第十一部分食品色素和著色劑教學(xué)課件

1、第十一章 食品色素和著色劑11.1食品中的天然色素11.2食品中的著色劑物質(zhì)呈色的原理 肉眼觀察到的顏色是物質(zhì)吸收了可見(jiàn)光區(qū)（400800nm）的某些波長(zhǎng)光后，透過(guò)光所呈現(xiàn)的顏色。即人們看到的是被吸收光關(guān)的互補(bǔ)色。不同波長(zhǎng)的顏色及其互補(bǔ)色 生色基 在紫外或可見(jiàn)光區(qū)（200800nm）具有吸收峰的基團(tuán)，通常有雙鍵 助色基 吸收波長(zhǎng)在遠(yuǎn)紫外區(qū)，不能生色，但與生色基相連時(shí)可使分子吸收波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波方向。11.1食品中的天然色素 天然色素分類 1）來(lái)源 植物 、動(dòng)物、微生物 2）溶解性 水溶性、脂溶性 3）結(jié)構(gòu) 四吡咯衍生物、異戊二烯衍生物、多酚衍生 物、酮類衍生物、醌類衍生物 常見(jiàn)天然色素 吡咯類色素

2、 吡咯色素由四個(gè)吡咯環(huán)的-碳原子通過(guò)次甲基相連而形成的共軛體系，也就是卟啉環(huán)。 中間通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵與金屬元素形成配合物，而呈現(xiàn)各種顏色。 天然吡咯類色素1）葉綠素 光合生物體內(nèi)含有的一類綠色色素，其作用是作為光合作用的催化劑植醇 加工中，葉綠素變化后會(huì)產(chǎn)生幾種重要的衍生物。加工中，葉綠素變化后會(huì)產(chǎn)生幾種重要的衍生物。 葉綠素的穩(wěn)定性 葉綠素對(duì)酸敏感，在酸性條件下，葉綠素中的鎂原子會(huì)被氫原子代替而形成暗綠色或綠褐色的去鎂葉綠素，但在堿性溶液中葉綠素會(huì)被水解為仍為鮮綠 色的葉綠酸鹽，且形成的綠色更為穩(wěn)定，因此在蔬菜技術(shù)工中可用石灰水或氫氧化鎂處理，以提高溶液的ph，保持蔬菜的鮮綠色。而在適當(dāng)條

3、件下葉綠素中的mg 還可以被其他元素如：cu、fe、zn 等取代或置換，形成的取代物的顏色仍為鮮綠色，且穩(wěn)定性大為提高，尤其以 葉綠素銅鈉的顏色最為鮮亮。 2）血紅素 血紅素基團(tuán)結(jié)構(gòu) 肌紅蛋白結(jié)構(gòu)血紅素是存在于高等動(dòng)物血液和肌肉中的紅色色素，血紅素吡咯環(huán)中是鐵原子。肉的顏色是由兩種物質(zhì)血紅蛋白和肌紅蛋白形成的。 血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結(jié)構(gòu)是血紅素中的鐵在環(huán)的上下方與配位體配位，形成配位數(shù)為六的化合物。 肌紅蛋白肽鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu) 氧合作用 血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結(jié)合，而亞鐵原子不被氧化。 氧化作用 血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高鐵血紅素的作用。 低氧壓（120mmhg

4、）主要為氧化作用 高氧壓主要為氧合作用氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白的影響氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白的影響鮮肉和腌肉制品中血紅素的反應(yīng)多烯類色素 多烯色素是以異戊二烯殘基為單位的共軛鏈為基礎(chǔ)的一類色素，習(xí)慣上又稱為類胡籮卜素，屬于脂溶性色素，大量存在于植物體中、動(dòng)物體中和微生物體中。 一些類胡籮卜素能在提內(nèi)轉(zhuǎn)變形成va，所以又將這些類胡籮卜素稱為va 前體。如-胡籮卜素。類胡籮卜素分為胡籮卜素和葉黃素兩大類，胡籮卜素為共軛多烯，葉黃素為共軛多烯的氧化物。類胡籮卜素的加工穩(wěn)定性較強(qiáng)。類胡籮卜素性質(zhì) 脂溶性 適度的熱穩(wěn)定性 易氧化退色 熱、酸或光催化的異構(gòu)化8.3 類胡蘿卜素類胡蘿卜素 類胡蘿卜素又稱多烯色素，廣

