撰文╱
劉玹君 財團法人農業科技研究院產業發展中心副研究員
張峻齊 財團法人農業科技研究院產業發展中心研究員
食用色素又可分為人工色素及天然色素，為增加食品視覺吸引力，廣泛運用於食品及飲料產品。根據Mintel GNPD全球新品資料庫報告，全球近5年使用最多食用色素的食品類別，包括運動飲料和能量飲料（67%產品使用食用色素）、糖果和口香糖（61%）、碳酸軟性飲料（53%）、甜點和冰淇淋（47%），及營養飲料和其他飲料（45%）等；據市調公司Grand ViewResearch資料，2023年全球食用色素市值達31.3億美元，預計2024年至2030年將以6.5%的複合年增長率成長。隨著食品安全議題備受關注，天然食用色素的運用是值得重視的趨勢。
你會注意食用的產品有沒有添加色素嗎？食品製造商常藉由人工食用色素獲得某些特性或效果，例如降低成本、改善外觀、提高顏色強度、更佳的顏色穩定性和均勻性。因為顏色能增加視覺吸引力，並有助於傳達食物風味，食用色素對於口味認知與提升產品銷售扮演重要角色，市面上眾多添加色素的食品，以孩童為最大食用族群。
然而，部分人工色素被認為具過敏、致癌等潛在風險，還可能會影響孩童的神經傳導與免疫系統；同時，消費者對健康飲食的關注度提升，對具備潔淨標章（clean label）的食品開始感興趣，紛紛尋求天然來源的食品添加劑成分，其中就包含天然食用色素。因此，目前各大食品業者，例如M&M’s巧克力、彩虹糖的母集團瑪氏食品（Mars），擁有聰明豆巧克力品牌的雀巢（Nestle），皆去除旗下產品的人工色素，並改用天然食用色素。
消費者意識推促技術發展
五顏六色的植物蔬果，都是天然食用色素的潛力來源，例如菠菜的綠、玫瑰的紅及南瓜的橘黃等。源於自然食材的天然食用色素，相較於人工食用色素更沒有安全疑慮，甚至對人體健康有益，如花青素、薑黃色素等。但是天然食用色素較不穩定，暴露於熱、光或特定pH值等條件時，容易被破壞導致顏色改變，而且天然食用色素顏色範圍較為狹隘，有些顏色效果無法利用天然食用色素來完成。此外天然食用色素的供應會受原料來源影響，供貨相對不穩定且生產成本偏高，影響食品加工廠商的使用意願。
由於消費者日漸關注部分人工食用色素的潛在健康問題，亞太與歐美等地區對食品所添加的色素成分給予嚴格規範，限制在食品中使用部分化學合成的色素，今年被誤加入食品的「蘇丹紅3號」便是一例，多款國內老牌食品因此下架。
消費者尋求天然食用色素的食飲品，已是全球性趨勢。根據Mintel於今（2024）年發表的調查報告指出，34%美國消費者認為，不含人工色素的產品是採購意願決定因素；泰式醬汁的使用者中，有58%對不含人工色素的醬汁感興趣；32%的印度消費者更青睞純天然成分的烘焙產品。相關業者也對此積極發展技術，如利用藻類和微生物精準醱酵技術更穩定的生產食用色素，提升天然食用色素的發展潛力。除了食品調色使用，天然食用色素也開始應用於保健品與美妝產業領域，創造更多元的色彩和應用價值。
值得關注的三大類色素發展
- 焦糖色素的天然替代品
在全球食品和飲料產品中最常用的色素，莫過於黑色、棕色食用色素中的焦糖色素，包含製作可樂、布丁，以及國人飲食中常用的豆干、醬油、黑醋等，用途甚廣。焦糖色素由糖類加熱產生，過去被當作天然食用色素，但國內已列為食品添加物管理，並有添加標準量控制。
焦糖色素分為第一類的普通焦糖（Plain caramel）、第二類亞硫酸鹽焦糖（Sulfite caramel）、第三類銨鹽焦糖（Ammonia caramel）及第四類亞硫酸-銨鹽焦糖（Sulfite ammonia caramel），其中第三及第四類焦糖色素，因製程可能產生有致癌性風險的四甲基咪唑（4-MEI），是焦糖色素改為食品添加物加嚴管理的原因。
由於擔心部分焦糖色素對健康的影響，從Google專利資料庫可發現，近年原料製造商投入研發天然黑色食用色素，以確認替代焦糖色素的可能性。例如2020年，主要為食品和飲料業者提供天然色素及食品添加劑的德國Döhler公司使用麥芽萃取物、焦糖、蘋果萃取物及其混合物組成的棕色染料，加上選自藻藍蛋白、環烯醚萜及其混合物的藍色染料，以及花青素、甜菜鹼及其混合物的紅色染料，製備出可用於食品、化妝品和製藥行業的天然黑色染料。韓國高麗大學將黑米中萃取的紅色色素與薑黃中提取的黃色色素混合，由此產生能取代焦糖色素Ⅲ的天然食用色素。
- 天然紅色色素
