第八章第八章 色素和着色剂色素和着色剂Pigments and Colorants 第一节第一节 引言引言 1、食品质量与颜色、食品质量与颜色 2、食品中颜色的来源、食品中颜色的来源 3、食品着色剂与食品质量、食品着色剂与食品质量 将食品的色素成分按化学分类：将食品的色素成分按化学分类：叶绿素、血红素均结合叶绿素、血红素均结合4个吡咯核，形成卟啉环；个吡咯核，形成卟啉环；类胡萝卜素带有类胡萝卜素带有8个异物二烯链组成的碳原子骨架个异物二烯链组成的碳原子骨架花色素系色素花色素具有黄烷盐结构，不同于黄酮花色素系色素花色素具有黄烷盐结构，不同于黄酮类，不稳定；类，不稳定；黄酮类色素带有黄酮类色素带有-C6-C3-C6-的水溶性酚类物质，只的水溶性酚类物质，只存在于植物界，多以配糖的形式存在；存在于植物界，多以配糖的形式存在；其它色素包括单宁和焦糖等其它色素包括单宁和焦糖等 将食品的色素成分按动植物分类将食品的色素成分按动植物分类植物性食品色素：植物性食品色素：l蔬菜类：叶绿素、胡萝卜素、叶黄素、类黄酮、花色素蔬菜类：叶绿素、胡萝卜素、叶黄素、类黄酮、花色素l水果类：类胡萝卜素、类黄酮、花色素水果类：类胡萝卜素、类黄酮、花色素l谷类：类胡萝卜素、类黄酮谷类：类胡萝卜素、类黄酮l海藻类：叶绿素、类胡萝卜素海藻类：叶绿素、类胡萝卜素动物性食品色素：动物性食品色素：l兽肉：血红素兽肉：血红素l鱼肉：血红素、类胡萝卜素鱼肉：血红素、类胡萝卜素l虾、蟹、蛋、乳：类胡萝卜素虾、蟹、蛋、乳：类胡萝卜素 一、一、 血红素血红素(Haemachrome ) 血红素广泛分布于血红素广泛分布于动植物中，是动植物的动植物中，是动植物的最重要色素最重要色素,其结构是亚其结构是亚铁卟啉化合物铁卟啉化合物.图图8-1血红素的结构血红素的结构 血红蛋白和肌红蛋白是血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中球蛋白，其结构为血红素中的铁的铁 在卟啉环平面的上下在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，在方再与配位体进行配位，在第第6配位上结合氧原子的化配位上结合氧原子的化合物是氧合肌红蛋白。
与水合物是氧合肌红蛋白与水结合的化合物是肌红蛋白结合的化合物是肌红蛋白图图8-2 肌红蛋白结构肌红蛋白结构 图图8-3 肌红蛋白的血红素结构肌红蛋白的血红素结构图图8-4 肌红蛋白的三级结构肌红蛋白的三级结构 化学与颜色化学与颜色---氧化反应氧化反应（（1）氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位）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，这种作用被称为键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用氧合作用 （（2）氧化作用：当肌红蛋白中的铁原子转变为）氧化作用：当肌红蛋白中的铁原子转变为Fe3+生成高铁肌红蛋白，被称为氧化作用生成高铁肌红蛋白，被称为氧化作用 Fe2+NNNNO2球蛋白球蛋白NNNH2O球蛋白球蛋白NNNOH球蛋白球蛋白Fe2+Fe3+NN氧合肌红蛋白氧合肌红蛋白 (oxymyoglobin) 鲜红色鲜红色肌红蛋白肌红蛋白 （（myoglobin）） 红紫色红紫色高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白 (metmyoglobin) 褐色褐色 图图8-5 氧分压对三种肌红蛋白的影响氧分压对三种肌红蛋白的影响 l高氧气分压时有利于高氧气分压时有利于形成亮红色的形成亮红色的MbO2为氧合作用。