5、泛分布于紅色、黃色和橙色的水果及綠色的水果蔬菜中。 類胡蘿卜素為具有多個(gè)共軛雙鍵的分子，現(xiàn)已發(fā)了500多種，按其結(jié)構(gòu)中是否含有c、h元素組成的官能團(tuán)而將 類胡蘿卜素分為兩大類：一類為純碳?xì)浠锉环Q為胡 蘿卜素；另一類的結(jié)構(gòu)中含有含氧基團(tuán)，蘿卜素；另一類的結(jié)構(gòu)中含有含氧基團(tuán)，稱為葉黃素類。稱為葉黃素類。類胡蘿卜素為類胡蘿卜素為脂溶性色素脂溶性色素。 含氧胡蘿卜素可溶于甲醇和乙醇，而不含含氧胡蘿卜素可溶于甲醇和乙醇，而不含氧的只在甲醇、乙醇中微溶，易溶于石油醚。氧的只在甲醇、乙醇中微溶，易溶于石油醚。類胡蘿卜素的吸收類胡蘿卜素的吸收430nm480nm430nm480nm。 由于類胡蘿卜素特殊的結(jié)

6、構(gòu)（多烯，全反），使由于類胡蘿卜素特殊的結(jié)構(gòu)（多烯，全反），使得其容易發(fā)生異構(gòu)化和氧化降解反應(yīng)。得其容易發(fā)生異構(gòu)化和氧化降解反應(yīng)。 在加熱、酸或光的作用下，類胡蘿卜素可發(fā)在加熱、酸或光的作用下，類胡蘿卜素可發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，部分雙鍵的構(gòu)型由反式變?yōu)轫樖?，生異?gòu)化反應(yīng)，部分雙鍵的構(gòu)型由反式變?yōu)轫樖?，?dǎo)致其吸收波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。（生物活性當(dāng)然發(fā)生導(dǎo)致其吸收波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。（生物活性當(dāng)然發(fā)生大的變化）大的變化） 類胡蘿卜素容易發(fā)生氧化反應(yīng)。一般氧化總是從兩端的不飽和環(huán)上開(kāi)始，環(huán)上雙鍵接受氧形成環(huán)氧衍生物，然后此環(huán)氧衍生物分解造成環(huán)狀結(jié)構(gòu)遭到破壞并形成羰基。進(jìn)一步的氧化可在任何一個(gè)雙鍵上進(jìn)行，形成可能的四元環(huán)

7、過(guò)氧化物中間體，然后裂分生成分子量較小的多種含氧化合物。在此情況下，顏色將完全消失。 在食品加工的一般條件下，類胡蘿卜素并不發(fā)生嚴(yán)重的降解反應(yīng)，特別是含水量較大的情況下，有足夠的穩(wěn)定性。 胡蘿卜素類目前指四種物質(zhì)：-胡蘿卜素、-胡蘿卜素、-胡蘿卜素、番茄紅素。它們都是含40個(gè)碳的多烯四萜，由異戊二烯經(jīng)頭尾或尾尾相連而構(gòu)成。 胡蘿卜素類為典型的脂溶性色素，易溶 于石油醚、乙 醚 難 溶 于 甲 醇 和 乙 醇 。 一、胡蘿卜素類一、胡蘿卜素類 1、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)2、在加工中的變化 胡蘿卜素類其顏色在多數(shù)加工和貯藏條件下點(diǎn)相當(dāng)穩(wěn)定的變化只是輕微的， 但在有些加工條件下,使得其容易發(fā)生異構(gòu)化

8、和氧化降解反應(yīng)，嚴(yán)重影響胡蘿卜素在食品中的色感。 二、二、葉黃素類葉黃素類 1、結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 葉黃素類是胡蘿卜素類的含氧衍生物，隨著含氧量的增加，它們的脂溶性下降 ，因此葉黃素在甲醇和乙醇中很好溶解，而難溶于乙醚、石油醚。 葉黃素類的顏色為黃色或橙黃色，少數(shù)為紅色，如與蛋白質(zhì)相結(jié)合，顏色可能發(fā)生改變。 2、在加工中的變化、在加工中的變化 葉黃素類在加工中遇到光照、氧化、中性或酸性條件下加熱，會(huì)發(fā)生異構(gòu)化和氧化降解反應(yīng)，緩慢地使食品發(fā)生退色或褐變。 酚類色素是水溶性色素。酚類色素是水溶性色素。多酚類色素1花青素 花青素是一大類主要的水溶性植物色素，屬酚類，主要以糖苷的形式存在于生物體中，其基本結(jié)構(gòu)

