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1、第八章 色 素,FOOD CHEMISTRY,目的和要求：,1、了解食品贮藏加工中控制色泽的一些技术及 其原理；了解食品着色剂的使用要求。 2、掌握食品色素的分类和熟悉常见色素的名称 3、掌握常见食品天然色素的化学结构、基本的物化性质以及在食品贮藏加工中发生的重要变化及其条件。,8.1 概 述,一、食品色素的定义和作用,1、定义：食品中能够吸收和反射自然光进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。,食品中的固有色素是由食品原料带入食品中的有色物质，是导致食品具有特定颜色的重要基础（色素是指具有色泽的细胞或组织中的正常成分）。有时为了食品具有令人喜欢的颜色，还人为地加入一些有颜色的添加物质，这
2、些物质包括天然分离的和一些人工合成的（着色剂是表示具有色泽的任何一种化学物质）。,二、食品色素的分类,按化学结构分为：四吡咯衍生物、多酚类衍生物、异戊二烯衍生物、酮类 衍生物等。 按来源分为：天然色素和人工合成色素两大类,2、作用：食品色泽是决定食品品质和可接受性的重要因素。,8.2 四吡咯色素,一、叶绿素1、结构、物理性质及应用叶绿素是能进行光合作用的色素，它是蔬菜和水果中存在的绿色色素。天然叶绿素由a、b两种物质组成，a为青绿色，b为黄绿色。是由叶绿酸、叶绿醇和甲醇构成的二醇酯，是一种四吡咯衍生物，中心的金属原子为镁，均不溶于水，溶于丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂。食品中的叶绿素，常为脱镁、脱植
3、醇后的产物与铜、锌或铁离子结合形成，性质稳定，水溶性较好。,加工中，叶绿素变化后会产生几种重要的衍生物。,2、叶绿素在食品加工储藏中的变化,*酶促变化：脂酶、蛋白酶、果胶酶等通过作用于相应的底物（非叶绿素），间接使叶绿素发生与蛋白或自身分解，降低稳定性。叶绿素酶可直接使叶绿素脱镁脱植。,*酸和热的作用：加热使叶绿素脱镁、脱植，也可发生异构化反应，使颜色向褐色转变。pH影响叶绿素的分解速度，pH9.0时最稳定，3.0时最不稳定。,*光解：加工储藏中的食品或食品原料，其中所含的叶绿素很易受光作用而分解褪色。,3、护绿技术,中和酸而护绿：中和酸的重点是绿色植物内部不断产生的酸性物质，所以要长期保持体
4、系中pH接近中性，要采取一些特殊的方法，如缓慢释放的碱等 高温瞬时杀菌、灭酶 绿色再生：绿色再生技术是利用一定的方法将叶绿素中的镁置换为锌 其它方法,二、血红素,1、结构、物理性质种类 ：血红蛋白、肌红蛋白。血红素在血液中的存在形式为血红蛋白，在肌肉中的存在形式为肌红蛋白；肌红蛋白是一个由153个氨基酸残基形成的蛋白质分子，血红素处于分子中的疏水空腔内。它对氧的亲和力大于血红蛋白，肌红蛋白多则肉色深，含量少则肉色淡，其量因动物种类、年龄及肌肉部位不同而异。在肉品的加工贮藏中肌红蛋白会转化为多种衍生物，从而会呈现不同的色泽。,血红蛋白是由4分子亚铁血红素与1分子珠蛋白结合而成，用以运输氧气到各组
5、织。在肉中血液残留多则血红蛋白含量亦多，肉色深。放血充分肉色正常，放血不充分或不放血（冷宰）的肉色深且暗。,2、肉色在贮藏加工中的变化肉中还原态的肌红蛋白向两个不同的方向转变，一部分发生氧合反应生成鲜红色的氧合肌红蛋白，一部分发生氧化反应生成棕褐色的高铁肌红蛋白。上述反应处于动态平衡之中，这种平衡受氧气分压的强烈影响，如下图8-5所示。此外，鲜肉加热时会迅速变色。,屠宰后肌肉在贮藏加工过程中颜色会发生各种变化。刚刚宰后的肉为深红色，经过一段时间肉色变为鲜红色，时间再长则变为褐色。这些变化是由于肌红蛋白的氧化还原反应所致。 以新鲜牛肉作切片，经不同时间观察可看到上述三种变化，即刚宰后，还原肌红蛋
6、白和亚铁血色素结合，肉色表现为深红色；经十几分钟，亚铁血色素与氧结合，但2价铁未被氧化，为氧合肌红蛋白，肉色表现为鲜红色；再经几小时或几天，亚铁血色素的2价铁被氧化为3价铁，成为高铁肌红蛋白占优势，肉色表现为褐色。,腌肉制品发色原理及应注意问题（发色剂：硝酸盐和 亚硝酸盐）,3、肉和肉制品的护色,真空包装 除氧包装 高氧分压保护 气调或气控技术,8.3 类胡萝卜素,类胡萝卜素又称多烯色素，广泛分布于红色、黄色 和橙色的水果及绿色的蔬菜中。类胡萝卜素为具有多个共轭双键的分子，现已发现 了500多种，按其结构中是否含有由非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
7、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。类胡萝卜素的吸收波长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
8、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。,一、胡萝卜素类1、结构及性质,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。,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面相当稳定的变化只是轻微的（胡萝卜、番茄）， 但在有些加工条件下（高温、强光照、氧气）,使得其容易发生异构化和
