食用色素按其来源和性质分为食用天然色素和食用合成色素两大类，食用天然色素主要由动、植物组织中提取的色素，包括微生物色素。食用天然色素中除藤黄对人体有剧毒不能使用外，一般对人体无害，较为安全，但天然色素价格较高，稳定性稍差。
食用合成色素亦称合成染料，属于人工合成色素。食用人工合成色素多以煤焦油为原料制成，成本低廉，色泽鲜艳，着色力强，色调多样，但大多数对人体健康有一定的危害且无营养价值，因此，在肉制品加工中一般不宜使用。
天然色素的开发和应用是当今世界发展的趋势，在肉制品中常用的天然色素有焦糖色素、红曲红、高粱红、亚硝基血红蛋白色素、番茄红素等。
1、焦糖色素
焦糖色素，又名酱色、焦糖色，是以淀粉糖浆、蔗糖、木糖母液等为原料采用氨法、亚硫酸铵法、普通法制成的有特殊的甜香气和愉快的焦苦味的一种粉状或液体胶状物，溶于水中呈鲜艳的红褐色，它由一百多种化合物组成。焦糖色素根据加工过程中使用催化剂的不同可将其分为4类，即普通焦糖、苛性亚硫酸盐焦糖、氨法焦糖、亚硫酸铵法焦糖。焦糖色素易溶于水，不溶于通常的有机溶剂及油脂。水溶液呈红棕色，透明无混浊或沉淀。对光和热稳定。具有胶体特性，有等电点。其pH依制造方法不同而异，通常在3~4.5。焦糖色素具有胶体性质，均带有小小的电荷，可以是正电荷，可以是负电荷，视生产方法及所用食品的pH而定。在选用时必须注意，否则将会对使用的效果有影响，如在可乐饮料中使用的耐酸性胶体色素要带负电荷，等电点小于1.5，而在酱油、黄酒中就用带正电荷的焦糖色素。从微生物学观点来讲，焦糖色素是很稳定的产品，因细菌不能在焦糖色素中生存，所以保质期规定为12 个月。焦糖色素的pH值在应用中是很重要的指标，焦糖的pH值因种类不同而异。如果焦糖的pH>5.0，则容易污染微生物，如果pH值<2.5，则在短时间就会树脂化，pH越低，这种变化越快。耐酸焦糖，其pH应为2.8～3.3，平均为2.9～3.0，这种焦糖多用于饮料工业。等点电在4.5～5.0 的焦糖加入啤酒及酱油中，由于不改变介质的pH，且与溶液的带电性相一致，所以溶解度增大。焦糖的pH一般是由加工的原料工艺决定的，可以根据不同需要加以调节。
焦糖色素被广泛地应用于肉制品中，如罐装肉和炖肉以及植物蛋白为原料的模拟肉。肉制品中可以用正负电荷的焦糖色素，选用时应考虑红色指数问题。焦糖色素在肉制品中的应用主要具有增香、抗氧化和掩盖异味的作用。
2、红曲红
红曲色素来源于微生物，是红曲霉发酵产生的一种天然色素。红曲色素由红斑素、红曲红素、红曲素、红曲黄素、红斑胺、红曲红胺等6种基本色素组成。红曲色素为红色或暗红色液体、粉末糊状物，略有异臭，熔点约60℃，溶于乙醇、乙醚、冰醋酸，不溶于水、甘油，可以认为其对pH值稳定，耐热性强（100℃以上），耐光性，几乎不受氧化剂和还原剂的影响，对蛋白质的染色性好，一旦着色后经水洗也不褪色。
