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1、第十一章 食品色素和着色剂 11.1食品中的天然色素 11.2食品中的着色剂 物质呈色的原理 肉眼观察到的颜色是物质吸收了可见光区（ 400800nm）的某些波长光后，透过光所 呈现的颜色。即人们看到的是被吸收光关的 互补色。 不同波长的颜色及其互补色 生色基 在紫外或可见光区（200800nm）具有吸 收峰的基团，通常有双键 助色基 吸收波长在远紫外区，不能生色，但与生色 基相连时可使分子吸收波长移向长波方向。 11.1食品中的天然色素 天然色素分类 1）来源 植物 、动物、微生物 2）溶解性 水溶性、脂溶性 3）结构 四吡咯衍生物、异戊二烯衍生物、多酚衍生 物、酮类衍生物、醌类衍生物 常见
2、天然色素 吡咯类色素 吡咯色素由四个吡咯环的-碳原子通过次甲 基相连而形成的共轭体系，也就是卟啉环。 中间通过共价键或配位键与金属元素形成配 合物，而呈现各种颜色。 天然吡咯类色素 1）叶绿素 光合生物体内含有的一类绿色色素，其作用是作 为光合作用的催化剂 植醇 加工中，叶绿素变化后会产生几种重要的衍生物。 叶绿素的稳定性 叶绿素对酸敏感，在酸性条件下，叶绿素中的镁 原子会被氢原子代替而形成暗绿色或绿褐色的去 镁叶绿素，但在碱性溶液中叶绿素会被水解为仍 为鲜绿 色的叶绿酸盐，且形成的绿色更为稳定，因此在 蔬菜技术工中可用石灰水或氢氧化镁处理，以提 高溶液的pH，保持蔬菜的鲜绿色。而在适当条件
3、下叶绿素中的Mg 还可以被其他元素如：Cu、Fe 、Zn 等取代或置换，形成的取代物的颜色仍为鲜 绿色，且稳定性大为提高，尤其以 叶绿素铜钠的颜色最为鲜亮。 2）血红素 血红素基团结构 肌红蛋白结构 血红素是存在于高等动物血液和肌肉中的红色色素， 血红素吡咯环中是铁原子。肉的颜色是由两种物质血 红蛋白和肌红蛋白形成的。 血红蛋白和肌红蛋白 是球蛋白，其结构是 血红素中的铁在环的 上下方与配位体配位 ，形成配位数为六的 化合物。 肌红蛋白肽链的三级结构 氧合作用 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。 氧化作用 血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生 成高铁血红素的作用。
4、低氧压（ 120mmHg） 主要为氧化作用 高氧压主要为氧 合作用 氧分压对三种肌红蛋白的影响 鲜肉和腌肉制品中血红素的反应 多烯类色素 多烯色素是以异戊二烯残基为单位的共轭链为基 础的一类色素，习惯上又称为类胡箩卜素，属于 脂溶性色素，大量存在于植物体中、动物体中和 微生物体中。 一些类胡箩卜素能在提内转变形成VA，所以又将 这些类胡箩卜素称为VA 前体。如-胡箩卜素。类 胡箩卜素分为胡箩卜素和叶黄素两大类，胡箩卜 素为共轭多烯，叶黄素为共轭多烯的氧化物。类 胡箩卜素的加工稳定性较强。 类胡箩卜素性质 脂溶性 适度的热稳定性 易氧化退色 热、酸或光催化的异构化 8.3 类胡萝卜素 类胡萝卜素
5、又称多烯色素，广泛分布 于红色、黄色和橙色的水果及绿色的水 果蔬菜中。 类胡萝卜素为具有多个共轭双键的分 子，现已发了500多种，按其结构中是否 含有C、H元素组成的官能团而将 类胡萝 卜素分为两大类：一类为纯碳氢化物被 称为胡 萝卜素；另一类的结构中含有含氧基团 ，称为叶黄素类。类胡萝卜素为脂溶性色素 。 含氧胡萝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。类胡萝卜素的吸收430nm480nm。 由于类胡萝卜素特殊的结构（多烯，全反），使 得其容易发生异构化和氧化降解反应。 在加热、酸或光的作用下，类胡萝卜素可发 生异构化反应，部分双键的构型由反式变为顺式 ，导致
6、其吸收波长发生移动。（生物活性当然发 生大的变化） 类胡萝卜素容易发生氧化反应。一般氧化总 是从两端的不饱和环上开始，环上双键接受氧 形成环氧衍生物，然后此环氧衍生物分解造成 环状结构遭到破坏并形成羰基。进一步的氧化 可在任何一个双键上进行，形成可能的四元环 过氧化物中间体，然后裂分生成分子量较小的 多种含氧化合物。在此情况下，颜色将完全消 失。 在食品加工的一般条件下，类胡萝卜素并 不发生严重的降解反应，特别是含水量较大的 情况下，有足够的稳定性。 胡萝卜素类目前指四种物质：-胡萝 卜素、-胡萝卜素、-胡萝卜素、番茄红 素。它们都是含40个碳的多烯四萜，由异戊 二烯经头尾或尾尾相连而构成。
