第7章色素和着色剂.ppt

第七章第七章 食品色素与着色剂食品色素与着色剂Chapter 7 Pigments and Colorants食品质量评判食品质量评判营营养养性性安安全全性性享享受受性性 食品色泽是由食品中能够反食品色泽是由食品中能够反射或发射不同波长的可见光射或发射不同波长的可见光（380 nm770 nm）的物质所）的物质所产生的；一般都是由产生的；一般都是由发色基发色基团团和和助色基团助色基团构成。构成。食品色泽可以作为评判食品食品色泽可以作为评判食品新鲜度、成熟度、风味情况新鲜度、成熟度、风味情况的依据；食品的颜色还可影的依据；食品的颜色还可影响食欲。响食欲。食品色泽的本质与重要性食品色泽的本质与重要性发色基团和助色基团发色基团和助色基团 发色团发色团：在紫外或可见光区：在紫外或可见光区(200800nm)具有吸具有吸收峰的基团被称为发色团，发色团均具有双键。收峰的基团被称为发色团，发色团均具有双键。如：如：-N=N-，-N=O，C=S，C=C，C=O等。等。助色团助色团：有些基团的吸收波段在紫外区，不能：有些基团的吸收波段在紫外区，不能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助色团。如：色团。如：-OH，-OR，-NH2，-NHR，-NR2，-SR，-Cl，-Br 等。等。内容提要内容提要1.1.基本概述基本概述 1.1 1.1 食品中色素的来源食品中色素的来源 1.2 1.2 食品中色素分类食品中色素分类2.2.食品中的原有的色素食品中的原有的色素 2.1 2.1 四壁咯衍生物类色素四壁咯衍生物类色素 2.2 2.2 类胡萝卜素类胡萝卜素 2.3 2.3 多酚类色素多酚类色素 2.4 2.4 甜菜色素甜菜色素3.3.食品中添加的着色剂食品中添加的着色剂 3.1 3.1 天然色素天然色素 3.2 3.2 人工合成色素人工合成色素1.基本概述基本概述1.1 食品中色素的来源食品中色素的来源（1）食品中原有的色素成分（天然色素）食品中原有的色素成分（天然色素）：如蔬菜中：如蔬菜中的叶绿素、萝卜中的叶黄素、虾中的虾青素等。的叶绿素、萝卜中的叶黄素、虾中的虾青素等。（2）食品加工中添加的色素成分（食品着色剂）食品加工中添加的色素成分（食品着色剂）：天天然食品着色剂然食品着色剂，安全性高，赋予食品色泽的同时，有的，安全性高，赋予食品色泽的同时，有的还有营养性和某些功能性，如核黄素、胡萝卜素；还有营养性和某些功能性，如核黄素、胡萝卜素；人工人工合成的食品着色剂合成的食品着色剂，广泛适用。，广泛适用。（3）食品加工中产生的色素成分食品加工中产生的色素成分：焦糖化反应、美拉：焦糖化反应、美拉德反应、酶促氧化、水解及异构化等作用产生色素，如德反应、酶促氧化、水解及异构化等作用产生色素，如茶鲜叶加工，采用不同工艺的可获得绿茶、红茶。茶鲜叶加工，采用不同工艺的可获得绿茶、红茶。1.基本概述基本概述1.2 食品中色素的分类食品中色素的分类（1）根据来源进行分类根据来源进行分类：植物色素植物色素（天然色素中来源最（天然色素中来源最为丰富、应用最多），如叶绿素、红花色素、葡萄皮色素、为丰富、应用最多），如叶绿素、红花色素、葡萄皮色素、辣椒红色素等；辣椒红色素等；动物色素动物色素，如血红素、虫胶色素、胭脂虫，如血红素、虫胶色素、胭脂虫色素等；色素等；微生物色素微生物色素，如红曲色素、核黄素等。，如红曲色素、核黄素等。（2）根据色泽进行分类根据色泽进行分类：红紫色素红紫色素，如甜菜红色素、红，如甜菜红色素、红曲色素等；曲色素等；黄橙色素黄橙色素，如胡萝卜素、姜黄素等；，如胡萝卜素、姜黄素等；蓝绿色素蓝绿色素，如叶绿素、藻蓝素等。如叶绿素、藻蓝素等。（3）根据化学结构进行分类根据化学结构进行分类：四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素；异异戊二烯衍生物类色素戊二烯衍生物类色素；多酚类色素多酚类色素；酮类衍生物色素酮类衍生物色素；醌醌类衍生物色素类衍生物色素；其它色素其它色素。