一、前言
　　食用色素是食品添加劑的重要組成部分，不僅廣泛用于食品工業(yè)以改善食品的色澤，而且還廣泛應用于醫(yī)藥和化妝品。
　　19世紀中葉以前，人們都是用天然色素著色，自從1856年英國W.H.Perkins發(fā)明了*個合成有機色素*紫以后，相繼合成了許多有機色素。由于這類色素色澤鮮艷，性質穩(wěn)定，成本低廉，很快就取代了天然色素。隨著科學的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)許多合成色素對人體有害。除了其本身的化學性能危害人體健康，而且在合成過程中，還可能被砷、鋁等有害物質所污染。因此，世界各國已先后禁止使用許多合成色素。據(jù)統(tǒng)計，世界各國曾作為食用的合成色素品種有90種，但目前各國仍廣泛使用的僅十幾種，有的國家如挪威已*禁止使用任何合成色素。我國批準使用的合成色素只有胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、靛藍、日東黃等幾種。在這種情況下，人們對天然色素的興趣就大大提高了，而且近年的研究發(fā)現(xiàn)，天然色素大多具有一定的生理功能，如天然β－胡蘿卜素在防癌、抗癌和預防心血管疾病方面有明顯作用；α－胡蘿卜素對腎上腺癌、胃癌、子宮癌有良好的抗癌效果，且其作用比β－胡蘿卜素大得多；番茄紅素在類胡蘿卜素中抗氧化性zui強，其防病、抗病效果優(yōu)于β和α－胡蘿卜素?；ㄉ湛梢灾委熝h(huán)紊亂和心絞痛。功能性天然色素不僅給予食品鮮艷、逼真的光澤，而且對人體有保健功能，符合現(xiàn)代功能性食品發(fā)展的大趨勢，是天然色素發(fā)展的新潮流。
　　近十年來，我國食用天然色素工業(yè)發(fā)展。全國生產天然色素的企業(yè)達數(shù)十家，產品已有幾十種。但是，幾乎所有的企業(yè)采用傳統(tǒng)生產工藝，產品質量差，純度低，有異味和溶劑殘留，嚴重影響了天然色素的推廣和應用。盡管有少部分廠家出口天然色素產品，但大多以半成品方式如辣椒油樹脂廉價供給外商，然后在國外利用*的分離工藝，卻除雜質和異味，再高價售出。因此，如何采用*的設備、工藝，提高產品質量，是我國天然色素今后發(fā)展的一個重要課題。
   超臨界流體萃取是食品工業(yè)新興的一項萃取和分離技術。與傳統(tǒng)的化學溶劑萃取法相比，其*性是無化學溶劑消耗和殘留、無污染，避免萃取物在高溫下的熱劣化，保護生理活性物質的活性及保持萃取物的天然風味等等。下面介紹超臨界流體萃取在天然色素上的應用現(xiàn)狀。
二、超臨界流體萃取
　　超臨界流體萃取是使用高于臨界溫度、臨界壓力的流體作為溶劑的萃取過程。處于臨界點附近的流體不僅對物質具有*的溶解能力，而且物質的溶解度隨體系的壓力或溫度的變化而變化，從而通過調節(jié)體系的壓力或溫度就可方便地進行選擇性地萃取分離物質。
　　超臨界流體萃取在食品中的應用，主要是近20年的事情。1974年Zoselzui先研究了超臨界流體萃取從咖啡中脫除*；1978年Hag A.G建立了從咖啡豆中脫除*的工業(yè)化設備和工藝，是超臨界流體萃取應用于食品工業(yè)的重要里程碑。目前，超臨界流體萃取已廣泛應用于油脂、*、香精香料和色素等的萃取分離。
　　超臨界流體萃取在食品加工中，幾乎都采用CO2作為萃取劑。CO2不但是很強的溶劑，可以萃取食品加工中范圍很廣的化合物，而且相對來說，性質穩(wěn)定，價格便宜，無毒，不燃燒，可循環(huán)使用。CO2制取費用低，可得高純度氣體，無殘留。CO2的臨界點較低，臨界度為31.1℃，臨界壓力為7.38MPa，因此特別適用于萃取揮發(fā)和熱敏性物質。與傳統(tǒng)溶劑正己烷、二氯甲烷相比，具有顯著的*性。
三、超臨界流體萃取在天然色素中的應用
　　超臨界CO2的性質與正己烷的極性相似，因此特別適于萃取脂溶性成分。如β-胡蘿卜素、辣椒紅素、煙脂樹橙、葉黃素等。此外，通過使用不同的夾帶劑，可以改變CO2的極性，從而使萃取范圍擴大，可萃取極性較強的色素如茶多酚，銀杏黃酮等。
1．超臨界CO2萃取胡蘿卜素 以往提取胡蘿卜素主要是采用正己烷等有機溶劑，不僅需要消耗大量的溶劑，而且產品必須除去所有的溶劑，避免溶劑殘留引起的毒性。超臨界CO2萃取可以替代傳統(tǒng)的溶劑法，有效地提取胡蘿卜素。于恩平等利用超臨界CO2萃取海藻中的胡蘿卜素。用丙酮作夾帶劑，可提高萃取率。表1為胡蘿卜在不同丙酮含量下胡蘿卜素在CO2中的溶解度和提取率。 表1 胡蘿卜素在CO2中的溶解度和提取率（以丙酮作為夾帶劑）

