Farbstoffe, E colouring agents, 1) Pigmentfarben, farbige organische Verbindungen, deren Farben durch chemische Strukturen bedingt sind, die Licht im sichtbaren Spektrum zwischen 400 und 800 nm absorbieren und die nichtabsorbierten Wellenlängen reflektieren bzw. transmittieren. Wird nur eine Farbe des Spektrums gleichmäßig absorbiert, so erscheint dem menschlichen Auge die Komplementärfarbe. Werden alle Teile des Spektrums gleichmäßig absorbiert, sehen die Substanzen grau bis schwarz aus. Eine Nichtabsorption oder gleichmäßige Reflexion aller Wellenlängen des sichtbaren Spektrums führt zu Weiß. Pigmentfarben sind ungesättigte Verbindungen mit einem System konjugierter Doppelbindungen. Als chromophore Gruppen (Chromophore) bezeichnet man Strukturelemente wie -CH=CH-, =CO oder -N=O; sie bewirken die Absorption im sichtbaren Bereich. Auxochrome Gruppen (Auxochrome), z. B. -NR₂, -NH₂, -OH, rufen selbst keine Farbigkeit hervor, verstärken jedoch die Intensität eines vorhandenen Chromophors, z. B. bei Polyphenolen. Natürliche F. fungieren im Herkunftsorganismus als Schutzfaktoren z. B. vor schädigendem UV-Licht (Melanin) oder gegen Pilzbefall (einige Flavonoide). Einige sind am Sammeln sowie an der Umwandlung von Lichtenergie in Pflanzen beteiligt (Photosynthese), während tierische Pigmente, wie z. B. Hämoglobin, für den Transport von Sauerstoff wichtig sind. Vielfach treten F. aber auch als Stoffwechselendprodukte ohne bekannte Funktion auf.
Neben dem Einsatz zur Färbung von Lebensmitteln haben viele natürliche F. Bedeutung als Antioxidanzien. Die antioxidativen Eigenschaften beruhen dabei auf den selben molekularen Strukturen, die die Farbigkeit hervorrufen.
Die Farbigkeit synthetischer F. beruht ebenfalls auf den genannten chemischen Strukturen, als Chromophore dient hier z. B. die Azogruppe (-N=N-) oder das Xanthensystem. Von diesen F. abgeleitete Verbindungen gelten im Bezug auf Lebensmittel als problematisch, da sie z. T. im Tierversuch cancerogen wirkten oder allergieauslösend sind. Dennoch ist die Gleichsetzung synthetischeer F. = bedenklich, natürlicher Farbstoff = unbedenklich zu vereinfachend und falsch, wie die Einschätzung des (natürlichen) β-Carotins zeigt.
2) Strukturfarben, ihre Farbwirkung beruht auf der Lichtreflexion und -refraktion durch physikalische Oberflächenstrukturen (z. B. die Metalle Gold und Silber, das Schillern von Schmetterlingsflügeln oder dünnen Schichten [Ölfilm]).
Lebensmitteltechnologische Bedeutung: F. (E food colours) werden verwendet, um das ursprüngliche Erscheinungsbild von Lebensmitteln wiederherzustellen, deren Farbe durch Verarbeitung, Lagerung, Verpackung und Vertrieb mit nachteiligen Folgen für die optische Akzeptanz beeinträchtigt worden ist. Sie werden weiter dazu benutzt, Lebensmittel optisch ansprechender zu machen, einen mit einem bestimmten Lebensmittel verbundenen Geschmack leichter erkennbar zu machen und normalerweise farblose Lebensmittel zu färben (Tab.).
F., die in diesem Sinne als Zusatzstoffe eingesetzt werden, tragen eine E-Nummer, während solche, die für nichtverzehrbare Überzüge und Umhüllungen (z. B. Käserinde) oder für Verpackungen eingesetzt werden, eine C-Nummer tragen. F. sind von den färbenden Lebensmitteln zu unterscheiden.
Grundsätzlich dürfen F. nur verarbeiteten Lebensmitteln, nicht aber Frischprodukten zugesetzt werden. F. dürfen auch nicht verwendet werden, um einen Gehalt an ernährungsphysiologisch wichtigen Zutaten oder Inhaltsstoffen (z. B. Kakao oder Ei) vorzutäuschen oder um ein falsches Bild über den Frischezustand zu geben. Der Einsatz von F. muss auf der Schauseite der Lebensmittelverpackung durch den Hinweis „gefärbt“ oder „mit Farbstoff“ in deutlich lesbarer Schrift in unmittelbarer Nähe der Verkehrsbezeichnung aufgedruckt sein, z. B. „Zitronenbonbons – mit Farbstoff“. Die genauere Kennzeichnung der eingesetzten F. erfolgt am Ende der Zutatenliste namentlich oder als E-Nummern.
Die Abb. zeigt das erzielbare Farbspektrum am Beispiel von natürlichen F.

Farbstoffe: Tab. Zugelassene Farbstoffe, Synonyme in Klammern.