定義
來源于天然植物的根、莖、葉、花、果實和動物、微生物等的天然色素，可以食用的色素稱為食用天然色素，從添加量上看食用色素在食品中占的比例很小，一般為産品，飲料、酒類、糕點、糖果、醫藥等的千分之幾、萬分之幾甚至是十萬分之幾。天然色素雖然廣泛被允許作為食用色素，但各國對天然食用色素的定義及許可情況并不相同，有些物質被認定為香料而非色素，因此許多香辛料不被認定為色素。以瑞典為例，該國認定姜黃、辣椒、藏紅花及檀香木不是色素，而是香辛料。其他如意大利、荷蘭、瑞士及挪威等國的食品法規都有類似的規定。
天然色素(NaturalPigments)的開發與應用己成為各行業科技工作者普遍關注的課題。人們試圖從各種動植物資源中獲取天然色素，同時探索其生理活性，來緩解并解決由合成色素所帶來的各種問題。但是由于天然色素色澤不穩定，在其使用過程中容易受各種因素(如光照、溫度、氧化、pH值、介質極性、金屬離子、添加劑等)的影響而發生褪色、變色等方面的變化，而影響其着色效果，嚴重制約了天然色素代替人工合成色素的進程。
特性
絕大多數植物色素無副作用，安全性高。植物色素大多為花青素類、類胡蘿蔔素類、黃酮類化合物，是一類生物活性物質，是植物藥和保健食品中的功能性有效成分。鑒于植物色素作為着色用添加劑而應用于食品、藥品及化妝品中，用量達不到醫療及保健品的量效比例。在保健食品應用中，這一類植物色素可分别發揮增強人體免疫機能、抗氧化、降低血脂等輔助作用；在普通食品中有的可以發揮營養強化的輔助作用及抗氧化作用。
植物色素的着色色調比較自然，既可增加色調，又與天然色澤相近，是一種自然的美。植物色素在植物體中含量較少，分離純化較為困難，其中有的共存物存在時還可能産生異味，因此生産成本較合成色素高。
大部分植物色素對光、熱、氧、微生物和金屬離子及pH值變化敏感，穩定性較差；使用中一部分植物色素須添加氧化劑、穩定劑方可提高商品的使用周期。
大部分植物色素染着力較差，染着不易均勻，不具有合成色素的鮮麗明亮。
植物色素種類繁多，性質複雜，就一種植物色素而言，應用時專用性較強，應用範圍有一定的局限性。
應用
在天然色素的開發與應用方面，日本居于世界前列，早在1975年天然色素的使用量就已超過合成色素。日本的天然色素市場已超過2億日元的規模，而合成色素僅占市場的十分之一，約20億日元。至1995年5月，日本批準使用的天然色素已達97種。日本市場上年需求量在200噸以上的是焦糖色素、胭脂樹橙色素、紅曲色素、栀子黃色素、辣椒紅色素和姜黃色素等6種天然色素産品，其中焦糖色素的需求量最大，每年消費量達2000噸，約占天然色素消費總量的40%。
我國天然食用色素産品中次焦糖色素的産量最大，年産量約占天然食用色素的86%，主要用于國内釀造行業和飲料工業。其次是紅曲紅、高梁紅、栀子黃、蘿蔔紅、葉綠素銅鈉鹽、胡蘿蔔素、可可殼色、姜黃等，主要用于配制酒、糖果、熟肉制品、果凍、冰淇淋、人造蟹肉等食品。由于天然食用色素的價格還較高和受生活水平所限，其在國内食品制造業中的應用量還較少。随着我國人民生活水平的進一步提高，回歸大自然、食用全天然原料的産品必将成為今後食品消費的主流，國内食品制造業對天然食用色素的需求将不斷增長，同時也将開辟天然色素在醫藥、日化等方面更廣闊的應用領域。
天然色素在紡織行業的應用
天然色素除在食品行業廣泛使用外，在紡織、服裝、家紡行業也被廣泛作為天然染料使用，但不是所有色素都可以作為染料。紡織品需要洗滌，在摩擦牢度，皂洗牢度，日曬牢度上有更多的要求。但從天然植物中提取色素作為染料是順應時代潮流的。受到廣泛的關注和使用。
使用原則
國際上對天然色素的管理并不很嚴格，在色素的使用上，隻要記着三項原則即可暢行無阻，這三項原則為（1）選用國際所廣泛認可的天然色素；（2）對各國所認定可以進行調色的食品進行調色；（3）對食品進行調色時所添加的色素量應低于最高含量的管制。例如甜菜根抽出物在瑞典是允許使用的天然色素，但是卻僅允許使用于特殊食品中，如糖果、面粉、糕餅及食用糖衣中，其使用量也有所限制，在食用糖衣中的用量不得超過20毫克/公斤（以甜菜紅計）。
保健功能
在以前，水果和蔬菜占了人們每日所食食物中很大的一部分，這種生活方式的特征是食物豐富而且健康。後來，人們意識到，許多能夠帶給水果和蔬菜鮮豔顔色的色素其實也是非常有價值的營養品。
現代技術也應用可以開發更多精細的産品。自然界中存在許多色素，其中一些色素既可以作為食用色素，也可以作為重要的營養成分，這些色素的色調許多都是介于黃色、橙色和紅色之間。
