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天然色素，即從天然資源中獲得的食用色素一主要從動物和植物組織及微生物中提取的色素，其中植物著色劑占據(jù)多數(shù)。天然色素不僅能給食品著色，無毒副作用，安全性高，大部分天然色素還具有生理活性。如花青素、類胡蘿卜素、黃酮炎等，不僅可以應用于食品，還適用于藥品和化妝品。
之前的蘇丹紅、孔雀石綠事件，以及南安普頓大學關于6種人工色素的研究，都催生了人們對天然色素的期待。但天然色素本身存在穩(wěn)定性較差、價格昂貴等缺點，嚴重制約著它的進一步發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，天然色素供應商已經(jīng)開發(fā)出“了很多可提升天然色素穩(wěn)定性的技術(shù)。接下來就讓小編介紹一下。
影響天然色素穩(wěn)定性的因素
影響天然色素穩(wěn)定性的因素有多重，包括光照、溫度、PH值、金屬離子和氧化等。研究發(fā)現(xiàn)，對于天然色素色澤不穩(wěn)定性來說，脂溶性天然色素主要表現(xiàn)為褪色，而芳香族天然色素主要是變色。褪色和變色的機理不同，前者主要以光倦化氧化、水解重排為主，光照、氧化、介質(zhì)性增加是影響脂容性類天然色素褪色的主要因素;而某些金屬離子的存在、PH值的改變則是影響芳香族天然色素變色的主要原因。
提升天然的穩(wěn)定性，即需控制好光照、溫度、PH質(zhì)、金屬離子和氧氣這些外界因素。而其中最難控制的是氧氣的因素。當前，控制天然色素氧化的主要手段是微囊化。
微膠囊化
微膠囊技術(shù)會利用噴霧干燥技術(shù)，將固體、液體物質(zhì)包裹在一個微小的、半透性或封閉的膠囊內(nèi)，這一技術(shù)可防止制劑中有效成分的氧化、水解和揮發(fā)。
當人體攝入番茄紅素后，其會在食物基質(zhì)中釋放。使用微膠囊化技術(shù)將其混合入微膠粒中，微膠粒含有膳食中的單鹽、膽固醇和脂肪酸。膠粒束結(jié)構(gòu)的兩親性有助于保持脂溶性營養(yǎng)素溶于水相。當膠束到達腸細胞的水相(腸)，番茄紅素被動擴散穿越頂膜。一旦進入細胞，番茄紅素包括其它膳食脂肪形成乳糜微粒。然后乳糜微粒被運到基底膜，最終釋放到血液中。
就壁材的選擇而言，海藻酸鈉是一種新型的材料。當使用海菜酸鈉作為包理壁材料時，番茄紅素的釋放依據(jù)PH值而定，海藻酸鈉包埋層具有耐酸性，胃部的酸性較高，海藻酸鹽不會溶解。而進人PH值較高的小腸，海藻酸鹽基質(zhì)則會消融解體，從而釋放番茄紅素，而腸道是吸收番茄紅素的器官。目前，海藻酸鈉被認為是番茄紅素的包埋料中最穩(wěn)定的。
納米技術(shù)微囊
《歐洲營養(yǎng)雜志》不久前發(fā)布的一項研究顯示，與未配制的普通姜黃素原料相比，使用單劑量的γ-環(huán)糊精包埋的姜黃素，其穩(wěn)定性更高，可有效提高血漿中的姜黃素、去甲氧基姜黃素和姜黃素的濃度。
在本次雙盲交叉研究中，研究人員招募了12名志愿者，經(jīng)過一夜的空腹后，讓志愿者攝人用γ-環(huán)糊精包埋姜黃素、標準姜黃素提取物和市場采購的另外兩種姜黃系，并在試驗后檢測志愿者血液中的姜黃素含量。γ-環(huán)糊精包埋姜黃素產(chǎn)品中的總姜黃素劑量均為367毫克，標準姜黃素提取物的劑量為1800毫克。結(jié)果顯示，與標準姜黃素相比，γ-環(huán)糊精包埋姜黃素的總姜黃素的相對生物利用度提高了39.1倍，比市售其它姜黃素產(chǎn)品提高了4.6倍。
美國功能原料生產(chǎn)商Bayir不久前宣布其供應的合成納米材料姜黃素，獲得了工業(yè)專利的批準。新型納米材料的開發(fā)使用了該公可的內(nèi)部技術(shù)。通過將此技術(shù)應用于姜黃素,可提高姜黃素的穩(wěn)定性，政善姜黃素的生物利用度，并擴大其應用范圍，包括食品補充劑、功能食品和功能飲料。
復配抗氧化
穩(wěn)定劑主要是保護天然色素在加工、儲藏等過程中延緩褪色，延長天然色素貯存期，提高天然色素耐熱、耐光和耐氧化性。常用的色素穩(wěn)定劑有抗氧化劑(抗壞血酸、茶多酚等)和有機酸(蘋果酸、丁二酸、阿魏酸等)。目前研究較多的抗氧化劑有黃酮類和單寧類化合物，它們對多種類胡蘿卜素、花青素類色素、酮類色素等有明顯的穩(wěn)定效果。
在作為穩(wěn)定劑的抗氧化劑中，天然抗氧化劑是最理想的選擇。如抗壞血酸對類胡蘿卜素、酮類色素、胭脂蟲、甜菜紅、原始藻類、葉綠素等有延緩褪色效果。類胡蘿卜素為脂溶性色素，耐熱性強但耐光性差，當與抗壞血酸、維生素E合用時，耐光性可得到很大的增強。此外，研究表明抗壞血酸和山梨糖醇混合食用可以很大程度地提高接骨木果和黑醋栗花青素的穩(wěn)定性。
另外，將色素與蠶絲蛋白、聚乙二醇結(jié)合以提高天然色素的穩(wěn)定性。天然色素葉綠素α-β-類胡蘿卜素和蝦青素等吸收到蠶絲蛋白上可以形成蠶絲蛋白-色素復合物，這些復合物對可見光和紫外線表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性。一種不溶于水的真皮層黑色素與聚乙二醇結(jié)合后，不但可以溶于水，而且可溶于有機溶劑，且對紫外線表現(xiàn)出了很強的抵抗性。
利用魔芋葡甘聚糖的成膜特性，將一定比例的辣椒紅素與魔芋葡甘聚糖在一定比例的丙酮-乙醇溶液混合，真空干燥，可以提高辣椒紅素的穩(wěn)定性。此外，還可以利用副色素增強花色苷類色素的色調(diào)，用酶法將梔子黃素改性，生產(chǎn)出梔子藍、梔子綠色素等。
利用互補特性改善色素穩(wěn)定性
相同條件下，不同色素的表現(xiàn)方式有很大的差異，可以將色素的這些差異加以綜合利用，改善色素的穩(wěn)定性。例如梔子黃色素與紅花黃色素有諸多生理活性，前者為脂溶性色素，易受光照和氧化的影響;后者為芳香族色素，易受PH值和金屬離子的影響。利用二者的互補特性，能協(xié)調(diào)改善二者的穩(wěn)定性。此外，將花色苷與蕓香苷色素混合，可得到穩(wěn)定性更高的混合色素。
最后，還可以通過調(diào)整加工工藝和改善包裝米提高天然色素的穩(wěn)定性。如采取低溫加熱，與酶隔絕，低溫流通，充氮保存，開發(fā)專用包裝材料等措施，消除各種引起色素不穩(wěn)定的因素。
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