吉林大学食品化学第8章 色素

⑤ 金属离子 – 叶绿素铜钠鲜亮、稳定
(4)、果蔬的护绿技术
①稀碱处理 （0.1%Na2CO3、碱性钙盐或镁盐）
②烫漂（60～75℃）排除组织中的氧，防止氧化
③加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等离子 ④添加叶绿素铜钠（0.5g/kg） ⑤低温、冷冻干燥脱水 ⑥低温、避光贮藏
8.2.1.2 血红素 Haemachrome
8.3 着色剂 Colorants in Foods
为保持或改善食品的色泽，需对食品进行人工着色。
（一）天然色素Natural
pigment
(1) 叶绿素铜钠盐Chlorophyll (2) 胭脂虫色素Carminic acid 胭脂红酸是一种蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂虫 (cochineal)。
–异构化：热、酸或光的作用下很容易发生异构化，204页。
• 应用 – 广泛用于油质食品的着色，如人造黄油。
8igments
种类及结构
– 多酚类色素的分子结构的基本母核是苯并吡喃衍生物。
– 由下列几种类型：花色素、黄酮素、儿茶素、丹宁
• 性质 • 1、花色素
% 高 铁 80 肌 红 60 蛋 白 40 20
0
1
2
3
4
5
6
O2%
• 以上可逆变化与O2浓度有关，一般O2为1～4%时，易变为 高铁（变）肌红蛋白。 新鲜肉放在空气中，因为细菌繁 殖，内部O2 ↓，→褐色↑
② 与亚硝酸盐作用
• 肌红蛋白（Mb）（桃红）与NO结合生成鲜桃红色的亚硝基 亚铁肌红蛋白（NOMb）。 • 亚硝基肌红蛋白受热（蛋白质变性）生成较稳定的鲜红色 亚硝基血色原 –Mb+NO→NOMb（桃红）→加热→亚硝酰血色原（鲜红） • 由于亚硝基肌红蛋白对氧、热比氧合肌红蛋白稳定，基于 此原理，肉食加工中，为保持肉的鲜艳颜色而加入亚硝酸
（1）、结构 • 血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。
血红素是血红蛋白和肌红蛋白的辅基。
存在状态：肌红蛋白、血红蛋白，见198页表8-2
（2）、性质
① 颜色变化 (氧合作用，氧化反应）
P N N
珠蛋白P
P N N N
N
Fe2+
Fe2+
Fe3+
N O2 •
N H2 O
N OH
N
•
氧合肌红蛋白 鲜红
(2)、 叶绿素的性质
–叶绿素在植物体内与蛋白质、脂类、结合为叶绿体。 （P—卟啉环—植醇末端—脂类） –植物细胞死亡后，叶绿素游离出来。 –游离的叶绿素很不稳定，对光、热敏感，不溶于水，溶于 乙醇、丙酮。 –在酸性条件下，Mg原子被H取代，→（绿）褐色脱镁叶绿 素（共振结构位移）
–在稀碱液中可水解为绿色的叶绿酸盐+叶绿醇+甲醇（加热 υ↑） （叶绿酸盐溶于水、较稳定，叶绿醇又称为植醇）
盐。
• MNO2的作用：（1）发色（2）抑菌（3）产生腌肉制品特 有的风味。但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺 生成；肉色变绿。（硝酸钠＜0.5 g/kg（+Vc），亚硝酸 钠＜0.15g/kg）
肉及肉制品的护色
肉色变绿
8.2.2 异戊二烯衍生物（类胡萝卜素 Carotenoids）
（1）结构 异戊二烯衍生物为共轭多烯的一类色素。
8.2 食物中原有的色素
8.2.1 四吡咯衍生物类（Porphyrin） • 共同特点：四吡咯构成卟啉环，与金属元素以共价键或
配位健结合
• 代表物质 – 叶绿素 – 血红素 – 胆红素
叶绿素 Chlorophylls
（1）、结构
– 有叶绿素a，3位为甲基 – 有叶绿素b，3位为醛基
a：b=3：1
(5)姜黄色素Curcumin
• 姜黄色素(curcumin或turmeric yellow) 主要成分为姜黄素、
脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素。 – 姜黄色素不溶于水，溶于醇或醚，显鲜艳黄色，
–在碱性溶液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色。 – 着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原.
