食品化學(xué)第八章色素

1第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

人肉眼觀察到的顏色是由于物質(zhì)吸收了可見光區(qū)（400~800nm）的某些波長的光后，透過光所呈現(xiàn)出的顏色。即人們看到的顏色是被吸收光的互補(bǔ)色。第一節(jié)概述Introduction食品質(zhì)量與顏色食品的顏色與消費(fèi)者色素、護(hù)色、染色2第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二Introduction食品呈色的機(jī)理色素——能夠吸收或反射可見光進(jìn)而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)。食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，專門用于食品染色的添加劑稱為食品著色劑。

發(fā)色團(tuán)——凡是分子在紫外及可見光區(qū)域內(nèi)（200～800nm）有吸收峰的基團(tuán)都稱為發(fā)色基團(tuán)，如—C═C—、—C═O、—CHO、—COOH、—N═N—、—N═O、—NO2、—C═S等。助色團(tuán)——與發(fā)色基團(tuán)直接相連接的—OH、—OR、—NH2、—NR2、—SH、—Cl、—Br等官能團(tuán)也可使色素的吸收光向長波方向移動，它們被稱為助色基團(tuán)。

第一節(jié)概述3第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二食品色素分類第一節(jié)概述Introduction根據(jù)來源分類

根據(jù)溶解性質(zhì)分類

根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類4第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

由四個吡咯聯(lián)成的環(huán)稱為卟啉類化合物。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、葉綠素（Chlorophylls）1、結(jié)構(gòu)5第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood葉綠素a、b的結(jié)構(gòu)植醇丙酸觀察幾種衍生物區(qū)別p2966第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、基本性質(zhì)

脂溶性

與蛋白質(zhì)結(jié)合，葉綠體

對光、熱敏感

酸性條件下易被氫取代Mg離子

鎂離子可被銅、鋅、鐵取代7第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood酶促變化

葉綠素酶——植醇酯鍵水解，脫植。

脂酶、蛋白酶、果膠酯酶、脂氧合酶和過氧化氫酶等。3、葉綠素在食品加工和儲藏中的變化8第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二熱和酸引起的變化第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

初期加熱變化產(chǎn)生游離葉綠素

pH降低誘發(fā)脫鎂，進(jìn)而生成焦脫鎂葉綠素9第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二葉綠素（綠色，脂溶性）-植醇葉綠素酶（綠色，水溶性）脫植葉綠素脫鎂葉綠素（橄欖綠，脂溶性）-Mg2+酸/熱脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）-Mg2+酸/熱-COCH3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）-COCH3熱第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood酶促、酸、熱同時作用時，葉綠素的變化10第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood光解葉綠素線性四吡咯結(jié)構(gòu)光解甘油（主要）乳酸、檸檬酸、琥珀酸和丙二酸（微量）11第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二4、護(hù)綠方法

加堿護(hù)綠高溫瞬時滅菌加入銅鹽和鋅鹽氣調(diào)保鮮、脫水、避光等第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood12第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、血紅素（Haemachrome）1、結(jié)構(gòu)2+血紅素是亞鐵卟啉化合物13第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二血紅蛋白(Hemoglobin)和肌紅蛋白(Myoglobin)是動物肌肉的主要色素蛋白質(zhì)。

血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結(jié)構(gòu)為血紅素中的鐵在卟啉環(huán)平面的上下方再與配位體進(jìn)行配位，達(dá)到配位數(shù)為六的化合物。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood1、結(jié)構(gòu)肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡圖組氨酸殘基的咪唑基14第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二肌紅蛋白的立體示意圖第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodP301表15第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二2、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。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood16第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin）褐色肌紅蛋白（myoglobin）紫紅色氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin）鮮紅色第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood17第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

氧分壓對三種肌紅蛋白的影響低氧壓時(1~20mm汞柱)

主要為氧化作用；高氧壓時主要為氧合作用。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood0 20 40 60 80

100 120 140 160 100氧氣分壓(1×133.32Pa) 肌紅蛋白氧合肌紅蛋白 高鐵肌紅蛋白18第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

