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天然食品及食品原料多數(shù)本身具有特有的色澤和香味，人們在長期的生活習(xí)慣中也認識了各種食品應(yīng)有的色澤，食品的色澤已經(jīng)成為食品的一個重要感官指標。然而，食品在保存及加工過程中，其色澤往往會有不同程度的變化，為了改善食品的色澤，使食品盡可能恢復(fù)原來的顏色，除采取一定護色措施外，往往還得添加一定量的食用色素，進行著色。
食用色素就來源可分成兩大類：天然色素和合成色素
天然色素的優(yōu)缺點：
1、優(yōu)點：
⑴ 其色素是從一些動物、植物組織中提取出來；
⑵ 安全性高；
2、缺點：
⑴ 穩(wěn)定性差（對光、熱、酸、堿等條件敏感）；
⑵ 著色能力差；
⑶ 難以調(diào)出任意的色澤；
⑷ 資源短缺，不能滿足食品工業(yè)的需求；
⑸ 價格昂貴。
合成色素優(yōu)缺點：
1、優(yōu)點：
⑴ 資源十分豐富（來自于煤焦油及其副產(chǎn)品）；
⑵ 穩(wěn)定性好、色澤鮮艷、著色力強、能調(diào)出任意顏色；
⑶ 價格低廉；
⑷ 應(yīng)用廣泛；
2、缺點：
⑴ 毒性較大（因為屬合成所以毒性大，有的甚至致癌）；
⑵ 食用劑量加以限制。
對合成色素在測定時采用的幾大步驟如下：
樣品前處理→提純→分離→鑒別（何種色素）→定量（此色素含量是否超標）
⑴ 前處理方法有：前處理不外乎是將樣品打漿或者將著色部分用刀刮下，定容、吸附、解吸等方法處理；
⑵ 提純的方法
（1） 羊毛染色法：此法應(yīng)用較廣泛，主要是簡單，材料容易弄到，操作也方便。缺點為：要在熱的酸性條件下吸附色素，用氨溶液解吸色素時，往往色素起變化。當(dāng)溶液中含量低時（色素含量低），用羊毛染色法吸附色素不完全，回收率低；
（2） 聚酰胺粉法：此法是分離兩種以上的色素，是目前比較理想的方法，因為食品中大多數(shù)使用拼色。聚酰胺粉在酸性溶液中能與人工合成色素牢固地結(jié)合，并能在很稀的溶液中吸附色素，但對天然色素的吸附不緊密，能被甲醇-甲酸洗脫下來；
（3） 離子交換法
（4） 分子篩分離法
⑶ 目前分離方法
（1） 濾紙層析法；（2） 薄層層析法；（3） 柱層析法；（4） 電泳法
⑷ 色素鑒定方法
（1） 采用紙層析法進行定性（與標準樣進行對照 Rf）；
（2） 采用薄層層析、比色的方法進行定量。
在食品中添加色素，經(jīng)常是由兩種以上的色素配合而成的拼色，對色素的測定，先處理、提純，然后把每一種色素要分離開，再對每一種色素的量進行定量。
目前，在食品行業(yè)中使用單一色素已經(jīng)比較少，大多數(shù)使用復(fù)合色素方可達到比較滿意色澤，因而給分析工作者帶來一定困難。目前合成色素的測定方法主要有：(1)薄層層析法；(2)高效液相色譜法。
一、薄層層析法（聚酰胺粉法）
1、原理
聚酰胺是具有二極性的化合物，在酸性條件下與水溶性酸性染料結(jié)合，而與天然色素、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等物質(zhì)分離，然后再在堿性條件下解吸色素，再在薄層層析法進行分離鑒別，與標準比較定性、定量（紙層析進行定性，薄層層析進行定量）。
2、操作步驟
食品其形態(tài)是千變?nèi)f化的，添加在食品中的色素方式亦是各種各樣的，有的拼色加入，有的加在食品的表層幾個色素點，有的覆蓋一層色素, 有的用色素和雞蛋，很形象地作成傳說中的故事、動物、花卉以及象征豐收、延年益壽、節(jié)日愉快、生日快樂等附在食品的最顯眼的地方，屬于這類食品的有中式糕點、西式糕點，還有飲料、小食品等色素的測定。樣品不同，處理方法則就不一樣。
