色素講課課件

第8章色素本章提要重點：常見食品天然色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及基本的物理化學(xué)性質(zhì)；常見食品天然色素可能在食品貯藏加工中發(fā)生的重要變化及其條件。難點：天然色素的護色8.1

概述8.2食品中的天然色素8.3食品色調(diào)的原理和應(yīng)用本章內(nèi)容8.1概述顏色是色素對自然光中的可見光的選擇吸收及反射而產(chǎn)生的?？梢姽馐遣ㄩL在400-800nm范圍的電磁波。能夠吸收或反射可見光而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)統(tǒng)稱為食品色素。物質(zhì)吸收的光透過光（互補色）波長（nm）相應(yīng)的顏色

400紫黃綠

425藍青黃

450青橙黃

490青綠紅

510綠紫

530黃綠紫

550黃藍青

590橙黃青

640紅青綠

730紫綠

不同波長光的顏色及其互補色發(fā)色團(Chromophore)

在紫外或可見光區(qū)(200~800nm）具有吸收峰的基團被稱為發(fā)色團或生色團，發(fā)色團均具有雙鍵。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等。2.助色團(Auxochrome)有些基團的吸收波段在紫外區(qū)，不可能發(fā)色，但當(dāng)它們與發(fā)色團相連時，可使整個分子對光的吸收向長波方向移動，這類基團被稱為助色團或助色基。如：-OH,-OR,-NH2,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。1、來源天然色素：動物色素（血紅素、蝦、蟹皮類、胡蘿卜素）植物色素（綠、紅、紫）微生物色素（紅曲素）人工合成色素：莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、靛藍、亮藍等分類紫膠蟲胭脂蟲葡萄果皮色素玫瑰茄越橘紫蘇黑莓黑樹莓接骨木果紅花黃色素梔子果四吡咯或卟啉類衍生物（葉綠素、血紅素）異成二烯類衍生物（類胡蘿卜素）多酚類衍生物（花青素、兒茶素）酮類衍生物（姜黃素、紅曲色素）醌類衍生物（蟲膠、胭脂蟲紅）

2、化學(xué)結(jié)構(gòu)3、溶解性脂溶性色素(天然)水溶性色素(合成)

分類8.2食品中天然色素葉綠素血紅素(一).四吡咯色素吡咯是含有一個N原子的五元雜環(huán)化合物，它本身在自然界并不存在，但其衍生物卻普遍存在，尤其是4個吡咯環(huán)相互之間通過次甲基橋（－CH＝）交替連接起來的卟啉類化合物，其母體是卟吩。由4個吡咯聯(lián)成的環(huán)稱為卟吩，當(dāng)卟吩環(huán)帶有取代基時，稱為卟啉類化合物。一、葉綠素1、結(jié)構(gòu)植醇葉綠素a、b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有機溶劑。色澤熔點乙醇溶液色澤熒光色澤旋光性葉綠素a藍黑色粉末117～120℃藍綠色深紅色有葉綠素b深藍色粉末120～130℃綠色或黃綠色紅色有（綠色，水溶性）脫植葉綠素-植醇

葉綠素（綠色，脂溶性）葉綠素酶

-Mg2+

酸/熱-Mg2+

酸/熱

脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）脫鎂葉綠素（橄欖綠，脂溶性）

-CO2CH3

熱

-CO2CH3

熱

焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）

2.葉綠素的穩(wěn)定性甲酯基3.影響穩(wěn)定性的因素（1）酶（2）酸、熱（3）光、氧等。4、護色①中和酸②高溫瞬時殺菌③綠色再生：加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等離子；添加葉綠素銅，葉綠酸銅⑤其他護綠方法

二、血紅素1、結(jié)構(gòu)血紅素是高等動物血液和肌肉中的紅色色素。血紅素是血紅蛋白和肌紅蛋白的輔基。來自球蛋白his咪唑基上的氮原子咪唑基2.性質(zhì)

（1）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，這種作用被稱為氧合作用。（2）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被稱為氧化作用。2、性質(zhì)肉色改變

高鐵肌紅蛋白肌紅蛋白氧合肌紅蛋白

棕褐色紫紅色鮮紅色以上可逆變化與O2濃度有關(guān)：一般O2為1～4%，易變?yōu)楦哞F（變）肌紅蛋白；新鮮肉放在空氣中，因為細菌繁殖，內(nèi)部

O2↓，褐色↑。

氧分壓對三種肌紅蛋白的影響(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧壓時（1~20mm汞柱),主要為氧化作用；高氧壓時主要為氧合作用。（2）與亞硝酸鹽作用—護色Mb+NO→NOMb（亮紅色）→加熱→亞硝基肌色原（粉紅色）

