天然藍色為何這麼難做？螺旋藻怕酸又怕熱 食品業從配方、製程到供應鏈找解方
撰文＝編輯部
隨著美國食品產業加快減少使用石油來源合成色素，尋找天然替代來源成為食品業的重要課題。紅色可由甜菜、紅椒或花青素取得，黃色與橙色也有薑黃素、葉黃素及胡蘿蔔素等選項。
相較之下，藍色一直是天然色素中最難補上的缺口。天然界並非沒有藍色，而是同時具備食品安全、穩定量產，並能耐受加工與保存條件的天然藍色色素相當有限。
在這波尋找天然藍的過程中，螺旋藻萃取物逐漸成為主要選項之一。它能提供明亮且辨識度高的藍色，也已被應用於糖果、冰品、飲料與乳製品，並被視為取代人工藍色一號的重要候選原料。
市場需求也在增加。根據Innova Market Insights資料，全球含有藍色色素的新品數量，已由2021年的約6,000項增加至2025年的超過1萬項。不過，這項統計涵蓋天然與合成等不同藍色色素，並非全數使用螺旋藻。
找到天然藍色只是第一步，這抹藍是否能在加工應用與長期保存條件下維持穩定，同時還需面對安全、法規與原料供應等限制。
螺旋藻不是直接磨成藍粉 真正著色的是藻藍蛋白
作為天然色素使用的螺旋藻萃取物，是將鈍頂節旋藻（Arthrospira platensis）經過水萃取與過濾製成，其中主要著色成分就是藻藍蛋白（phycocyanins）。食品業俗稱的螺旋藻，在生物分類上屬於可進行光合作用的藍綠菌。
藻藍蛋白屬於水溶性色素蛋白，存在於藍綠菌與部分藻類的光合作用系統中，能吸收特定波長的光線，協助生物進行能量轉換。鈍頂節旋藻中的主要藍色色素為C-藻藍蛋白（C-phycocyanin）。
在結構上，藻藍蛋白除了蛋白質本體之外，還連接著負責呈色的發色團藻藍膽素（phycocyanobilin）。這使得藻藍蛋白成為一種蛋白質與色素結合的複合結構，既具備良好的水溶性，也是少數可應用於水性食品的天然藍色來源。
然而，蛋白質容易受到酸、熱與光線等外在環境影響，導致顏色變淡、混濁、析出或沉澱，使其在食品應用上面臨挑戰。
冰品是天然藍的舒適圈 酸性飲料、糖果與烘焙卻是硬仗
目前美國食品藥物管理局（FDA）允許螺旋藻萃取物應用於多種食品，包括糖果與口香糖、糖霜、冰淇淋、冷凍甜點、甜點塗層、飲料粉、優格、卡士達、布丁、茅屋起司、明膠食品、麵包屑、即食穀物（不包括擠壓加工穀物）、酒精濃度低於20％的酒精飲料、非酒精飲料、未加熱調味料、沙拉醬、醬料、沾醬，以及膳食補充品錠劑與膠囊的包衣等。
FDA於2026年2月曾發布命令，準備進一步將螺旋藻萃取物開放至一般人類食品，讓它能使用於烘焙麵糰、麵糊及其他過去未明確核准的食品。不過，FDA收到異議與聽證要求後，已自2026年3月20日起無限期延後命令生效。截至2026年8月，業者仍須依原有核准品項使用，不能直接套用至所有食品。
在歐盟，螺旋藻生物質可以作為食品原料使用，但以著色為目的的螺旋藻萃取物，尚未正式列為食品添加物色素。部分業者將其歸類為「具著色作用的食品」，但實際分類仍取決於製程是否選擇性萃取色素，以及色素相對於其他營養與芳香成分的濃縮程度，法規定位仍存在不確定性。
此外，「天然」與「潔淨標章」並非全球通用的法定分類。螺旋藻萃取物在美國屬免除批次認證的色素添加物，不代表FDA正式將它定義為「天然色素」；業者使用天然或無人工色素等宣稱時，仍須確認各市場的標示規定。
雖然螺旋藻萃取物已能用於多種食品，但在不同產品中的表現有明顯差異。
冰淇淋、冰棒與冷凍甜點，是目前相對適合藻藍蛋白發揮的產品。低溫環境不易破壞蛋白質結構，也能減緩氧化與色素降解，因此藍色冰品與冷凍甜點成為螺旋藻藍較容易落地的應用場景。
然而，到了酸性飲料、糖果與烘焙食品，事情就沒那麼簡單。
由於藻藍蛋白對酸、熱與光都相當敏感，在低pH值環境下，蛋白質結構可能改變，使藍色色澤逐漸減弱，甚至產生聚集與沉澱。因此，汽水、果汁飲料與酸味軟糖可能出現褪色或色澤不均；高溫烘焙則可能導致蛋白質變性，使原本鮮明的藍色轉淡甚至消失。
食品業者指出，低酸鹼值、高溫與高水活性同時出現時，螺旋藻藍最容易失去穩定性；加工溫度超過70°C，也可能增加褪色風險。這也意味著，即使法規允許使用，仍不代表螺旋藻藍能直接取代合成色素，而不需調整配方與製程。
為了維持顏色穩定，食品業可縮短藻藍蛋白暴露於高溫的時間，在製程後段再加入色素，並避免產品長時間暴露於光線與高溫環境。此外，也可利用蛋白質或多醣形成保護結構，或採用微膠囊與包埋技術，降低酸、熱、氧氣與光線造成的破壞。
不過，這些方法可能改變產品的黏度、透明度、口感與溶解速度，也可能提高原料成本及配方複雜度。對食品業者而言，天然藍色的挑戰因此不只在於「能不能呈色」，還包括產品在保存期限內能否維持一致色澤。
