動物飼料中合成類胡蘿蔔素的迷思

匯軒產業知識 2019/4/9
顏色是食物的一個重要的特徵。第一印象會根據食物的顏色產生:水果是成熟的嗎?吐司烤焦了嗎?食物新鮮嗎?根據這些印象,可以判斷食物是否可以安全食用及是否好吃。顏色與期望密切相關,因此在食物中添加色素是實現這些期望的一種方式。
由於以下原因,色素被添加到食品中:
  1. 加工過程中顏色的損失
  2. 增強已經存在的顏色
  3. 盡量減少批次間顏色的變化
  4. 對未著色的食物進行著色
我們經常希望食品中添加的色素為天然色素來源,尤其是在畜產品中,如:蛋雞飼料中用於改善蛋黃顏色的β-胡蘿蔔素及角黃素(斑螫紅素)等。那麼,究竟在動物飼料中的色素是什麼來源呢?

什麼是天然的色素?

色素在自然界中廣泛存在,從最簡單的原核生物如藍菌到真菌、植物和動物界。大多數的天然食物色素來自植物界的被子植物(開花植物),如:葉綠素、花青素和番茄紅素等。而在飼料中,主要的原料玉米中也含有天然的β-胡蘿蔔素。來自其他來源的天然色素如介殼蟲(胭脂蟲和紫膠)
真菌(三孢布拉黴和紅麴菌屬)和藍藻(節螺藻屬)現今也被用於食品的著色。在台灣,天然食用色素根據「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」規範准用之溶劑、食品範圍及限量規定,及根據「天然食用色素衛生標準」規範規定46種天然色素之來源。

甚麼是合成的色素?

美國食品藥物管理局(U.S. Food and Drug Administration, FDA)將著色劑分為需認證和不需認證兩大類(如表一),經有機合成,且不存在於天然物中的染料(Dye)、麗基(Lake)是需要經過認證的著色劑;而不須經過認證的著色劑則為由生物體產生的天然色素(Natural pigments)、利用人工合成存在天然物中的等天然色素(Natural identical)。
表一:著色劑的分類
著色劑 例子
需認證
1.染料(Dye) 食用紅色六號、食用紅色七號、食用黃色四號等
2.麗基(Lake) 鋁麗基(水溶性染料與鋁或鈣離子反應生成鹽類,並透過基質將之吸附製得)
不需認證
1.天然色素(Natural pigments) 胡蘿蔔素、花青素、葉黃素類等
2.等天然色素(Synthetic natural identical) β-胡蘿蔔素(β-carotene)、β-衍-8'-胡蘿蔔醛(β-apo-8'-carotenal)、角黃素(canthaxanthin)
從表一中看到除了天然色素,其他色素種類皆是透過合成得到的。其中,需經過認證的合成色素是從煤焦油中分離出來的苯胺染料為原料製成的。其必須通過動物安全試驗並被核准,才可以使用於食品。根據行政院頒訂之「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,我國准許使用之需認證之色素共八種:食用紅色六號、食用紅色七號、食用紅色四十號、食用黃色四號、食用黃色五號、食用綠色三號、食用藍色一號、食用藍色二號。
而另一類為不需經過認證之合成色素—等天然色素,其中近年來最受矚目的是類胡蘿蔔素,類胡蘿蔔素的種類約有一百多種,但是僅有β-胡蘿蔔素(β-carotene)、β-衍-8'-胡蘿蔔醛(β-apo-8'-carotenal)、角黃素(canthaxanthin)通過FDA毒性試驗,並准許適用於食物中。根據我國「飼料管理法」第三條之一第一項,可供給家畜、家禽、水產動物之飼料添加物中之著色劑包含類胡蘿蔔素、焦糖色素及蟲膠共三種。因此,在雞飼料中所添加之〝人工合成色素〞β-胡蘿蔔素和角黃素即為此類之色素。同時此類之合成色素也廣泛使用於我們生活中常見的食物,如:奶油、乳製品、飲料、烘焙食品等。

結論

天然色素的使用的確較安全、色調也較自然,但因其安定性低、保存期短、萃取的成本較高等,在使用上無法完全取代合成色素。而人工合成之類胡蘿蔔素,品質較為均一、純度也較高,應用於動物飼料產業是較為穩定、便利、有效且安全的。

在動物飼料中所添加之色素的確為合成色素,但合成色素在FDA的分類下又分為需經過及不需要經過認證的色素,於飼料產業中所使用的色素為不需經過認證之等天然色素,其不需經過FDA批准,即如同天然色素一樣,通過安全性(毒性)試驗即可使用。


參考資料
  1. F. M. Clydesdale and F. J. Francis. 1976. Pigments. In Principles of Food Science, Vol. I : Food Chemistry, ed. by O. R. Fennema, Marcel Dekker, Inc., N.Y.,
  2. Alan Mortensen. 2006. Carotenoids and other pigments as natural colorants. Pure Appl. Chem., Vol. 78: 1477–1491.