由于亞硝基肌紅蛋白對氧、熱比氧合肌紅蛋白穩(wěn)定，基于此原理，肉食加工中，為保持肉的鮮艷顏色而加入亞硝酸鹽。

肌紅蛋白（Mb）（紫紅）亞硝基肌紅蛋白（NOMb）（亮紅色）來自亞硝分解3.肉制品的護色除氧，真空密封；用O2和CO2適當(dāng)比例氣調(diào)，用100%CO2為好。避光，防菌，防失水。

(二)類胡蘿卜素

按結(jié)構(gòu)可分為兩類胡蘿卜素類：共軛多烯葉黃素類：共軛多烯含氧衍生物

異戊二烯衍生物為共軛多烯的一類色素。一、結(jié)構(gòu)通過共價鍵頭-尾或尾-尾相連產(chǎn)生很多對稱結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)葉黃素（C40H5602）番茄紅素1、胡蘿卜素類

包括四種化合物：α、β、γ-胡蘿卜素和番茄紅素，前3種是VA原。胡蘿卜、甘薯、蛋黃和乳中Va原含量高。番茄紅素是番茄主要色素，在瓜、柑、杏中也廣泛存在。胡蘿卜素在食品加工貯藏中的變化顏色：相當(dāng)穩(wěn)定，變化甚微， 如加熱：胡蘿卜由金黃變?yōu)辄S色 西紅柿由紅色變?yōu)榻埸S 有些加工條件使胡蘿卜素在受熱時從有色體中轉(zhuǎn)出溶于脂類中 有氧，酸，熱時胡蘿卜素降解 有氧存在類胡蘿卜素大量損失，使維生素A原減少。 具抗氧化劑的作用：可消除1O2，OH-，超、過氧自由基。2、葉黃素類

葉黃素類共軛多烯烴的含氧衍生物、呈淺黃、橙、黃等色。主要有：葉黃素、玉米黃素、隱黃素、蕃茄黃素、辣椒紅素、柑桔黃素、蝦黃素。二、性質(zhì)

親脂性。一般耐pH值變化，耐熱、耐MN+、與蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)時穩(wěn)定。有時對光、氧、熱敏感。脫水后類胡蘿卜素穩(wěn)定性↓，褪色。類胡蘿卜素的顏色在黃色至紅色范圍。三、加工過程中的穩(wěn)定性在一般加工和貯藏條件下是相對穩(wěn)定。加熱或熱滅菌會誘導(dǎo)順/反異構(gòu)化反應(yīng)和氧化分解，食品緩慢褪色或褐變。

(三)

多酚類色素由下列幾種類型：花色素、黃酮素、兒茶素、單寧多酚類色素的分子結(jié)構(gòu)的基本母核是苯并吡喃衍生物

花色羊陽離子由苯并吡喃和苯環(huán)組成的2-苯基-苯并吡喃陽離子，A環(huán)、B環(huán)上都有羥基存在，花色苷顏色與A環(huán)和B環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)?；ㄉ蜿栯x子

花色（青）素（Anthocyans)結(jié)構(gòu)花青素具有C6-C3-C6的碳骨架結(jié)構(gòu)。所有花色素苷都是花色羊（flavylium）陽離子基本結(jié)構(gòu)的衍生物。在食品中較重要的6種花色素：天竺葵色素（pelargonidin）矢車菊色素（cyanidin）飛燕草色素（delphinidin）芍藥色素（peonidin）牽?；ㄉ兀╬etunidin）錦葵色素（malvidin）

花色苷由配基（花色素）與一個或幾個糖分子結(jié)合而成。

與花色素成苷的糖主要有：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。

糖苷首先連接在花色素苷配基的3號位，其次5號位。

食品中常見的花青素物質(zhì)光學(xué)吸收性質(zhì)

羥基取代基增多，藍色加強(穩(wěn)定性低)甲氧基增多，紅色加強(穩(wěn)定性高)（二）影響花色苷和花青素穩(wěn)定性的因素1、花色素（1）pH值影響顏色的改變