⑴ 樣品表面色素的測定
如中式、西式、生日蛋糕、節(jié)日壽糕一類，首先將代表性的樣品整體稱重，記錄重量，然后分別取下相同著色部分，進行提取和分離，不要將部分著色樣品和整個或大部分不著色樣品混在一起。如果這樣，分離就困難，而且增加分離誤差，使結(jié)果偏差大，例如一塊蛋糕重500g，取下色素部分經(jīng)測定是50mg，表示500g重的含量即萬分之一。
⑵ 樣品外皮色素的測定
如兒童食品中的糖豆、朱古力豆、紅心果等樣品，只需將外表皮色素用少量的水溶下來（在用水溶解之前，先稱重量并記錄），并定容一定體積（將沒有色素的樣品棄去），供檢驗用，其計算與上面一樣。
⑶ 非酒精性飲料中色素的測定（各種汽水、桔子汁等）
(1) 吸附
吸50ml樣→與燒杯中→在電爐上加熱至沸→不斷攪拌除CO2→加1g聚酰胺粉（60℃活化1小時）→充分攪拌→使色素完全被聚酰胺粉吸附→用布氏漏斗過濾→用80℃熱水20ml洗沉淀物→用甲醇-甲酸（6︰4）20ml再洗沉淀物（除天然色素）→直到濾下來溶液無色→再用80℃熱水150ml分次洗沉淀物。
(2) 解吸
在不抽濾條件下，將9︰1乙醇氨液加在沉淀物中使吸附在聚酰胺粉上的色素全部解脫下來，收集于蒸發(fā)器中，水浴中濃液到5ml左右，加3滴20%檸檬酸溶液（使色素穩(wěn)定），定容10ml，供薄層點樣用。
(3) 注意事項
樣品在加入聚酰胺粉之前，要用20%的檸檬酸調(diào)節(jié)pH=4（聚酰胺粉末在弱酸性溶液中對色素吸附力強，吸附亦完全）。
如果樣品不含天然色素，除CO2后直接加聚酰胺吸附。
⑷ 對各種糖果色素的測定
1) 樣品處理
a. 硬糖（不含蛋白質(zhì)、淀粉）粉碎→稱樣3g→加50ml水溶解→再加30%檸檬酸3滴調(diào)pH=4
b. 軟糖（含淀粉高果飴）除外層冰糖屑→切碎→加50ml熱水溶解→用20%檸檬酸調(diào)pH=4→加淀粉酶1ml（消化淀粉）→90℃水浴15分鐘→溶液中出現(xiàn)沉淀物直到變清
c. 奶糖→加9︰1乙醇氨溶液溶解→用1︰10H2SO4調(diào)pH→加1%鎢酸鈉使蛋白質(zhì)沉淀，奶脂凝集沉淀→布氏漏斗抽濾
2) 吸附色素
1g聚酰胺粉+糖液→70℃水浴→攪拌使之充分吸附→用布氏漏斗抽濾→用80℃水洗漏斗上的沉淀物→再用丙酮洗（除油脂，硬糖不必）→再用80℃水洗沉淀物→洗到pH與原水相同
3) 解吸色素
沉淀物用乙醇氨解吸液全部解吸→收集于蒸發(fā)皿中→水浴濃液到4ml→加20%檸檬酸3滴→用水定容10ml→留做點樣用（單一色素直接比色，拼色要分離，先定性后定量）
⑸ 肉和肉制品中色素的測定
1) 前處理
稱處理樣→加海砂3g和20ml丙酮→于研缽中一起研→除去脂肪和水分→除去丙酮
2) 解吸樣液中的色素
將上面沉淀物放入布氏漏斗→用解吸液從肉蛋白中使色素全部解吸下來→加熱到70℃→用1︰10H2SO4調(diào)PH再加1ml10%鎢酸鈉→使蛋白質(zhì)全部凝聚沉淀→用布氏漏斗抽濾→用70℃水20ml洗漏斗→收集全部濾液
3) 吸附樣液中的色素
稱1g聚酰胺粉+上面的濾液→攪拌→抽濾→用水洗漏斗中沉淀物→直到濾水與原水PH相同
4) 解吸樣液中色素（與非酒精性飲料相同）
⑹ 果脯類色素的測定
1) 處理
取樣研碎后稱2g→加50ml水→加熱70℃使溶解
2) 吸附
吸附劑1g+上述液→抽濾→用70℃熱水洗沉淀物
3) 除天然色素
用甲醇-甲酸（6︰4）混合液解吸天然色素→直到濾液無色為止→再加甲醇10ml進一步除天然色素→70℃熱水洗，不斷攪拌
4) 解吸
用解吸液解吸樣品沉淀物中全部人工合成色素→濃液解吸液（甲醇、氨）直到無甲醇、氨時→用1︰10H2SO4調(diào)pH=4→再按上述加吸附劑操作重復(fù)1-2次，把天然色素全部去凈為止，最后解吸、定容同上。