7、胡萝卜素类为典型的脂溶性色素，易溶 于石油醚、乙 醚 难 溶 于 甲 醇 和 乙 醇 。 一、胡萝卜素类 1、结构及性质 2、在加工中的变化 胡萝卜素类其颜色在多数加工和贮藏 条件下点相当稳定的变化只是轻微的， 但在有些加工条件下,使得其容易发生异 构化和氧化降解反应，严重影响胡萝卜素 在食品中的色感。 二、叶黄素类 1、结构及性质 叶黄素类是胡萝卜素类的含氧衍生物 ，随着含氧量的增加，它们的脂溶性下降 ，因此叶黄素在甲醇和乙醇中很好溶解， 而难溶于乙醚、石油醚。 叶黄素类的颜色为黄色或橙黄色，少 数为红色，如与蛋白质相结合，颜色可能 发生改变。 2、在加工中的变化 叶黄素类在加工中遇到光照、
8、氧化、 中性或酸性条件下加热，会发生异构化和氧 化降解反应，缓慢地使食品发生退色或褐变 。 酚类色素是水溶性色素。 多酚类色素 1花青素 花青素是一大类主要的水溶性植物色素，属 酚类，主要以糖苷的形式存在于生物体中， 其基本结构为2-苯基并吡喃。花黄素主要指 类黄酮及其衍生物， 其基本结构为2-苯并吡喃酮。 pH对花青素的颜色变化 2 黄酮类色素 也称花黄素，基本结构为-苯基并吡喃酮（ 黄酮） 最重要的类黄酮化合物是黄酮和黄酮醇的衍 生物 性质 类黄酮的羟基呈酸性，一般为无色或浅黄 在碱性溶液中容易开环形成查耳酮结构而变 色 酸性条件下查耳酮回复闭环结构，颜色消失 遇铁变蓝 氧化变褐 3单宁
9、也称单宁酸，能与多糖和蛋白质等大分子相 结合，是特殊的酚类化合物。 植物中的单宁有水溶性和聚合性两大类。 性质不稳定，加工中植物褐变的主要原因之 一。 与金属成不溶性的盐，加工此类食品不能用 铁器 与蛋白、生物碱、重金属沉淀 4.醌酮类色素 红曲 红曲霉产生的复合色素，性质比较稳定。 用于：酿红酒、酱肉、粉蒸肉等。 姜黄色素 常用于咖喱粉、蔬菜加工品及调料的着色和增香 。 胭脂虫色素 来自胭脂虫，不溶于冷水，溶于热水和醇。颜色 随pH变化而变：酸性为黄色，中性红色，碱性紫 红。 二、红曲色素 红曲色素是一组由红曲霉菌丝所分泌的微 生物色素，属酮类色素。这组色素共有六种 ，分别为红斑素、红曲红素
10、、红曲素、红曲 黄素、红斑胺、红曲红胺，实际应用的是前 两种。 红曲色素是暗红色粉末，可溶于水，色调 不随pH值变化，热稳定性高，几乎不受金属 离子的影响，也几乎不受氧化剂和还原剂的 影响，但在阳光直射下色度降低，着色力强 ，可用于畜产品、水产品、酿造食品等。 三、姜黄素 姜黄素是从生姜科姜黄属植物姜黄的地下 根茎中提取的黄色素，它是一组酮类色素的混 合物，主要成分为姜黄素、脱甲基姜黄素和双 脱甲基姜黄素。 姜黄色素为橙黄色粉末，几乎不溶于水， 溶于乙醇、冰醋酸和碱溶液，具有特殊芳香， 稍苦，在中性和酸性溶液中呈黄色，在碱性溶 液中呈褐红色，对光、热、氧化作用及铁离子 不稳定，但耐还原性好。
11、姜黄色素对蛋白质着色力好，用于冰激淋 、果冻等中。 11.2 食品中的着色剂 1天然食品着色剂 对食品安全的重视使天然色素得到消费者的青睐 。除上述主要色素外还有： 甜菜红、叶绿素铜盐钠、紫草色素、虫胶红、 红花黄。 2合成食品着色剂 合成色素较天然色素稳定性，鲜艳，便宜。 我国允许使用8种合成色素：见菜红、胭脂红、 新红、柠檬黄、日落黄、亮蓝和赤藓红。 一、焦糖色素 焦糖色素是糖质原料在加热脱水中缩合 而成的复杂的红褐色或黑褐色混各物，是我 国食品中应用较广泛的半天然食品着色剂。 焦糖现在由非铵盐法生产，焦糖色素为稠 液状或块状，无臭，具有焦糖香气和愉快的 苦味，易溶于水，pH2.6-5.5
12、，光照下相当稳 定，对酸、盐的稳定性高，红色色度高，但 着色力低。 焦糖色素在食品工业中使用量很大，糖果 、饮料、雪糕等可按正常需要量添加。 四、甜菜红素 甜菜色素为含氮化合物，存在于红甜菜及一些其 它的果实或花中，包括两种物质及它们的甙。 甜菜色素也不稳定，在加热、与氧条件下可能发 生反应而分解，PH对其稳定性也有明显的影响。 合成食品着色剂 色彩鲜艳，坚牢度大，稳定性强，价格低廉。 （1）苋菜红：红色粉末，溶于甘油及丙二醇，微 溶于乙醇，不溶于油脂，耐光耐热，与碱变暗红 色。 （2）胭脂红：红棕色粉末，水溶液为红色，溶于 甘油，微溶于乙醇，不溶于水。 （3）柠檬黄：黄色粉末，溶于甘油及丙二醇，微 溶于乙醇，不溶于油脂。