花青素是一類天然色素，它們存在于水果和蔬菜中，使得水果和蔬菜呈現紅色到藍色的色調。在工業化生産中，大部分色素的常用來源為葡萄、接骨木果、複盆子和紅甘藍（紫甘藍）。花青素不僅可以作為色素，而且也有許多生物活性，不同來源的花青素具有不同的特性。來源于葡萄皮的花青素可以降低心髒病的危險，來源于接骨木果的花青素對流感病毒具有抵抗作用，來源于複盆子的花青素對視力具有良好的保護作用。
另一大類具有營養特性的天然色素是類胡蘿蔔素。類胡蘿蔔素廣泛分布在自然界中，一般呈現黃色、橙色和紅色。大多數水果和蔬菜都含有類胡蘿蔔素的混合物，從這些水果和蔬菜中所獲得的提取物是人類必需營養的重要來源，已經确認了自然界中有600種不同的類胡蘿蔔素。
β－胡蘿蔔素是最普遍的類胡蘿蔔素，已經廣泛應用于食品加工中，β－胡蘿蔔素應用于黃油和人造黃油中已經有很多年的曆史，它不僅給這些産品提供黃色的色調，而且還可以提供維生素A，這主要是由于β－胡蘿蔔素在人體内可以轉化成維生素A。在許多國家中均有規定，即人造黃油必須添加維生素A，因此，β－胡蘿蔔素成為維生素A的來源。
在自然界中混合類胡蘿蔔素最豐富的是棕榈油的果實，含有α、β和γ－胡蘿蔔素和番茄紅素。許多消費者已經認可了混合類胡蘿蔔素對人體健康有益。天然胡蘿蔔素已經成為非常普遍使用的色素，可以給産品提供吸引人的黃色和橙色。
葉黃素是一種來自萬壽菊的黃色素。人們才意識到它是一種抗氧化劑，可以對抗斑點退化（一種導緻老年人失明的疾病）。番茄紅素是一種鮮豔的紅色色素，它是一種很強的抗氧化劑，可以預防許多種癌症。姜黃素也具有抗氧化性，同時具有抗炎的特性。
應用前景
我們可以想像，植物的鮮花要是沒有了色素，蜜蜂将難以發現，更是無法傳粉，植物無法繁衍後代。動物也是一樣，數萬年來自然界這些動物就是食用最終來源于植物的天然色素，不斷進化，這些天然色素給了他們鮮豔的色彩、充沛的體力、和持久的生命力，讓他們繁衍後代直到現在，而所有這些類胡蘿蔔素的色素在飼料的加工過程中都會被氧化掉。這就是人工養殖動物與野生動物的最本質的區别之一“天然色素嚴重缺少”。
我國天然色素行業經過十幾年的努力，已有了長足發展，天然色素新品種不斷增加，目前已成為世界天然色素産銷大國。
由于技術及成本等原因，國内終端市場對葉黃素的認識還處于初級階段，葉黃素的應用也主要集中在飼料添加劑領域，随着行業技術及人民消費水平提升，葉黃素正在向食品添加劑等其他應用領域擴展。
我國是辣椒生産大國，國内辣椒紅色素生産始于80年代末期，目前基本形成了圍繞色素辣椒産區周邊分布的格局，集中分布于河北、山東、新疆、雲南等省區。政府對辣椒紅色素的研制和開放非常重視，早在國家“七五”計劃期間，辣椒紅色素研制與開發就被列為國家重點發展的四種天然色素之一，目前我國既是辣椒紅素生産大國，又是需求大國，具有比較穩定的内銷市場，目前主要應用于飼料及食品添加劑行業，應用前景廣闊。
現狀及前景
經過多年的發展，目前，食用天然色素的開發、生産、使用和管理等方面逐步規範。衛生和質量管理更加嚴格，而且新産品的審批程序要求更高，如對原料來源、加工中所用添加劑的品種，産品灰分、溶劑殘留、重金屬殘留、菌落總數、緻病菌、毒理學實驗及安全性級别、穩定性實驗、産品使用方法及範圍等方面均有嚴格的要求。
天然色素本身符合天然、健康、環保等消費理念，市場前景與人們消費升級趨勢相一緻。随着人們的收入提高和消費升級使潛在需求逐步轉化為現實需求，因此，食品行業對天然色素的需求量正在不斷增加，為該行業發展帶來機遇。
随着人們生活水平的提高，在食品的選擇上，更注重安全、健康、甚至有保健功能的産品，鑒于此，食品加工企業在食品生産中着色劑的選擇，将趨向于具有着色功能，而且還有營養和保健功效的天然色素，淘汰大部分有毒的化學合成色素成為一種趨勢，賦予食品許多新功能的天然色素将具有廣闊的市場前景。
天然色素安全性相對較高，具有天然、健康、營養和生理活性效應，随着生産技術的提高，天然色素的各項使用性能已經達到了合成色素的相當水平，但多數單一的天然色素是原料型的着色劑，不适合直接加到食品中着色，應用方面需要與其它色調的天然色素進行複配方可達到理想的效果，實際生産中還要注意需着色食品系統的性質。
如食品為多相系統(如水油兩相等)要針對需着色的那一相選擇着色劑，生産食品時所應用的加工條件，如加工的溫度、時間、值等，以及食品的包裝、儲存條件和天然色素本身的性質，結合該食品在消費者心目中形成的特有顔色，利用現有國家允許在該類食品添加、使用的天然色素的不同品種、不同色調進行複配調色，才能使食品色調自然、安全健康、具有天然色素應有的生理活性或某種藥理功能又符合國家食品添加劑使用衛生标準的相關規定。天然色素作為食品添加劑和營養保健品配料，其主要功能是在賦予食品鮮豔色彩的同時提升産品質量和安全。