⑺ 各種加工蔬菜中色素的測定
這一類色素測定按理論應(yīng)該以蜜餞的操作來處理，但在實驗中這些樣品膠體過多，使解吸、過濾等操作非常困難，所以我們應(yīng)該按下述方法進行：取樣20g（干菜2g），加入100ml 80%的乙醇溶液，浸泡2小時，再以含有1%氨水的70%乙醇反復(fù)浸出，合并浸出液，直到色素全部被洗脫下來，置70-80℃水浴上，將全部浸出液濃縮，待氨全部逸出去（沒有氨味），調(diào)pH=4，加1g聚酰胺吸附，然后用布氏漏斗過濾，以200ml 70-80℃水洗滌漏斗的聚酰胺粉，然后用甲醇-甲酸洗脫天然色素。以上操作同蜜餞中色素的測定方法。
⑻ 提純色素溶液的紙層析定性
為了判斷樣品中存在有幾種色素以及是什么色素，必須進行紙層析進行鑒定。
經(jīng)濃縮后樣品色素溶液→于新華中速層析濾紙上點樣→點樣量3-5微升（若樣品含量低可取出1ml在濃縮至0.2ml再點樣）→點樣點的直徑應(yīng)不超過2毫米為宜→點樣線距底邊2厘米→樣點間距離以及左右紙邊各距2厘米→用展開劑展開→測量各色素點的Rf值→于標準色素Rf值對照→確定何種色素（以標準色素斑點Rf值衡量樣品各色素斑點的Rf值是否于標準點在同一條直線上，色素的顏色是否完全一致，就可確定樣品色素屬于何種色素）。
Rf（比移值）=斑點移動距離/溶劑前沿距離
所使用的展開劑有：
1)正丁醇︰無水乙醇︰1%氨水 = 6︰2︰3
2)正丁醇︰吡啶︰1%氨水 = 6︰3︰4
3)異丁醇︰無水乙醇︰水 = 3︰2︰2
⑼ 提純色素溶液的薄層分離和定量
經(jīng)過紙層析定性之后，含有一種色素的樣液定容之后，離心即可定量；含有兩種以上的復(fù)合色素的樣品溶液，需要經(jīng)過薄層分離為單色素后，再用比色法分別定量，測定出各種色素的含量。
具體步驟是：薄層板制板→點樣層析→比色→標準曲線繪制→計算含量
1) 薄層板制備
聚酰胺粉1g于研缽中→加15ml 75%甲酸→攪拌，使聚酰胺全部溶解→加7.5g硅膠G→研磨1分鐘→立即涂板（玻璃板要求光滑平整，先用水洗凈，干燥后用酒精擦拭干凈，涂板時可用涂本器或手工玻璃涂布）→可涂15×10厘米玻璃板三塊（厚度為0.25-0.3毫米）→玻璃板放入盛有少量水的大玻璃缸中→蓋好蓋子→使玻璃板中的甲酸由缸底的水吸取→放2-3小時→取出玻璃板→于空氣中風(fēng)干→于60-65℃烘箱30分鐘→放入干燥器中備用
2) 點樣層析
用點樣管（毛細管、微量注射器）將濃縮并定容的樣液點在薄層板上→基線距底邊2厘米→點成與底邊平行的條狀→兩端距邊各為2厘米，點樣量一般為0.4ml→點樣時要用電吹風(fēng)機邊點邊吹干→然后進行展層析
展層缸先用溶劑系流30分鐘→再把點好樣的薄層板放入展析缸用上行法展開→薄板下端浸入溶液0.5-1厘米→大約1小時看色素已明顯分開后→即可取出薄板→晾干
對溶劑系流的選擇是：a) 分離胭脂紅、莧菜紅、新紅、檸檬黃、桔黃、靛藍等用正丁醇︰吡啶︰5%氨水=6︰6︰4（這種展開劑主要分離靛藍，因為靛藍上升很快，其它上升很慢）；b) 分離檸檬黃、胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、桔黃等時用展開劑為2.5%檸檬酸鈉︰氨水=4︰3（檸檬黃上升很快，其它上升慢）；c) 對于分離兩種紅色素（莧菜紅、胭脂紅）的食品用甲醇︰乙二胺︰氨水=10︰3︰4（主要是莧菜紅與胭脂紅上升快，其它色素上升慢）。
3) 比色定量
將薄層板展開后→用小刀分別將各條色斑刮下→移入砂芯漏斗→用乙醇氨溶液解吸抽濾→于水浴上蒸發(fā)到無氨味→定容10ml→分別測出消光值E（根據(jù)各種色素的最大吸收波長測定其光密度）→從標準曲線上查出相應(yīng)的各色素含量.
