食用色素按其來源和性質分為食用天然色素和食用合成色素兩大類，食用天然色素主要由動、植物組織中提取的色素，包括微生物色素。食用天然色素中除藤黃對人體有劇毒不能使用外，一般對人體無害，較為安全，但天然色素價格較高，穩定性稍差。

    食用合成色素亦稱合成染料，屬于人工合成色素。食用人工合成色素多以煤焦油為原料制成，成本低廉，色澤鮮艷，著色力強，色調多樣，但大多數對人體健康有一定的危害且無營養價值，因此，在肉制品加工中一般不宜使用。

    天然色素的開發和應用是當今世界發展的趨勢，在肉制品中常用的天然色素有焦糖色素、紅曲紅、高粱紅、亞硝基血紅蛋白色素、番茄紅素等。

    1、焦糖色素

    焦糖色素，又名醬色、焦糖色，是以淀粉糖漿、蔗糖、木糖母液等為原料采用氨法、亞硫酸銨法、普通法制成的有特殊的甜香氣和愉快的焦苦味的一種粉狀或液體膠狀物，溶于水中呈鮮艷的紅褐色，它由一百多種化合物組成。焦糖色素根據加工過程中使用催化劑的不同可將其分為4類，即普通焦糖、苛性亞硫酸鹽焦糖、氨法焦糖、亞硫酸銨法焦糖。焦糖色素易溶于水，不溶于通常的有機溶劑及油脂。水溶液呈紅棕色，透明無混濁或沉淀。對光和熱穩定。具有膠體特性，有等電點。其pH依制造方法不同而異，通常在3~4.5。焦糖色素具有膠體性質，均帶有小小的電荷，可以是正電荷，可以是負電荷，視生產方法及所用食品的pH而定。在選用時必須注意，否則將會對使用的效果有影響，如在可樂飲料中使用的耐酸性膠體色素要帶負電荷，等電點小于1.5，而在醬油、黃酒中就用帶正電荷的焦糖色素。從微生物學觀點來講，焦糖色素是很穩定的產品，因細菌不能在焦糖色素中生存，所以保質期規定為12 個月。焦糖色素的pH值在應用中是很重要的指標，焦糖的pH值因種類不同而異。如果焦糖的pH>5.0，則容易污染微生物，如果pH值<2.5，則在短時間就會樹脂化，pH越低，這種變化越快。耐酸焦糖，其pH應為2.8～3.3，平均為2.9～3.0，這種焦糖多用于飲料工業。等點電在4.5～5.0 的焦糖加入啤酒及醬油中，由于不改變介質的pH，且與溶液的帶電性相一致，所以溶解度增大。焦糖的pH一般是由加工的原料工藝決定的，可以根據不同需要加以調節。

    焦糖色素被廣泛地應用于肉制品中，如罐裝肉和燉肉以及植物蛋白為原料的模擬肉。肉制品中可以用正負電荷的焦糖色素，選用時應考慮紅色指數問題。焦糖色素在肉制品中的應用主要具有增香、抗氧化和掩蓋異味的作用。

    2、紅曲紅

    紅曲色素來源于微生物，是紅曲霉發酵產生的一種天然色素。紅曲色素由紅斑素、紅曲紅素、紅曲素、紅曲黃素、紅斑胺、紅曲紅胺等6種基本色素組成。紅曲色素為紅色或暗紅色液體、粉末糊狀物，略有異臭，熔點約60℃，溶于乙醇、乙醚、冰醋酸，不溶于水、甘油，可以認為其對pH值穩定，耐熱性強（100℃以上），耐光性，幾乎不受氧化劑和還原劑的影響，對蛋白質的染色性好，一旦著色后經水洗也不褪色。