为氧合作用l低氧气分压时有利于低氧气分压时有利于形成形成Mb和和MMb 为氧为氧化作用 腌肉色素腌肉色素 硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下：： NO3- 细菌还原作用细菌还原作用 NO2- pH 5.4~6, H + 2HNO2 肉内固有还原剂肉内固有还原剂 2NO + 2H2O 或或 3HNO2 歧化歧化 HNO3 + 2NO + H2O Mb NO NOMb（氧化氮肌红蛋白）（氧化氮肌红蛋白） 加热加热 氧化氮肌色原氧化氮肌色原 (紫红色紫红色) (鲜桃红鲜桃红) (鲜桃红鲜桃红) 还原剂还原剂 MMb NO NOMMb（氧化氮高铁肌红蛋白）（氧化氮高铁肌红蛋白） ( (褐色褐色) ) ( (深红深红) ) NOMb，，NOMMb，又称氧化氮肌色原，统称为腌肉，又称氧化氮肌色原，统称为腌肉 色素，其颜色更加鲜艳，性质更加稳定。
色素，其颜色更加鲜艳，性质更加稳定 MNO2 (亚硝酸盐亚硝酸盐)的作用：的作用： （（1）发色）发色 （（2）抑菌）抑菌 （（3）产生腌肉制品特有的风味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；肉色变绿亚硝胺生成；肉色变绿 肉及肉制品的护色肉及肉制品的护色（（1）高氧压护色）高氧压护色(形成氧合肌红蛋白形成氧合肌红蛋白,呈色作呈色作 用，鲜肉用，鲜肉)（（2）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂 （（3）采用）采用100%CO 2 条件，若配合使用除氧条件，若配合使用除氧 剂剂,效果更好效果更好 腌肉制品的护色一般采用避光、除氧腌肉制品的护色一般采用避光、除氧 肉色变绿肉色变绿 血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在α-亚甲基上，绿色的形成有三种情况亚甲基上，绿色的形成有三种情况: u由于一些细菌活动产生的由于一些细菌活动产生的H 2 O 2 可直接氧化可直接氧化u由于细菌活动产生的由于细菌活动产生的H2S等硫化物，在氧或等硫化物，在氧或H2O2 存在下，可直接加在 存在下，可直接加在α-亚甲基上亚甲基上u由于由于MNO 2过量引起。
过量引起 二、叶绿素类二、叶绿素类 （一）叶绿素的结构（一）叶绿素的结构 叶绿素是绿色植物经光合 叶绿素是绿色植物经光合作用产生的一种脂溶性色素作用产生的一种脂溶性色素由四个吡咯联成的环称为卟吩由四个吡咯联成的环称为卟吩, 当卟吩环带有取代基时，称为当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物叶绿素结构中卟啉类化合物叶绿素结构中央的镁（央的镁（Mg）不稳定，经长时）不稳定，经长时间加热或酸处理后，间加热或酸处理后， Mg2+脱离脱离变成脱镁叶绿素，失去绿色变成脱镁叶绿素，失去绿色图图8-6 叶绿素叶绿素a的结构的结构 叶绿素叶绿素a和和b：镁螯合的 ：镁螯合的 四吡咯结构四吡咯结构a的的R基基CH3，，C55H72O5N4Mgb的的R基基CH0，，C55H70O6N4Mg植植 醇醇图图8-7 叶绿素叶绿素b和植醇的结构和植醇的结构 （二）叶绿素的性质（二）叶绿素的性质 1 1、叶绿素的、叶绿素的 基本性质基本性质脂溶性（乙醇、乙醚、苯和丙酮）脂溶性（乙醇、乙醚、苯和丙酮） 酶促反应：与蛋白质结合，使叶绿素酶促反应：与蛋白质结合，使叶绿素降解为叶绿素酶降解为叶绿素酶 对光、热敏感发生氧化反应对光、热敏感发生氧化反应 镁离子可被铜、锌、铁等取代，以叶镁离子可被铜、锌、铁等取代，以叶绿素铜纳的颜色最为鲜亮，用作食品绿素铜纳的颜色最为鲜亮，用作食品染色剂。
染色剂酸性条件下镁易被氢取代酸性条件下镁易被氢取代 ，，生成暗生成暗橄榄绿褐色橄榄绿褐色 2、叶绿素的降解与色变、叶绿素的降解与色变（绿色，水溶性）脱植叶绿素（绿色，水溶性）脱植叶绿素叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素（绿色，脂溶性）-植醇植醇 叶绿素酶叶绿素酶 脱镁叶绿素（橄榄绿脱镁叶绿素（橄榄绿 ，脂溶性），脂溶性）焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性)脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性） -Mg 2+ -Mg 2+ 酸酸/热热酸酸/热热热热热热 -COCH 3 -COCH 3 三、类胡萝卜素（三、类胡萝卜素（carotenoids）） 