養出螺旋藻只是起點 純化、價格與安全才決定能否商業化
若螺旋藻藍要走向大規模市場，生產端同樣必須跟上。
螺旋藻具備生長快速、培養條件可控等優勢，但光照強度與波長、溫度、營養來源、pH值與培養方式，都會影響藻體生長與藻藍蛋白累積。
在培養完成後，由於藻藍蛋白存在於細胞內，仍需經過採收、破碎、萃取、濃縮、純化與乾燥等步驟。其中，藻藍蛋白常與其他蛋白質、脂質及醣類共存，傳統純化技術雖可獲得高純度產品，但多重分離程序與長時間處理也容易造成損失，使成本持續上升。
因此，藻藍蛋白研究也持續尋找微過濾、超過濾、高壓破壁與生物精煉等方法，希望在純度、產率與成本之間找到適合大規模生產的方式。
目前能同時滿足跨國食品企業對價格、品質與供應規模要求的生產商仍然有限，原料供應又高度集中於中國。關稅與地緣政治風險，使部分採購商開始尋找歐洲與美國供應來源，但新產區仍須面對價格、產量與色價一致性的考驗。
露天培養池成本較低，也較容易擴大規模，但容易受到天候、季節變化與環境污染影響，造成產量與色素濃度波動。封閉式光生物反應器能更精準控制光照、溫度及培養環境，提升全年供應與品質一致性，但設備與能源成本較高。
原料安全同樣是商業化不可忽視的一環。螺旋藻可能從培養水及周邊環境累積污染物，水源、設備與生產管理都會影響最終品質。
依美國現行法規，螺旋藻萃取物中的鉛與砷均不得超過2mg/kg，汞不得超過1mg/kg，微囊藻毒素檢測必須為陰性。FDA於2026年2月發布的新命令原本也準備調降重金屬規格並新增鎘限量，但因命令延後生效，目前仍沿用原有標準。
因此，供應商除了提高產量，也必須維持藻種純度、管理培養水源，並持續進行重金屬、微生物與藻毒素檢驗。
天然藍不會只剩一個答案 法規與應用決定如何選色
螺旋藻萃取物與藻藍蛋白，已是目前天然藍色色素中相對成熟的選項，但要完全取代合成藍色色素的所有功能，仍不現實。
冰淇淋、冰棒、中性乳製品、糖衣與烘焙後裝飾等產品，較適合藻藍蛋白發揮；酸性飲料、高水分食品與高溫烘焙產品，則需要更複雜的護色技術，甚至必須改用其他色素來源。
同時，藍色的選項也正在增加。除了螺旋藻之外，蝶豆花中的花青素已在部分市場應用於飲料、乳製品、冰品與糖果等食品；梔子藍也逐漸成為另一條天然藍色路線。
另一項受到關注的來源，是嗜酸性紅藻Galdieria sulphuraria所產生的藍色色素。相關色素已獲美國FDA核准，歐洲食品安全局也已提出正面安全意見，但截至2026年7月仍等待歐盟完成最終授權。
這些天然藍色色素各自擁有不同的色調、耐熱性、酸鹼敏感度、溶解特性、價格與法規限制，沒有任何一種原料能在所有食品中維持相同表現。同一種色素在美國、歐盟與亞洲市場的法規身分及核准食品類別也可能不同，跨市場銷售前仍須分別確認。
因此，未來天然藍市場可能不會出現單一全面取代人工色素的解方，而是逐漸形成一套互補的色素工具箱，讓食品業者能依據產品的酸鹼值、加工溫度、水分、保存條件、成本與法規要求，選擇最合適的天然藍來源。
審稿編輯：林玉婷
參考資料
▶Food Ingredients First, Spirulina blue gains ground in F&B despite stability, supply and regulatory challenges
▶Food Ingredients First, US FDA clears spirulina-based blue colors for wider use in food
▶Chemistry & Biodiversity：A Review of the Chemistry and Biological Activities ofNatural Colorants, Dyes, and Pigments: Challenges, andOpportunities for Food, Cosmetics, and PharmaceuticalApplication
▶Applied Sciences：Sustainable Production of Natural Pigments from Microalgae: A Review Study
▶International Journal of Biological Macromolecules：A review of phycocyanin: Production, extraction, stability and food applications