國外用超臨界CO2萃取胡蘿卜素的研究較多，其文獻如表2所示。
表2 國外超臨界CO2萃取胡蘿卜素的研究狀況

2．超臨界流體萃取辣椒紅素 辣椒紅素工業(yè)上多用乙醇或正己烷等從辣椒粉中萃取得到辣椒油樹脂，再經分離出辣味辣椒素后得到無辣椒油樹脂，再經分離出辣味辣椒素后得到無辣味深紅色的油狀液體--辣椒紅素。由于辣椒紅素的油狀特性使得通常溶劑提取的產品中殘留（溶劑如正己烷等）的去除很難達到FAO和WHO的標準，*地影響了其使用和出口創(chuàng)匯。趙亞平等用超臨界CO2從粉碎的干辣椒中提取辣椒紅素。*萃取條件為粒度<1.2mm，壓力為15MPa，萃取溫度50℃，流量6M3/hr。武練增等從紅尖辣椒中萃取辣椒紅素（含溶劑10000mg/kg以上）進行純化。其*萃取條件為18Mpa，25℃，流量2.0L/min。殘留溶劑可達20mg/kg以下。
3．超臨界CO2萃取胭脂樹橙 A.J.Degnan等研究了超臨界CO2對煙脂樹橙萃取的影響。純胭脂樹橙在CO2中的zui大溶解度為0.003mg/g，而胭脂樹種子色素的zui大溶解度為0.026mg/g。溫度增加色素在CO2中的溶解度增加，但相同溫度時增中壓力溶解度不增加（表3）。用植物油作夾帶劑可提高胭脂樹橙的萃取率。
表3 胭脂樹種子中色素在不同條件超臨界CO2中的溶解度

　　Roy R.Chao等用超臨界CO2從胭脂樹種子中萃取天然色素，結果表明萃取的色素主要是胭脂樹橙和降胭脂樹橙。胭脂樹橙比降胭脂樹橙更易萃取。胭脂樹橙比降胭脂樹橙更易萃取，萃取溫度50℃，壓力310bar可獲得較高的總色素產量。
四、結論
　　盡管超臨界流體萃取天然色素具有很多的優(yōu)點，但目前我國在這一領域還未得到廣泛的工業(yè)化應用。主要原因是超臨界設備一次性投資較大，而且萃取天然色素的工藝尚不成熟。但是由于超臨界流體萃取的種種優(yōu)點，目前很多廠家已經或正準備投資購買超臨界設備。超臨界流體萃取天然色素工藝的研究是今后發(fā)展的一個重點。特別是隨著人們對功能性天然色素的認識和重視，相信超臨界流體萃取將取代傳統(tǒng)的溶劑法提取天然色素，生產出高純度、高品質的色素產品，以滿足使用和出口的需要。 （作者：孫慶杰 顧瓊芬）