– 对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。
8.3.2 合成色素（Artificial color）
• • • • • • • • 苋菜红、 胭脂红、 赤藓红、 新红 柠檬黄、 日落黄、 亮 蓝、 靛蓝
(三）色淀 1、概念
– 将可溶于水的色素沉淀在可使用 的不溶性基质上所制备的一种特殊 的着色剂。 –基质为氧化铝的为铝色淀，还有氧 化锌、碳酸钙、二氧化钛、滑石粉
(3)紫胶虫色素laccaic acid
(4)红曲色素 – 红曲色素（monascin）为红曲菌(Monascus sp.)产生 的色素，为混合物，属于氧茚并类化合物。 – 红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚
等溶剂。
– 红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对一 些化学物质有较好的耐受性。 – 红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用 –色素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果 汁等的着色。
–在适当条件下，叶绿素分子中Mg2+可被Cu2+、Fe2+、Zn2+取 代，较稳定,其中叶绿素铜钠为食品着色剂。
(3)、影响叶绿素稳定性的因素
① 叶绿素酶的影响
– 酯酶，可水解叶绿素脱植醇
② 热处理的影响 – 镁被氢离子取代，变褐色
③ pH的影响
– 叶绿素在酸性介质中易降解 ④ 光影响
– 光敏氧化
• （5）橙皮素，芦丁（芸香苷）等黄酮具有 降低血管渗透性作用，为Vp组分，具有降 血压作用。类黄酮具有抗氧化作用。
• 3、单宁 Tannin
• 存在于柿子、茶叶、石榴等植物中，具有收敛性涩味。 结构复杂，水解后生成葡萄糖没食子酸，及其它多酚酸 （鞣花酸）。易溶于水，无色→黄色，水溶液呈酸性， 涩味，遇碱↓ • +Fe3+↓（黑or蓝、绿）；+P（蛋白质）↓（去单宁）
• 2、黄酮类
•
Flavonoids
(1) 呈浅黄色主要有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、查 耳酮及衍生物。 （2）类黄酮羟基呈酸性。 • 遇三氯化铁可呈兰、紫、蓝黑、棕色。在碱性条 件下，黄酮易开环生成查尔酮型结构呈黄色（橙、 棕），在酸性条件下，又恢复闭环结构，颜色消失， 如：马铃薯，小麦面粉、稻米、芦笋、荸荠等在碱 性下烹煮变黄。 • （3）黄酮可与金属离子生成络合物。 • （4）类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色 沉淀。
8.1.2 食品中色素的分类
1. 按来源分类 – 动物色素（血红素、虾、蟹皮类、胡萝卜素） – 植物色素（绿、红、紫）（来源丰富、应用最多） – 微生物色素（红曲素） 2. 化学结构 – 卟啉（四吡咯）类衍生物（叶绿素、血红素） – 异成二烯类衍生物（类胡萝卜素） – 多酚类衍生物（花青素、儿茶素） – 酮类衍生物（姜黄、红曲） – 醌类衍生物（虫胶、胭脂虫红） 3. 溶解性 – 脂溶性色素 – 水溶性色素
Anthocyans
• • • • • • • • •
（1）pH值影响颜色的改变 如：矢车菊色素（花青素） pH≤3.0 pH=8.5 pH=11 红 紫罗兰 蓝 （2）与Mn+作用 与Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Al3+等络合生成深色色素。 （3）与氧气的作用颜色变成暗棕色 （4）光加速降解 （5）二氧化硫，退色、漂白
第八章 食品色素和着色剂 Chapter 8 Pigments and Colorants
•
8.1 概述（Introduction）
8.1.1 食品中色素的来源 – 食品中原有的色素成分——天然色素
– 食品中添加的色素成分——食品着色剂
• 天然食品着色剂
*
• 人工合成的食品着色剂 – 食品加工过程中产生的色素成分
– 一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香。具体允许 使用量参见我国GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》 规定。
(6)焦糖色素Caramel pigment
–焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生
成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传统使用
的色素之一。 –我国已经明确规定加胺盐制成的焦糖色素因毒性问题 不允许使用，非胺盐法生产的焦糖色素可用于罐头、 糖果和饮料等。
肌红蛋白 紫红
高铁肌红蛋白 褐
• 氧合作用 Oxygenation——（肌红蛋白）血红素中的亚铁 与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，生成鲜红 色的氧合血红素，这种作用被称为氧合作用。 • 氧化作用 Oxidation——（肌红蛋白）血红素中的亚铁与 氧发生氧化还原反应，生成棕褐色的高铁血红素的作用被称 为氧化作用。
2、作用
–增强水溶性色素在油脂中的分散性， 提高耐光、耐盐性
3、应用
–粉末食品、油脂食品、糖果、包衣 等
• 按结构及溶解性可分为两类：
– 胡萝卜素类 共轭多烯（四萜类）
– 叶黄素类
共轭多烯含氧衍生物
叶黄素类
• 叶黄素类共轭多烯烃的含氧衍生物、呈浅黄、橙、黄等色。
• 主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、蕃茄黄素、 辣椒红素、 柑桔黄素、虾黄素
8.2.2.2 性质
–类胡萝卜素具有亲脂性、溶于石油醚。 –类胡萝卜素耐pH值变化，耐热、耐Mn+，与蛋白质结合态时 稳定。提纯后，对光、氧、热敏感。脱水后类胡萝卜素稳 定性下降，褪色。 –氧化反应而褪色（自动氧化、光氧化、偶合氧化） • 亚硫酸盐或金属离子的存在将加速β-胡萝卜素的氧化。