    紅曲色素具有良好的著色性能，能賦予肉制品特有的顏色和風味，同時紅曲色素具有較強的抑菌作用。日本遠藤章氏的抑菌試驗結果表明，紅曲霉菌在生長代謝過程中可以產生具有殺菌或抑菌作用的活性物質，試驗證明抗菌活性物質中部分是色素成分。紅曲色素作為一種天然色素，應用在肉制品中，可以部分代替肉制品中的發色劑亞硝酸鹽。德國肉類研究中心對此進行了研究和探討，在腌制類產品中添加紅曲素后，可將亞硝酸鹽量減少60%，而其感官特性和可貯性不受影響。如果再進一步降低亞硝酸鹽用量，則產品風味略有別于原產品。添加紅曲色素并減少60%的亞硝酸鹽量的產品，不僅色澤均勻，其顏色穩定性也遠優于原產品。李開雄等人研究了紅曲米色素的添加對驢肉火腿顏色影響。研究發現，用紅曲米色素不但可以使肉制品的紅度值提高，而且可以大大降低NaNO 2 用量，肉制品更安全，色澤更令人滿意。研究發現紅曲紅色素在臘肉中代替亞硝酸鈉發色作用的應用效果，結果顯示紅曲紅色素可以以注射形式添加到臘肉中，添加量為肉重的0.001%。注射時要求增加注射點，減少每點注射量，使注射均勻。從色澤、水分含量、質構角度分析，均能達到類似亞硝酸鈉的水平，臘肉無硝發色劑的嘗試基本是可行的。

    3、高粱紅

    高粱紅色素是由黑紫色高粱殼提取制得，其主要著色物質為芹菜苷配基。高粱紅色素為深紅色液體、膏狀或粉末；易溶于水、乙醇，不溶于油脂；水溶液在酸性時呈紅色，在堿性時呈紫色，對光和熱非常穩定，但易受金屬離子影響，特別遇鐵離子變褐，添加微量焦磷酸鈉能抑制金屬離子的影響。

    高粱紅色素對蛋白質有良好的著色性能，色調貼近肉的自然色，有真實感，并有很好的保質期和保色性能，被廣泛應用于肉制品加工中。根據國家標準 GB2760 規定，高粱紅色素應用于熟肉中最大使用量為0.4g/kg，在火腿、香腸等灌腸制品中，以0.3~0.5g/kg的量添加，可達到理想的著色效果。研究發現高梁紅色素作香腸、火腿著色劑，感官狀態完全接近紅曲色素著色效果，并且具有很強的耐光性和耐熱性，有利于解決我國目前肉灌制品加工中的褪色問題。

    4、亞硝基血紅蛋白色素

    亞硝基血紅蛋白色素是直接用畜禽血液中的血紅蛋白或豬血中的血紅素與亞硝基結合生成的。亞硝基血紅蛋白對光、Fe 2+ 敏感，易受過氧化物氧化破壞，對熱穩定性良好，溶解性較高，使用無特殊要求。

    亞硝基血紅蛋白代替亞硝酸鹽作為發色劑應用于肉制品中取得了較好的效果，既保證了肉制品呈現鮮亮的玫瑰紅色，又降低了肉制品中NO 2- 殘留量。有研究人員利用豬血中血紅蛋白和亞硝酸鈉中NO - 工合成亞硝基血紅蛋白，將其作為肉制品發色劑添加到香腸中。經試驗分析和檢測，產品發色效果良好，穩定持久，風味獨特，并具有一定防腐效果，而香腸中 NO 2- 殘留量僅為1.75×10 -6 ，可實現肉制品的低硝化。

    5、番茄紅素

    番茄紅素是一種非維生素A前提的類胡蘿卜素，是一種由植物或微生物合成的天然色素，是一種新型的肉制品添加色素。番茄紅素是一種深紅色的脂溶性色素，不溶于水，難溶于甲醇、乙醇等，可溶于乙醚、石油醚等，油溶液呈黃橙色。

    番茄紅素不僅具有多種保健和抗氧化功能，而且具有良好的的著色效果，成為肉制品加工企業研究開發的一種代替亞硝酸鹽的新型肉制品天然色素。有研究人員將番茄產品（如番茄醬等）加入到肉餡中，對肉餡在貯藏中的理化性質及微生物的生長情況的變化進行了研究。研究發現，加入番茄紅素的肉餡抗氧化性能有所提高，而且顏色在貯藏過程中比較穩定。同時由于番茄產品本身的酸性會降低肉餡的pH值，從而會抑制一些腐敗微生物的生長。從這個實驗可以得出，番茄紅素在一定的程度上可以部分的替代亞硝酸鹽，作為肉類食品的防腐保鮮劑，而同時也是一種不錯的天然防腐劑。