1.1食用色素概述

食用天然色素是由天然原料（主要是植物原料）提取并精制而得的产品。它是一种天然食品添加剂，用于食品着色。食用色素按其来源和性质可分为天然色素和合成色素两大类 [1]。近年来，食品行业的”苏丹红”事件被频频曝光，使人们对食品色素的安全性格外警惕，甚至谈”红”色变。因此，虽然各种合成红色素色泽鲜艳、着色力强、坚牢度大、性质较稳定，但随着人们对”绿色食品”追求需要的增强，它们正从一度广泛应用的盛况而趋于”销声匿迹”。相反，天然红色素虽然色泽较差，但安全性高，有的还有一定的营养价值或药理作用，在现代食品工业发展中正逐渐被重视[2]。到目前为止，已经研究过的天然色素原料有红曲红素，辣椒红素、番茄红素、紫荆花红色素、玫瑰花红色素、萝卜红色素、一串红色素、葡萄红色素、茶红素等等[3]。

1.2常见天然红色素

1.2.1红曲红素

图1 红曲红素的化学结构式

红曲红色素是以红曲米为主要原料，采用现代液体深层发酵工艺和先进的提取技术生产的粉状天然食用色素[4]。红曲红是多种色素成分的混合物，其结构式如图1。它的主要成分为红曲玉红素(Monascorubrin)、红斑红曲素(Rubropunctatine)、红曲玉红胺(Monascorubranmine)、红斑红曲胺 (Rubropunctamine)、安卡红曲黄素(Ankaflavine)、红曲素(Monascin)[5]。红曲红素是红曲霉的次级代谢产物，具有着色能力强，耐热稳定性好，耐氧化剂和耐还原剂等多重优点[6]。由于红曲菌代谢生成的红曲色素安全性好，已广泛用于各种水产品、肉制品、植物蛋白、奶制品、果品的着色剂。

红曲色素为红曲霉的次级代谢产物，从结构上看包括脂肪酸和多聚酮两个部分， 其合成也主要包括两个部分: 通过多聚酮合成途径，产生生色团；通过脂肪酸合成途径， 产生中长链脂肪酸，经转酯化作用连接到生色团上。即 1 分子乙酰 CoA 和 3 分子丙二酰 CoA在聚酮体合酶(Polyketide synthases， PKSs)的作用下生成四酮化合物， 四酮化合物再与 1 分子丙二酰 CoA生成五酮化合物， 如此循环使酮基化合物碳链加长产生聚酮发色团， 脂肪酸与乙酰 CoA 作用生成聚酮酸， 聚酮酸与发色团的羟基进行酯化反应， 最后生成色素分子。

发酵方法一般分为固态发酵法和液态发酵法，固态发酵是以大米、面包粉等为原料直接接种红曲菌的生产方法，产品主要包括红曲米和红曲红色素，红曲米即发酵后的米干燥后直接以粒状或粉碎成粉状形式出售， 红曲红色素是原料发酵后提取得到的醇溶性红曲色素，或之后添加豆粉酶解液等含氮物质与之反应， 生成水溶性的红曲红色素。液态发酵法，主要成分是水溶性的 ”复合色素”。采用这种生产方式具有周期短、产量高、杂质少、产品质量稳定等优点， 有助于实现生产自动化， 提高产品质量稳定性，扩大生产规模[7]。

1.2.2辣椒红素

图2 辣椒红素的化学结构式