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)已經很多。

走進食品店你會發現，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部門的嚴格控制，如我國的食品藥品監督管理局以及美國的食品和藥物管理局(FDA)，經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節，包括食品、藥物、化妝品和醫療用品。食品色素大致分為兩種類別：需經認證的和免予認證的。需經認證的色素包括與天然色素結構完全不同的合成產物。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。

根據溶解性，這些色素可以是染料或色淀(一種由有機顏料物質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、受壓成型的油質產品，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定，而水果內部，色素一般與其他化合物結合，如類黃酮、蛋白質、單寧酸和其他的多酚化合物，這樣可以產生藍色。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過化學過程，除非它是完全經過壓榨得到的，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，污染色素。

研究表明，合成色素對人沒有任何營養價值，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，同時規定了用量限制。根據報道，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品，3個芳香環連在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。

關于天然色素，各國規定也不同，總的數量比合成色素要多。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，都要經過長期試驗, 以保證它對人是安全的。

嚴格地講，人體內沒有的物質都是毒素，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，對成長發育有害無益。