4) 標準曲線的制備
先配成標準色素貯備液（100微克/ml），稱0.1g標準色素加水稀釋至1000ml
10ml比色管 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
標準應(yīng)用液 0 0.1 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
加水 分別加水至10ml
相當(dāng)于μg/ml 0 1 5 10 20 30 40 50 60 70
分別測出EO-E9的消光值以水為參比，以色素濃度為橫生標，消光值為縱坐標，繪制標準曲線。以水為參比，pH值為6，各色素的最大吸收波長為下：
胭脂紅 508納米；檸檬黃 428納米；莧菜紅 520納米；
晚霞黃 485納米；赤蘚紅 528納米；靛藍 610納米；
注意事項
1） 上述兩個公式若乘以1/100，即由mg/㎏變?yōu)閹?span lang="EN-US">/萬。例如胭脂紅含量為80mg/㎏即0.8/萬；2） 聚酰胺粉吸附要求預(yù)先活化，并要求在一定的溫度、pH和一定的作用時間下進行，操作時要注意。聚酰胺在酸性條件下吸附色素牢固，用水洗滌聚酰胺粉以除去可溶性物質(zhì)，要求水偏酸性（pH=4），防止聚酰胺上色素在洗滌過程中脫落下來；
3）樣品的前處理和提純過程很重要，要充分去除雜質(zhì)（油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、糖）以免影響吸附及層析效果。
一般能溶解在水中的物質(zhì)，如食鹽、糖、味精、香精等，在用酸性水洗滌聚酰胺粉時都能除去，還有明膠、果膠也可以通過大量水除去；對油脂類可以用丙酮或石油醚洗滌脫脂，如果油脂含量很高，可在研缽中用丙酮、海砂研磨除去；對于樣品中蛋白質(zhì)、淀粉含量高時，可用蛋白酶或鎢酸鈉、淀粉酶水解后除去；對于天然色素可用6︰4甲醇-甲酸除去；
4） 紙層析定性時不可皺折，邊緣應(yīng)剪齊，不可有毛邊，而且要注意紙的橫、豎向，應(yīng)順紋上行，展開較好，否則結(jié)果不規(guī)律；
5） 在濃縮樣液時應(yīng)控制水浴溫度70-80℃，應(yīng)使緩慢蒸發(fā)，勿濺出皿外，防止色素干結(jié)在蒸發(fā)皿的壁上（應(yīng)經(jīng)常搖動蒸發(fā)皿）；
6） 靛藍褪色由深蘭色→淺蘭色→黃色→無色。靛藍褪色是由于光、氧、溫度高、PH等多種因素的影響，測定靛藍時要注意上述因素的影響；
7） 展開劑使用時最好2天換一次，以保證分離效果，放置時間過長造成濃度和極性都起變化，影響分離效果；
8）漏斗用完后要洗凈，先用濃HCl20ml少量多次洗，然后用水多次沖洗，否則影響下一個樣品的吸附或解吸作用；
9） 聚酰胺粉可回收使用。使用過的聚酰胺收集于干凈的燒杯中，用0.5%NaOH溶液浸泡24小時之后水泵抽干，倒回?zé)?span lang="EN-US">0.1N HCl泡30分鐘，然后再用水泵抽干，用水洗至中性，置60℃烘箱烘干備用；
10） 比色時樣液要求清晰，若混濁使E增大，影響結(jié)果，如果混濁可離心也可放置。