9、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、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（红辣椒）。,8.4 多酚类色素,一、花青素类花青素是一类水溶性的红色色素，存在于许多花、水果、蔬菜中，使其具有鲜艳的颜色。食品中重要的有6种。（哪6种？）自然状态的花青素都以糖苷形式存在，
10、称为花青苷，很少有游离的花青素。,糖苷:单糖以半缩醛或酮形式存在,生成一个新的羟基,特别活泼,称为半缩醛羟基,和其它分子醇的羟基或酚羟基结合,脱去一分子水生成糖苷。 糖苷配基:结合到分子上的物质（非糖部分）花青素的糖基部分： 一般是葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。非糖部分的基本结构：带有许多羟基或甲基的苯并吡喃环的多酚化合物，也称花色基原。大部分花青苷是由3,5,7-三羟基花色基原盐酸盐衍生而来的。花青素的盐酸盐可呈不同的色泽，其色泽与结构有一定的关系，亦即结构中的羟基和甲氧基的取代作用会影响到花青素的颜色。 264,花青素颜色变化的影响因素：自身结构 pH值温度光照氧气抗坏血酸二氧化
11、硫金属离子酶与其它植物性成分发生缩合： 花色苷可以与自身、蛋白质、单宁、其它黄酮或多糖类物质发生缩合反应，形成的产物一般颜色会加深（红移），少数颜色消失。,二、类黄酮色素 类黄酮是一大类结构相似的天然化合物，广泛存在于各类植物体内。大部分此类化合物不仅具有特殊的颜色，而且具有特殊的生物学功能。类黄酮类化合物在水中的溶解度较大。 1、结构及类型：,其中一部分类黄酮类化合物呈黄色，另外一些无色。有颜色的黄酮类化合物常可与金属离子发生配位而颜色加深，黄酮类化合物的化学性质比较活泼，可受食品中的成分或加工条件的影响而结构发生变化。,2、加工与贮藏时的变化* 类黄酮与Al3+、Fe2+、Fe3+、Sn2
12、+等金属离子可以形成络合物，而使颜色变深而发生变化。*加工条件中使pH上升，无色的黄烷酮或黄烷酮醇可变为有色的查耳酮类。*发生酶促褐变的中间生成物可氧化类黄酮而产生褐色物质。,三、单宁单宁存在于许多植物如柿子、石榴、茶叶、咖啡中，尤其在未成熟的水果中含量较高。单宁也为多酚类化合物，包括可水解型和缩合型两类。常呈白中带黄或淡褐色，有强烈的涩味。单宁可与蛋白质、多种生物碱或多价金属离子结合形成有色不溶性沉淀，可在加热、氧化或遇到醛类条件下缩合而消除涩味。(100生柿人工脱涩法),8.5 食品着色剂,焦糖色素 红曲色素 姜黄素 甜菜红素 其他天然着色剂 人工合成着色剂,一、焦糖色素（酱色）,焦糖色素
13、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合物，是我国食品中应用较广泛的半天然食品着色剂。 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，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。,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、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
14、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。 姜黄色素对蛋白质着色力好，用于冰激淋、果冻等中。,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、有氧条件下可能发
15、生反应而分解，PH对其稳定性也有明显的影响。,六、人工合成着色剂（色彩鲜艳、坚牢度大、稳定性强、价格低廉，许多以煤焦油作原料，安全性较差，控制添加量）,苋菜红 胭脂红 赤鲜红 日落黄 柠檬黄 靛蓝 亮蓝 新红,第九章 风味,食品风味，主要包括味道和香气，是指食物摄入口中后所产生的一种感觉，这种感觉是由口腔中的味感、嗅感、触感（如滑润、粗糙、粒状、粘度）及温感所产生的，各种物质都有它特殊的风味。风味是使人产生感觉一些物质特性的总和。所以说风味是物质（一种食品）的一种属性，也是人的一种受体机制。,食品风味：食品成分作用于人的多种感觉器官所产生的各种感官反应。,食品的味感,我国：甜、酸、苦、咸（原味
16、）、辣、涩、鲜日本：甜、苦、酸、咸、辣欧美：甜、苦、酸、咸、金属、辣印度：甜、苦、酸、咸、辣、淡、涩、不正常,味感是食物在人的口腔内对味觉器官的刺激而产生的一种感觉，即是人对各种味道的感觉及分类。不同国家由于生活习惯的差异，对味感的分类也有所不同。如：,味感是各种呈味物质溶于水或唾液后刺激口腔内各种味觉感受体(taste receptor)，进而刺激味觉神经（传递到大脑神经系统）而产生的味感(gestation)。口腔内的味感受体主要是味蕾（taste bud)，其次是自由神经末梢。味蕾是分布于口腔上皮（特别是舌面）由40150味细胞形成的味感组织，每个味蕾有一个小孔对外开放，呈味物质溶液通过小孔进入内腔对味细胞形成刺激。,一、味感的生理基础,影响味感的因素主要有呈味物质的结构、味觉敏感性、温度、浓度及溶解度、呈味物的相互作用等。,呈味物质的结构与味感类型和强度有密切的关系，后边专门讨论。味觉敏感性：成人口腔中约有数千个味蕾，分布于不同部位上的味蕾对味觉有不同的敏感性(如图)；另外，不同味觉刺激的传导时间也有所不同，其中咸味传导时间最短，感受最快，苦味最慢。温度、浓度和溶解度：味觉在30 左右敏锐，低于10 或高于50 时迟钝。味物浓度高于阈值时味感明显，低于阈值时几乎无味感，浓度过高时，感觉不快。呈味物的溶解度及溶解快慢决定味感的强度及味感的持续时间。,