如：矢車菊色素（花青素）

pH≤3.0pH=8.5pH=11

紅紫羅蘭藍受pH變化的影響，在pH0.71時為深紅色，pH升高色素轉(zhuǎn)變成藍色醌式堿?；ㄇ嗨貙夂蜏囟让舾?，富含花青素的食品在光照或較高的溫度下很快會變褐色。(2)（4）金屬離子花色苷與鈣、鎂、錳、鐵、鋁等金屬絡(luò)合，生成紫紅色、藍色或灰色等深色色素，它們不受pH影響而變色。因此含花色苷的水果加工需要涂料罐或玻璃包裝。同時加工過程中應(yīng)避免與這些金屬接觸。（5）氧化還原劑由于花色苷高度的不飽和結(jié)構(gòu)使它對氧和氧化劑極為敏感；當(dāng)花色苷與還原劑——抗壞血酸同時存在時，由于抗壞血酸氧化時可產(chǎn)生過氧化氫，導(dǎo)致花色苷的破壞。(3)(4)(5)水分活度（AW)

在AW為0.63～0.79的范圍內(nèi)，花色苷的穩(wěn)定性相對較高。(6)糖及其降解物高濃度的糖可降低水分活度，花色苷的顏色得到保護；低濃度的糖使花色苷的降解或變色加速。(7)縮合反應(yīng)

花色苷自身或與蛋白質(zhì)、單寧、其它類黃酮和多糖之間能夠縮合。有些產(chǎn)物可以使花色苷退色。(8)二氧化硫二氧化硫可與花色苷發(fā)生反應(yīng)從而使花色苷退色。(9)酶

花色苷的降解與酶有關(guān)，葡萄糖苷酶和多酚氧化酶是已知的可以引起花色苷加速降解的酶。二、

類黃酮（Flavonoids)1.結(jié)構(gòu)

類黃酮的基本結(jié)構(gòu)：2-苯基-苯并吡喃酮。最重要的類黃酮化合物是黃酮(flavone)和黃酮醇（flavonol）的衍生物。黃酮（2-苯基苯并吡喃酮）

黃酮醇2.性質(zhì)類黃酮呈淺黃色，遇三氯化鐵可呈蘭、紫、藍黑、棕色。在堿性條件下，黃酮易開環(huán)生成查爾酮型結(jié)構(gòu)呈黃色（橙、棕）。在酸性條件下，恢復(fù)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，顏色消失。如：馬鈴薯，小麥面粉、稻米、蘆筍、荸薺等在堿性下烹煮變黃。

3作用類黃酮具有抗氧化作用。柑桔類黃酮應(yīng)用于室內(nèi)除臭和消毒。柚皮苷、橙皮苷在堿性條件下加氫開環(huán)，是高甜度的新型甜味劑。柑桔類黃酮被稱為生物黃酮，即維生素P。橙皮素，蘆丁等黃酮具有降低血管滲透性作用，具有降血壓作用。(四)食品著色劑為保持或改善食品的色澤，需對食品進行人工著色。天然食品著色劑：焦糖色素紅曲色素姜黃素甜菜紅素其他天然著色劑：辣椒紅，蟲膠紅，玉米黃合成色素

莧菜紅、胭脂紅、新紅、檸檬黃、日落黃、亮藍、靛藍

了解食用合成色素的性質(zhì)是選擇和正確使用它的依據(jù)。以上8種都是水溶性色素，不溶于植物油和有機溶劑，所以在應(yīng)用于油脂或醇中時必須借助于助溶劑或乳化劑的分散、乳化作用來達到相應(yīng)的著色目的。合成色素的一般性質(zhì)合成色素及天然色素的特點（1）合成色素①優(yōu)點:a.價格低廉b.穩(wěn)定性c.水溶性好

d.著色力強e.可以配色②缺點：安全性低。（2）天然色素：①優(yōu)點:安全性高。②缺點：a.價格高b.著色力差c.不能配色

d.不穩(wěn)定，易產(chǎn)生沉淀e.可能存在異味8.3食品調(diào)色的原理和實際應(yīng)用1.著色劑溶液的配制合成著色劑濃度一般為1%～10%2.食品著色的色調(diào)選擇原則依據(jù)心理或習(xí)慣上對食品顏色的要求

與食品原有色澤或與食品名稱一直等3.色調(diào)的調(diào)配以紅、黃、藍為基本色，并根據(jù)不同需要選擇其中2種或3種拼配成各種不同的色譜窩窩頭“秘制配方”原來有檸檬黃色素金燦燦的“窩窩頭”，以為是健康食品，日吃夜吃，吃得上了癮；有的一家老少吃上癮，打著粗糧的招牌，每人一次只能買