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素结构特点：结构特点：结构中包括四个吡咯构成结构中包括四个吡咯构成的卟啉环；的卟啉环；四个吡咯可与金属元素以四个吡咯可与金属元素以共价键和配位键结合。共价键和配位键结合。典型代表：典型代表：叶绿素；血红素；胆红素。叶绿素；血红素；胆红素。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（1）叶绿素）叶绿素 存在状态和结构：存在状态和结构：活体植物细胞中，叶绿素与类胡萝卜素、类脂物及活体植物细胞中，叶绿素与类胡萝卜素、类脂物及脂蛋白结合成复合体，共同存在于叶绿体中。当细胞死脂蛋白结合成复合体，共同存在于叶绿体中。当细胞死亡后，叶绿素就游离出来，游离的叶绿素对光、热敏感，亡后，叶绿素就游离出来，游离的叶绿素对光、热敏感，很不稳定。很不稳定。叶绿素有多种，如叶绿素叶绿素有多种，如叶绿素a、b、c、d，以及绿菌素，以及绿菌素等，其中叶绿素等，其中叶绿素a、b自然界中含量最高。自然界中含量最高。叶绿素的结构叶绿素的结构 叶绿素是由叶绿素是由叶绿酸、叶绿醇叶绿酸、叶绿醇（植醇）、甲醇、（植醇）、甲醇、二价镁离子等部二价镁离子等部分构成的二醇酯。分构成的二醇酯。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（1）叶绿素）叶绿素 物理性质物理性质：叶绿素叶绿素a b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。氯仿、苯等有机溶剂。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（1）叶绿素）叶绿素 化学性质：化学性质：酸热条件下或脱镁酶的作用下，镁原子被氢取代，生产酸热条件下或脱镁酶的作用下，镁原子被氢取代，生产脱镁叶绿素脱镁叶绿素（暗橄榄褐色）；（暗橄榄褐色）；在稀碱溶液中水解或叶绿素酶的作用下，除去植醇部分，在稀碱溶液中水解或叶绿素酶的作用下，除去植醇部分，产物产物脱植基叶绿素脱植基叶绿素仍为鲜绿色；仍为鲜绿色；进一步的降解还可发生进一步的降解还可发生10位的位的-CO2CH3被被H取代取代，生产，生产橄榄褐色的焦脱镁叶绿素和焦脱镁叶绿酸；橄榄褐色的焦脱镁叶绿素和焦脱镁叶绿酸；叶绿素还会受到光和氧气作用，被光解为一系列小分子叶绿素还会受到光和氧气作用，被光解为一系列小分子物质（如乳酸、柠檬酸、琥珀酸、马来酸等）而褪色。物质（如乳酸、柠檬酸、琥珀酸、马来酸等）而褪色。影响叶绿素稳定性的因素影响叶绿素稳定性的因素 叶绿素酶的影响叶绿素酶的影响：叶绿素酶最适反应温度：叶绿素酶最适反应温度6082.2，加热，加热温度超过温度超过80，酶活力降低，到，酶活力降低，到100 时完全丧失活性。时完全丧失活性。热处理和热处理和pH影响影响：除发生脱镁反应外，叶绿素分子受热可：除发生脱镁反应外，叶绿素分子受热可发生异构化，形成叶绿素发生异构化，形成叶绿素a和和b；碱性介质中（；碱性介质中（pH9.0），叶），叶绿素对热非常稳定，而酸性介质中（绿素对热非常稳定，而酸性介质中（pH3.0）易降解；植物）易降解；植物受热后，细胞膜破裂，组织中的有机酸释放导致受热后，细胞膜破裂，组织中的有机酸释放导致pH降低，加降低，加速叶绿素的降解。速叶绿素的降解。光影响光影响：光敏氧化，四吡咯环开环并降解为小分子化合物。：光敏氧化，四吡咯环开环并降解为小分子化合物。金属离子影响金属离子影响：叶绿素脱镁后，四吡咯核的氢离子容易被：叶绿素脱镁后，四吡咯核的氢离子容易被锌或铜离子置换形成绿色、稳定性强的金属配合物。叶绿素锌或铜离子置换形成绿色、稳定性强的金属配合物。叶绿素铜盐色泽最鲜亮，对光、热较稳定，是理想的食品着色剂。铜盐色泽最鲜亮，对光、热较稳定，是理想的食品着色剂。