9、為2-苯基并吡喃?；S素主要指類黃酮及其衍生物， 其基本結(jié)構(gòu)為2-苯并吡喃酮。 ph對(duì)花青素的顏色變化 2 黃酮類色素 也稱花黃素，基本結(jié)構(gòu)為-苯基并吡喃酮（黃酮） 最重要的類黃酮化合物是黃酮和黃酮醇的衍生物性質(zhì) 類黃酮的羥基呈酸性，一般為無(wú)色或淺黃 在堿性溶液中容易開(kāi)環(huán)形成查耳酮結(jié)構(gòu)而變色 酸性條件下查耳酮回復(fù)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，顏色消失 遇鐵變藍(lán) 氧化變褐3單寧 也稱單寧酸，能與多糖和蛋白質(zhì)等大分子相結(jié)合，是特殊的酚類化合物。 植物中的單寧有水溶性和聚合性兩大類。 性質(zhì)不穩(wěn)定，加工中植物褐變的主要原因之一。 與金屬成不溶性的鹽，加工此類食品不能用鐵器 與蛋白、生物堿、重金屬沉淀4.醌酮類色素 紅曲

10、紅曲霉產(chǎn)生的復(fù)合色素，性質(zhì)比較穩(wěn)定。 用于：釀紅酒、醬肉、粉蒸肉等。 姜黃色素 常用于咖喱粉、蔬菜加工品及調(diào)料的著色和增香。 胭脂蟲(chóng)色素 來(lái)自胭脂蟲(chóng)，不溶于冷水，溶于熱水和醇。顏色隨ph變化而變：酸性為黃色，中性紅色，堿性紫紅。二、紅曲色素二、紅曲色素 紅曲色素是一組由紅曲霉菌絲所分泌的微生物色素，屬酮類色素。這組色素共有六種，分別為紅斑素、紅曲紅素、紅曲素、紅曲黃素、紅斑胺、紅曲紅胺，實(shí)際應(yīng)用的是前兩種。 紅曲色素是暗紅色粉末，可溶于水，色調(diào)不隨ph值變化，熱穩(wěn)定性高，幾乎不受金屬離子的影響，也幾乎不受氧化劑和還原劑的影響，但在陽(yáng)光直射下色度降低，著色力強(qiáng)，可用于畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品、釀造食品等。

11、 三、姜黃素三、姜黃素 姜黃素是從生姜科姜黃屬植物姜黃的地下根莖中提取的黃色素，它是一組酮類色素的混合物，主要成分為姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。 姜黃色素為橙黃色粉末，幾乎不溶于水，溶于乙醇、冰醋酸和堿溶液，具有特殊芳香，稍苦，在中性和酸性溶液中呈黃色，在堿性溶液中呈褐紅色，對(duì)光、熱、氧化作用及鐵離子不穩(wěn)定，但耐還原性好。 姜黃色素對(duì)蛋白質(zhì)著色力好，用于冰激淋、果凍等中。11.2食品中的著色劑 1天然食品著色劑 對(duì)食品安全的重視使天然色素得到消費(fèi)者的青睞。除上述主要色素外還有： 甜菜紅、葉綠素銅鹽鈉、紫草色素、蟲(chóng)膠紅、紅花黃。 2合成食品著色劑 合成色素較天然色素穩(wěn)定性，鮮艷，便宜。 我國(guó)允許使用8種合成色素：見(jiàn)菜紅、胭脂紅、新紅、檸檬黃、日落黃、亮藍(lán)和赤蘚紅。 一、焦一、焦糖色素糖色素 焦糖色素是糖質(zhì)原料在加熱脫水中縮合而成的復(fù)雜的紅褐色或黑褐色混各物，是我國(guó)食品中應(yīng)用較廣泛的半天然食品著色劑。 焦糖現(xiàn)在由非銨鹽法生產(chǎn)，焦糖色素為稠液狀或塊狀，無(wú)臭，具有焦糖香氣和愉快的苦味，易溶于水，ph2.6-5.5，光照下相當(dāng)穩(wěn)定，對(duì)酸、鹽的穩(wěn)定性高，紅色色度高，但著色力低。 焦糖色素在食品工業(yè)中使用量很大，糖果、飲料、雪糕等可按正常需要量添加。 四、甜菜紅素四、甜菜紅素 甜菜色素為含氮化合物，存在于紅甜菜及一些其它的果實(shí)或花中，包括兩種物質(zhì)及它們的甙。