种叶绿素的最大吸收波长(lmax)不同。
经提取、纯化等加工后得到的色素制品,可能在性质和化学结构上发生变化,故天然物的制品本身并不能保证绝对安全。据此,我国规定:
不需毒理学检验:生产过程中化学结构无变化和使用浓度不超过原来状态者的天然色素
需做毒理学评价:使用浓度大于原来状态者或生产过程在化学结构已变化的天然色素
经提取、纯化等加工后得到的色素制品,可能在性质和化学结构上发生变化,故天然物的制品本身并不能保证绝对安全。据此,我国规定:
不需毒理学检验:生产过程中化学结构无变化和使用浓度不超过原来状态者的天然色素
需做毒理学评价:使用浓度大于原来状态者或生产过程在化学结构已变化的天然色素
五、食用天然色素的生产工艺
(一)提取法
常用方法。原料经分选、洗净、干燥、粉碎后,用溶剂(如水、乙醇)提取,再经分离、浓缩、精制等工序制得成品
(二)组织培养法
用植物组织细胞进行培养增殖,短期内培养出大量有色素的细胞,然后用通常方法提取。组织培养法生产色素不受自然条件的限制
(三)粉碎法
原料洗净后,浸渍于含1%碳酸氢钠和氯化钠的弱碱性渗透液中,待叶片表面完全粘附有渗透液,冷冻使细胞膜破裂。再室温解冻,离心脱水,除去细胞液,经干燥得产品。
(四)微生物发酵法
常用的红曲色素就是将籼米或糯米经水浸、蒸熟后,加红曲霉发酵制取。
(五)酶处理法
日本现采用酶处理法生产栀子蓝色素、栀子红色素、栀子绿色素等,工艺过程为:
栀子果实提取液---基质溶液---大豆蛋白---氨基酸及其肽---混合液---酶处理---酶失活---过滤---分离---浓缩---干燥---成品
例:赤藓红(Erythrosine)
别名:樱桃红,食用红色14号
食用赤色3号(日本)
2Na ·H2O
性状:
耐热(105℃)、耐还原性和耐碱性好。耐盐、耐光和耐酸性差(在酸性溶液中可发生沉淀),易溶于水呈樱桃红色。
毒理学依据:
①LD50:小鼠口服6.8g/kg体重
②ADI:0~0.1mg/kg
使用注意事项:
①粉状着色剂宜先用少量冷水打浆后,在搅拌下缓慢加入沸水
②水须是蒸馏水和去离子水,以避免Ca2 的存在引起着色剂沉淀
③过度爆晒,会导致着色剂褪色,因而要避光
使用范围:肉灌肠、复合调味料、膨化食品、果蔬汁饮料、碳酸饮料、配制酒等。
赤藓红铝色淀(ErythrosineAluminum Lake)
别名:C.I.食用红色141号
化学结构:
展布于氧化铝水合物上的水溶性食品着色剂赤藓红的铝色淀
性状:
不溶于水和有机溶剂,耐光、耐盐和耐热优于赤藓红
制法:
将赤藓红水溶液加入AlCl3、Al2(SO4)3水溶液和Na2CO3作用所形成的氧化铝水合物中,使之沉淀吸附,形成赤藓红铝色淀(其它铝色淀的制作也是如此)
例:叶绿素铜钠盐(SodiumCopper Chlorophyllin)
叶绿素的结构:高等植物叶绿素有a, b两种,当3位上的R为甲基时为叶绿素a;为醛基时为叶绿素b,通常a∶b=3∶1。其分子结构如下:
叶绿素性质:
叶绿素a蓝黑色,熔点117~120℃,乙醇溶液呈蓝黑色
叶绿素b深绿色,熔点120~130℃,乙醇溶液呈绿色或黄绿色
很不稳定,对光热敏感。酸性条件下分子中镁原子可被氢原子取代,生成暗绿色至绿褐色的脱镁叶绿素。
绿色蔬菜在加工前可用石灰水或Mg(OH)2处理,防止脱镁叶绿素形成,保持蔬菜的鲜绿色泽。但用碱过多易损害植物的组织及其风味,维生素C也损失。
适当条件下,叶绿素分子中的镁原子可被铜、铁和锌等取代,其中以铜叶绿素酸钠的色泽最为鲜亮,对光和热稳定,在食品工业中作为着色剂使用。
叶绿素在加热达到它的沸点时容易被氧化失去绿色,如绿色蔬菜在加工之前用60~75℃的热水进行烫漂,可以排除蔬菜组织中的氧气,以避免高温处理时的氧化变色。
例:番茄红素(Lycopene)
研究发现,番茄红素的低摄入与某些癌症的发生呈一定相关性。常吃番茄的人比不常吃番茄的人,患前列腺癌的机会减少45%。肝硬化、胰腺癌、消化道癌和膀胱癌等患者的番茄红素水平都较低。
类胡萝卜素中番茄红素的抗氧化能力最强,是-胡萝卜素的2倍、VE的100倍,防止细胞的氧化损伤,活化免疫细胞。因此,番茄红素具有良好的防癌抗癌的功能,能抑制癌细胞的增殖作用。但体内不能合成番茄红素,只能通过饮食摄取。
番茄红素为一种类胡萝卜素,早在1875年就被发现并提取,但由于它不是维生素A原,所以很久以来并未引起注意。然而,新近的研究表明,番茄红素不仅是一种良好的天然色素,而且还具有优越的生理功能。