美國加州去年公告將於2027年禁用具致癌風險的赤蘚紅（Erythrosine，美國稱食品色素3號、我國稱食用紅色7號），我國是否跟進尚未可知，但開發天然紅色食用色素的重要性已在升高。目前各國陸續使用植物性原料開發紅色食用色素，例如2020年阿根廷新創公司Michroma利用精密醱酵從微藻中生產紅色食用色素、2022年韓國將有機農業培育的紅花花瓣乾燥萃取紅花色素、2022年以色列食品科技公司Nextferm以新型酵母菌株——紅法夫酵母（Phaffia rhodozyma）產生含有蝦青素的類胡蘿蔔素，從而賦予其獨特的粉紅色；2023年阿拉伯聯合大公國棉花糖品牌Nom Noms使用甜菜根、螺旋藻和紅花作為添加色素。
- 天然藍色色素
過去天然環境下的藍色色素並不多，且天然藍色色素易受加工及儲存過程之光、熱、pH值影響，需注意產品留色及品質穩定度，因此天然藍色色素的商業量產具挑戰性。然而藍色又為大眾喜愛的顏色之一，因此近年投入天然藍色色素研發及創新素材的案例逐年增加。例如，2016年瑪氏食品在紫色高麗菜（紫甘藍）中發現天然食用藍色色素；2022年，以農業生產、加工及製造聞名的美國公司Archer-Daniels-Midland利用北美特有的Huito漿果生產藍色天然食用色素。2023年法國微藻應用公司Fermentalg取得透過培養單細胞紅藻產生淺藍色顏料的專利。
天然食用色素研發的四大趨勢
天然食用色素的研發投入及市場增長，除了源自對人工色素的食品安全疑慮，潔淨標章推動的「少添加」概念也是天然食用色素增長的推力。除針對不同顏色開發，後續應用也是一大重點，以下為天然食用色素應用開發趨勢：
- 重點關注烹飪前後與傳統肉類相匹配的肉類替代品顏色
例如高濃縮甜菜汁和果汁的混合物，以及一種由天然色素公司Oterra A/S開發、從紅甘藷萃取的色素等，適用於植物性肉類替代品。可以使植物肉呈現類似傳統生肉的粉紅色╱紅色色調，煮熟後會轉變成類似熟肉的棕色。
- 食品工業廢棄物可能成為天然著色劑的來源
循環經濟模式創造新的商機，全球科學家正在探索以選擇性、高效和永續的方式，從果渣、蔬菜皮等蔬果廢棄物中回收色素的技術，藉此獲得類胡蘿蔔素等色素作為食品著色劑。例如土耳其食品工程學者Hatice Şanlıdere Aloğlu正在申請使用酪梨果實種子產生橙色的相關專利，這種顏色是酪梨種子與氧氣接觸時自然產生的。天然酪梨籽橙色可用於紡織品、化妝品和食品工業。
- 選擇藻類和酵母來源的食用色素
生產技術的發展將能夠從藻類中開發出改良的紅色和藍色食用色素。例如近年主要研究的天然藍色色素來源就包含真核藻類、紅藻類、隱藻類以及螺旋藻，牠們可以用於生產藻藍素，添加在食品、化妝品。2023年，一群丹麥科學家在《Nature Microbiology》發表研究指出利用解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）並以葡萄糖作為碳源，能更有效率地生產天然紅色色素甜菜苷（Betanin），其濃度與純度更勝從紅甜菜根萃取的傳統方法，同時顯著減少土地、能源與資源消耗，有益環境永續。
- 精準醱酵食用色素有取代人工色素的潛力
精密醱酵利用微生物細胞生產著色劑等高價值食品成分，被認為能夠高效地生產高品質色素，因其使用的原料可再生或回收，與現有方法相比，環境足跡較低。
精密醱酵除了使用經特性篩選的微生物，也可能應用基因改造或基因編輯技術，雖然臺灣法規對基改產品上市的規範較嚴格，但精準醱酵後段需將基改菌體分離、純化產品，因此產品中不會有基改基因片段，但開發過程仍需耗費大量時間進行安全性驗證與認證。
銜接國際、法規管理仍是重要課題
市場需求促使科研機構及企業投入天然食品色素的開發應用，然天然食品色素經加工加熱後，色彩穩定性仍有待突破之處，且產量穩定性也需納入應用評估。技術之外，目前各國食用色素代碼不同，如前文提到的赤蘚紅，國際能否統一仍待討論；另外在天然食用色素的研究和開發，需確認政府機構制定的相關標準和規定，包括色素的安全標準、品質標準、生產標準等，以確保食品色素安全性和合規性。
國內因應國際保健食品「天然化」趨勢，食藥署為區隔天然食用色素與「食品添加物」，已在去年發布修正天然食用色素衛生標準，並於今年1月1日起正式實施。新規主要定義天然食用色素為「以著色為目的用途」的原料，並增訂部分色素品項之規格要求、整併不同原料來源所萃取但具相同主成分的色素，以及限制規範天然食用色素的使用宣稱，例如類胡蘿蔔素、葉黃素等若強調營養需求，便不能標示為天然食用色素；如該產品擬另外宣稱其所含類胡蘿蔔素之營養或特定功能，則涉及食品添加物（營養添加劑）之目的功能用途，應依食品添加物相關規定標示。
（參考文獻請逕洽作者）