类胡萝卜素（类胡萝卜素（carotenoids）是自然界最丰富的天然色素，）是自然界最丰富的天然色素，大部分由海藻生物合成是一类使动植物食品显现黄色和红大部分由海藻生物合成是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素色的脂溶性色素 绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素 （（lutein）、堇）、堇菜黄质（菜黄质（violaxanthin）和新黄质（）和新黄质（neoxanthin）。
类胡萝卜素包括：类胡萝卜素包括： ①① 纯碳氢化合物组成的共纯碳氢化合物组成的共 轭多烯（烃类胡萝卜素）轭多烯（烃类胡萝卜素）②② 含氧衍生物（氧合叶黄素）含氧衍生物（氧合叶黄素） （一）类胡萝卜素的结构（一）类胡萝卜素的结构β-胡胡 萝卜素萝卜素 1、烃类胡萝卜素、烃类胡萝卜素(Carotenes，又称胡萝卜素类，又称胡萝卜素类) α-胡胡 萝卜素萝卜素 2、含氧衍生物、含氧衍生物(Xanthophylls)（（1）玉米黄素）玉米黄素 (zeaxanthin) （（2）叶黄素）叶黄素 (lutein)（（3）辣椒红素）辣椒红素 (capsanthin) 辣椒玉红素辣椒玉红素 (capsorubin)（（4）柑橘黄素）柑橘黄素 (citroxanthin) 新黄质（新黄质（C40H56O4））玉米黄素（玉米黄素（C40H56O2））辣椒红（辣椒红（C40H56O3））胭脂树素（胭脂树素（C25H30O4））辣椒玉红素辣椒玉红素 岩藻黄质岩藻黄质叶黄素叶黄素堇菜黄质堇菜黄质 虾青素虾青素 3、其、其 它它 类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合，或与脂类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合，或与脂肪酸以酯类的形式存在。
肪酸以酯类的形式存在 类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素稳定，而且可以改变颜色稳定，而且可以改变颜色 类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合 （二）类胡萝卜素的化学性质（二）类胡萝卜素的化学性质 1、所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物、所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物2、具有适度的热及酸碱稳定性、具有适度的热及酸碱稳定性 3、易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子、易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子 的存在将加速的存在将加速 β-胡萝卜素的氧化胡萝卜素的氧化 4、光的作用下很容易发生光敏氧化及异构化、光的作用下很容易发生光敏氧化及异构化 5、类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围，其、类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围，其 检测波长一般检测波长一般 在在430～～480nm 6、许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位、许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位 移，因此可用于类胡萝卜素的鉴定类移，因此可用于类胡萝卜素的鉴定类 胡萝卜素常与蛋白质结合，比游离态稳定胡萝卜素常与蛋白质结合，比游离态稳定7、类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系、类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系 特别是脂肪氧合酶迅速降解。