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（1）叶绿素）叶绿素 果蔬的护绿技术：果蔬的护绿技术：酸碱中和：灌装蔬菜加工中，利用碱性钙盐或氢氧化镁酸碱中和：灌装蔬菜加工中，利用碱性钙盐或氢氧化镁使叶绿素分子中的镁不被置换；使叶绿素分子中的镁不被置换；高温瞬时处理：比普通加工使蔬菜受到的化学破坏小；高温瞬时处理：比普通加工使蔬菜受到的化学破坏小；利用金属离子衍生物：用含锌或铜盐的热烫液处理；利用金属离子衍生物：用含锌或铜盐的热烫液处理；将叶绿素转化为脱植叶绿素：将叶绿素转化为脱植叶绿素：5476 下，热烫下，热烫20min；其它：降低水分活度、气调包装等。其它：降低水分活度、气调包装等。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（2）血红素）血红素 存在状态和结构：存在状态和结构：是存在于高等动物血液和肌肉中的主要色素，是存在于高等动物血液和肌肉中的主要色素，是血红是血红蛋白和肌红蛋白的辅基蛋白和肌红蛋白的辅基；肌肉中；肌肉中90%以上的色素是血红以上的色素是血红素，故肌肉的颜色主要为血红素的紫红色。素，故肌肉的颜色主要为血红素的紫红色。血红素是一种血红素是一种铁卟啉化合物铁卟啉化合物，中心铁离子有，中心铁离子有6个配位键，个配位键，其中其中4个分别与卟啉环的个分别与卟啉环的4个氮原子配位结合；还有一个个氮原子配位结合；还有一个与肌红蛋白或血红蛋白中的球蛋白以配价键相连结（结与肌红蛋白或血红蛋白中的球蛋白以配价键相连结（结合位点是球蛋白中合位点是球蛋白中组氨酸残基的咪唑基氮原子）组氨酸残基的咪唑基氮原子）；第；第6个个键则可以与任何一种能提供电子对的原子结合。键则可以与任何一种能提供电子对的原子结合。血红素和肌红蛋白的结构血红素和肌红蛋白的结构血红素基团的结构血红素基团的结构肌红蛋白结构简图肌红蛋白结构简图血红蛋白和肌红蛋白血红蛋白和肌红蛋白2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（2）血红素）血红素 化学反应与颜色反应：化学反应与颜色反应：中心铁价态的变化和负电荷中心铁价态的变化和负电荷基团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。基团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白的相互转化：肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白的相互转化：氧合作用氧合作用VSVS氧化反应氧化反应2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（2）血红素）血红素 化学反应与颜色反应：化学反应与颜色反应：中心铁价态的变化和负电荷基中心铁价态的变化和负电荷基团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。腌肉色素：腌肉色素：肌红蛋白与亚硝酸盐的分解产物肌红蛋白与亚硝酸盐的分解产物NONO等发生反应，生产等发生反应，生产亚硝酰基肌红蛋白（亚硝酰基肌红蛋白（紫红色紫红色）；热加工后进一步形成稳定）；热加工后进一步形成稳定的亚硝酰血色原（的亚硝酰血色原（鲜桃红色鲜桃红色）。）。腌制时亚硝酸盐过量则产生硝基氯化血红素（腌制时亚硝酸盐过量则产生硝基氯化血红素（绿色绿色）；）；腌制时添加还原剂（如腌制时添加还原剂（如V VC C），可将），可将FeFe3+3+还原为还原为FeFe2+2+，并将亚，并将亚硝酸盐还原为硝酸盐还原为NONO，迅速生产亚硝酰基肌红蛋白。，迅速生产亚硝酰基肌红蛋白。2.食品中原有的色素食品中原有的色素2.1 四吡咯衍生物类色素四吡咯衍生物类色素（2）血红素）血红素 化学反应与颜色反应：化学反应与颜色反应：中心铁价态的变化和负电荷中心铁价态的变化和负电荷基团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。基团的不同，会导致血红素化合物呈现不同的颜色。其它不利色素的产生：其它不利色素的产生：细菌繁殖产生的硫化氢在有氧存在下，会使肌红蛋细菌繁殖产生的硫化氢在有氧存在下，会使肌红蛋白生产白生产绿色绿色的硫肌红蛋白；的硫肌红蛋白；过氧