红曲色素具有良好的着色性能，能赋予肉制品特有的颜色和风味，同时红曲色素具有较强的抑菌作用。日本远藤章氏的抑菌试验结果表明，红曲霉菌在生长代谢过程中可以产生具有杀菌或抑菌作用的活性物质，试验证明抗菌活性物质中部分是色素成分。红曲色素作为一种天然色素，应用在肉制品中，可以部分代替肉制品中的发色剂亚硝酸盐。德国肉类研究中心对此进行了研究和探讨，在腌制类产品中添加红曲素后，可将亚硝酸盐量减少60%，而其感官特性和可贮性不受影响。如果再进一步降低亚硝酸盐用量，则产品风味略有别于原产品。添加红曲色素并减少60%的亚硝酸盐量的产品，不仅色泽均匀，其颜色稳定性也远优于原产品。李开雄等人研究了红曲米色素的添加对驴肉火腿颜色影响。研究发现，用红曲米色素不但可以使肉制品的红度值提高，而且可以大大降低NaNO 2 用量，肉制品更安全，色泽更令人满意。研究发现红曲红色素在腊肉中代替亚硝酸钠发色作用的应用效果，结果显示红曲红色素可以以注射形式添加到腊肉中，添加量为肉重的0.001%。注射时要求增加注射点，减少每点注射量，使注射均匀。从色泽、水分含量、质构角度分析，均能达到类似亚硝酸钠的水平，腊肉无硝发色剂的尝试基本是可行的。
3、高粱红
高粱红色素是由黑紫色高粱壳提取制得，其主要着色物质为芹菜苷配基。高粱红色素为深红色液体、膏状或粉末；易溶于水、乙醇，不溶于油脂；水溶液在酸性时呈红色，在碱性时呈紫色，对光和热非常稳定，但易受金属离子影响，特别遇铁离子变褐，添加微量焦磷酸钠能抑制金属离子的影响。
高粱红色素对蛋白质有良好的着色性能，色调贴近肉的自然色，有真实感，并有很好的保质期和保色性能，被广泛应用于肉制品加工中。根据国家标准 GB2760 规定，高粱红色素应用于熟肉中最大使用量为0.4g/kg，在火腿、香肠等灌肠制品中，以0.3~0.5g/kg的量添加，可达到理想的着色效果。研究发现高梁红色素作香肠、火腿着色剂，感官状态完全接近红曲色素着色效果，并且具有很强的耐光性和耐热性，有利于解决我国目前肉灌制品加工中的褪色问题。
4、亚硝基血红蛋白色素
亚硝基血红蛋白色素是直接用畜禽血液中的血红蛋白或猪血中的血红素与亚硝基结合生成的。亚硝基血红蛋白对光、Fe 2+ 敏感，易受过氧化物氧化破坏，对热稳定性良好，溶解性较高，使用无特殊要求。
亚硝基血红蛋白代替亚硝酸盐作为发色剂应用于肉制品中取得了较好的效果，既保证了肉制品呈现鲜亮的玫瑰红色，又降低了肉制品中NO 2- 残留量。有研究人员利用猪血中血红蛋白和亚硝酸钠中NO - 工合成亚硝基血红蛋白，将其作为肉制品发色剂添加到香肠中。经试验分析和检测，产品发色效果良好，稳定持久，风味独特，并具有一定防腐效果，而香肠中 NO 2- 残留量仅为1.75×10 -6 ，可实现肉制品的低硝化。
5、番茄红素
番茄红素是一种非维生素A前提的类胡萝卜素，是一种由植物或微生物合成的天然色素，是一种新型的肉制品添加色素。番茄红素是一种深红色的脂溶性色素，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇等，可溶于乙醚、石油醚等，油溶液呈黄橙色。
番茄红素不仅具有多种保健和抗氧化功能，而且具有良好的的着色效果，成为肉制品加工企业研究开发的一种代替亚硝酸盐的新型肉制品天然色素。有研究人员将番茄产品（如番茄酱等）加入到肉馅中，对肉馅在贮藏中的理化性质及微生物的生长情况的变化进行了研究。研究发现，加入番茄红素的肉馅抗氧化性能有所提高，而且颜色在贮藏过程中比较稳定。同时由于番茄产品本身的酸性会降低肉馅的pH值，从而会抑制一些腐败微生物的生长。从这个实验可以得出，番茄红素在一定的程度上可以部分的替代亚硝酸盐，作为肉类食品的防腐保鲜剂，而同时也是一种不错的天然防腐剂。
