你身邊的科學 | 食品色素

我國古代就有利用紅曲色素來制作紅酒的記錄。1856年英國人帕金合成出頭種人工色素—苯胺紫之后，才有了化學合成色素。當今天然和人工合成的食品色素(food coloring)已經(jīng)很多。

走進食品店你會發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的食品都會吸引你的眼球，這就是色素的作用。有些是天然的，如大部分可樂里的焦糖色是糖加熱后形成的；有些是石油加工合成的偶氮化合物，如紅40(FD&C Red No.40)。

不管是從哪里得到的，任何食品中的色素添加劑都受到各國政府有關(guān)部門的嚴格控制，如我國的食品藥品監(jiān)督管理局以及美國的食品和藥物管理局(FDA)，經(jīng)他們確認安全后才可以使用，并在包裝上有明確標志。事實上，色素可能是控制嚴格的食品添加成分。FDA控制色素的最后應用環(huán)節(jié)，包括食品、藥物、化妝品和醫(yī)療用品。食品色素大致分為兩種類別：需經(jīng)認證的和免予認證的。需經(jīng)認證的色素包括與天然色素結(jié)構(gòu)完全不同的合成產(chǎn)物。FDA測試并批準的色素才可以注明“FD&C”，表明可以用于食品、藥物或化妝品。

根據(jù)溶解性，這些色素可以是染料或色淀(一種由有機顏料物質(zhì)與金屬無機物底基或載體合成的色素沉淀)。染料的定義是可以溶解的，而色淀是使可溶性染料變得不溶，一般是將染料吸附在含水氧化鋁的底物上。色淀通常加到含水分少的產(chǎn)品上，保證其不吸收色素染料，或保證其不會在食品中擴散，包括一些在食品表面涂糖霜的、受壓成型的油質(zhì)產(chǎn)品，如可咀嚼維生素和有外衣的糖果(如巧克力豆、彩虹糖)。

天然的或天然原料加工的色素源于植物、真菌，甚至一些昆蟲的色素，也可以由生物原料經(jīng)化學合成途徑得到，像食品店里常見的胡蘿卜里的β-胡蘿卜素就是實驗室里合成的化學品。

天然色素可以不經(jīng)驗證，但生物色素的加工過程必須嚴格管控，純度標準要求很高。例如，意大利名酒金巴利(Campari) 含一種無需認證的色素—胭脂紅酸(carminic acid)，這種亮紫色添加色素源于干的研碎的有孕雌性介殼蟲(sc a leinsects)，這種色素也稱為胭脂蟲洋紅(cochineal)。印加人和瑪雅人用這些仙人掌的寄生蟲作為色素來源已經(jīng)有幾個世紀的歷史，16世紀進入西方市場。如今大部分胭脂蟲洋紅來源于秘魯和加那利群島的仙人掌種植園，按食品加工工藝的要求加工而成。

干的胭脂蟲洋紅含17％~24％的胭脂紅酸(一種蒽醌化合物)，大部分昆蟲天敵對它沒興趣，現(xiàn)代加工方法是用醇溶液從胭脂蟲洋紅中萃取胭脂紅酸，可以直接作為染料或沉淀在氧化鋁基底上作為洋紅色淀。

藍色色素似乎不太受人歡迎，不能引起食欲，其實藍草莓里的花青素也并非真的藍色。水果表面的紅色較穩(wěn)定，而水果內(nèi)部，色素一般與其他化合物結(jié)合，如類黃酮、蛋白質(zhì)、單寧酸和其他的多酚化合物，這樣可以產(chǎn)生藍色。天然的綠色色素在美國未被批準加入食品，連普通的綠色素—葉綠素，也僅可以用于藥物和化妝品中，含量不可大于0.1％。

天然色素的提取一般都經(jīng)過化學過程，除非它是完全經(jīng)過壓榨得到的，但有些色素是不可能用壓榨方法得到的，即使可以，收率也不會高。而化學萃取過程就要使用化學溶劑，這就難免會帶入化學雜質(zhì)，污染色素。

研究表明，合成色素對人沒有任何營養(yǎng)價值，反倒有危害，包括一般毒性、腹瀉、致突與致癌作用。因此各國對食品色素的限制越來越嚴格，特別是人工合成色素，都要有嚴格的檢驗程序，目前需要證明對人沒有害處，才允許使用，同時規(guī)定了用量限制。根據(jù)報道，目前可以使用的色素品種日本有11種，美國7種，都是水溶性的，已經(jīng)認證的藍色素和綠色素有FD&C Blue No. 1 (亮藍，brilliant blue),BlueNo. 2 (靛藍，indigotine)和 GreenNo. 3 (堅固綠，fast green)。Blue No.1 和Green No. 3 都是三苯甲烷衍生物類石油產(chǎn)品，3個芳香環(huán)連在1個碳原子上。BlueNo. 2 是天然化合物靛藍的磺酸二鈉鹽。靛藍是N-苯基甘氨酸在氨基鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉的熔融混合物中合成得到的。歐洲批準了17種合成色素，但歐洲有些國家完全禁用化學合成色素，有的禁用偶氮類色素，或者禁止在肉類、魚類及其加工品、水果及其制品、調(diào)味品、嬰兒食品、糕點等食品中添加合成色素。

目前我國批準使用的食用合成色素有6種，即莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃、靛藍和亮藍。除在汽水等冷飲食品、糖果、配制酒和果汁露中可以少量使用(不得超過萬分之一)外，其他食品都不能使用人工合成色素。

關(guān)于天然色素，各國規(guī)定也不同，總的數(shù)量比合成色素要多。我國就有48種，主要有焦糖色素、紅曲紅色素、辣椒紅色素、姜黃色素、高粱紅色素、葉綠素銅鈉鹽、玫瑰茄色素等，總產(chǎn)量上萬噸，還出口國外。歐美一些國家對于天然色素的控制也是比較嚴的，都要經(jīng)過長期試驗, 以保證它對人是安全的。

嚴格地講，人體內(nèi)沒有的物質(zhì)都是毒素，人工合成色素是不適合食用的，特別是對于兒童，他們的肝臟排毒功能還不成熟，被色彩鮮艷的食品所吸引而過多地食用，對成長發(fā)育有害無益。