肉在儲存時，肌紅蛋白在一定條件下會變綠。肌紅蛋白+H2O2

膽綠蛋白肌紅蛋白+H2S硫代肌紅蛋白鮮肉熱加工時，肉變褐色。肌紅蛋白肌色原（球蛋白變性）高鐵肌紅蛋白高鐵肌色原（球蛋白變性）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood19第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二3、腌制肉的發(fā)色第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood加入了硝酸鹽或亞硝酸鹽作為發(fā)色劑顏色更鮮艷誘人對熱、氧的耐性更強(qiáng)20第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌還原作用pH5.4～6.0最適岐化反應(yīng)肉內(nèi)固有的還原劑肌紅蛋白亞硝基肌紅蛋白亞硝基肌色原高鐵肌紅蛋白亞硝基高鐵肌紅蛋白NONO加熱還原劑（深紅色）（褐色）（紫紅色）（亮紅色，不穩(wěn)定）（穩(wěn)定的粉紅色）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood21第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二硝酸鹽和亞硝酸鹽還具有防腐功能，但過量有害。發(fā)色助劑的添加。乳酸、L-抗壞血酸（鹽）等。腌肉制品見光褐變。亞硝基肌紅蛋白、亞硝基肌色原——肌紅蛋白、肌色原——高鐵肌紅蛋白、高鐵肌色原。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood22第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二鮮肉真空密封配合除氧劑氣調(diào)或氣控配合除氧劑（co2）腌肉避光和除氧4、肉和肉制品的護(hù)色第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood23第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二三、類胡蘿卜素（Carotenoids）

類胡蘿卜素（carotenoids）是一類使動植物食品顯現(xiàn)黃色和紅色的脂溶性色素。動植物中分布廣泛。①純碳?xì)浠衔锝M成的共軛多烯（胡蘿卜素類）②上述化合物的含氧衍生物（葉黃素類）類胡蘿卜素包括第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood24第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二-胡蘿卜素α-胡蘿卜素1、結(jié)構(gòu)第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodp306胡蘿卜素類α-胡蘿卜素、

-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、番茄紅素25第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二玉米黃素(zeaxanthin)辣椒紅素(capsanthin)第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodp308葉黃素類26第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、性質(zhì)絕大多數(shù)是脂溶性，個別親水（提取時注意）；具有適度的熱穩(wěn)定性；熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生異構(gòu)化（葉黃素類顏色變化不明顯）；易發(fā)生氧化而降解，且產(chǎn)物復(fù)雜；類胡蘿卜素易被組織中存在的脂肪氧合酶等迅速降解；某些類胡蘿卜素可以作為一種單線態(tài)氧、自由基猝滅劑。27第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二3、類胡蘿卜素的穩(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)。反-β-胡蘿卜素順-β-胡蘿卜素分裂產(chǎn)品、揮發(fā)性產(chǎn)品單-環(huán)氧化物、雙-環(huán)氧化物、羰基化合物、醇類等氧化熱擠壓加工非常高的溫度第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood28第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二四、花色苷類（Anthocyans）1、結(jié)構(gòu)

花色苷是花青素的糖苷，具有C6C3C6碳的骨架機(jī)構(gòu)。所有花色苷都具有2-苯基-苯并吡喃陽離子結(jié)構(gòu)。p310+第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood29第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二食品中較重要的6種花色素第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodP310圖30第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、性質(zhì)水溶性:花色苷>花青素；顏色差異由于取代基種類和數(shù)量；p310花色苷的羰基有時被脂肪族或芳香族的有機(jī)酸酰化；植物中所含的種類數(shù)量差異很大。31第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood3、影響花色苷穩(wěn)定性的因素pH值p311圖-312圖

酸度的改變，花色素的結(jié)構(gòu)改變，顏色隨之改變。酸性條件下呈色效果好32第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二C：查爾酮（無色）

B：甲醇假堿（無色）

AH+:花色羊陽離子（紅）A：醌型堿（藍(lán)）

+H+

錦葵色素-3-葡萄糖苷不同pH時的結(jié)構(gòu)變化第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood33第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二受pH變化的影響，在pH0.71時為深紅色，pH升高色素轉(zhuǎn)變成藍(lán)色醌式堿。

花青素-3-鼠李葡糖苷在pH0.71～4.02緩沖液中的吸收光譜，色素濃度為1.6×10-2g/L第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood紅光波長620-760，藍(lán)光波長47034第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二亞硫酸鹽與花色苷的反應(yīng)

花色苷是多酚化合物，結(jié)構(gòu)的不飽和特性使之對氧化劑和還原劑非常敏感。如在貯藏和加工時添加亞硫酸鹽或二氧化硫可導(dǎo)致花色素苷迅速褪色。

氧化劑與還原劑第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood35第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二溫度加熱，平衡查爾酮。冷卻并酸化，花色苷陽離子。加熱會加速花色苷的降解，溫度越高變色越快。光照有利于花色苷的生物合成；引起花色苷的降解；其他輻照也能引起花色苷降解。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood36第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

二氧化硫的影響可逆500—2000μg/g

不可逆二氧化硫會作用于花色苷的C4而生成了一種無色物質(zhì)?；ㄉ諄喠蛩猁}復(fù)合物（無色）

糖及其降解產(chǎn)物

高濃度的糖有利于花色苷的穩(wěn)定。低時花色苷的降解或變色加速。37第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

金屬離子的影響(Al3+、Fe3+)

花色苷的相鄰羥基可與多價金屬離子形成螯合物而改變顏色。38第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

縮合第二節(jié)食品中的天然色素