特别是脂肪氧合酶迅速降解 8、某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝、某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝 灭剂，灭剂， 这种作用与氧分压的大小有关这种作用与氧分压的大小有关 2、、 类胡萝卜素的降解及对品质的影响类胡萝卜素的降解及对品质的影响 反反β-胡萝卜素胡萝卜素单单-环氧化物、双环氧化物、双-环氧化环氧化物物 羰基化合物、醇类等羰基化合物、醇类等 顺顺β-胡萝卜素胡萝卜素分裂产品、挥发性产品等分裂产品、挥发性产品等 在一般加工和在一般加工和贮藏条件下是贮藏条件下是相对稳定相对稳定 加热或热灭菌加热或热灭菌会诱导顺会诱导顺/反异反异构化反应构化反应 酶促氧化及酶促氧化及光敏氧化光敏氧化氧化氧化 3、、 应用应用 1、类胡萝卜素可作为食品添加剂用于、类胡萝卜素可作为食品添加剂用于 油脂油脂食品的着色，作为食品添加剂使用无限量食品的着色，作为食品添加剂使用无限量 2、在某些产品加工中添加类胡萝卜素，、在某些产品加工中添加类胡萝卜素， 还还可提高其香气可提高其香气 四、花色苷类四、花色苷类 花色素苷被认为是类黄花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有酮的一种，只有C6 -C3 - C6 碳骨架结构。
所有碳骨架结构所有花色素苷都具有花色素苷都具有2-苯基苯基-苯并吡喃阳离子的基本苯并吡喃阳离子的基本结构一）花色苷结构（一）花色苷结构 在食品中较重要的花色素有在食品中较重要的花色素有6种：种：花葵素（天竺葵色素，花葵素（天竺葵色素，pelargonidin）） 花青素（矢车菊色素，花青素（矢车菊色素，cyanidin）） 飞燕草色素（翠花素，飞燕草色素（翠花素，delphinidin）） 芍药色素（芍药色素（peonidin）） 3′-甲花翠素（甲花翠素（petunidim）） 二甲花翠素（锦葵色素，二甲花翠素（锦葵色素，malvidin）） 在自然状态下上述花色素多以苷的形式存在在自然状态下上述花色素多以苷的形式存在花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结合而成 目前仅发现目前仅发现5种糖构成花色素苷分子的糖基部种糖构成花色素苷分子的糖基部 分，按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、分，按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、 半半乳糖、木糖和阿拉伯糖乳糖、木糖和阿拉伯糖 花色素苷按其所结合的糖分子数的多少可分成：花色素苷按其所结合的糖分子数的多少可分成： 单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在3碳位上。
碳位上 二糖苷含二个糖分子，二个可以都在二糖苷含二个糖分子，二个可以都在3碳位，或碳位，或3和和5碳位各有一碳位各有一 个 三糖苷的三个糖分子通常二个在三糖苷的三个糖分子通常二个在3碳位和一个在碳位和一个在5碳位的，有时碳位的，有时 三个在三个在3碳位上形成支链结构或直链结碳位上形成支链结构或直链结构 （二）影响花色素苷稳定性的因素（二）影响花色素苷稳定性的因素 1、结构：分子中羟基数目增加则稳定性降低；甲基、结构：分子中羟基数目增加则稳定性降低；甲基化程度提高则增加稳定性；糖基化也有利于色素化程度提高则增加稳定性；糖基化也有利于色素稳定 2、酸度：酸度的、酸度：酸度的改变，花色素的改变，花色素的结构改变，颜色结构改变，颜色随之改变随之改变 花青素花青素-3-鼠李葡糖苷在鼠李葡糖苷在pH0.71～～4.02缓冲液中缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为的吸收光谱，色素浓度为1.6×10 -2 g/L 受受pH变化的影响变化的影响，， 在在pH0.71时为深红色，时为深红色， pH升高色素转变成升高色素转变成蓝色蓝色醌醌式碱式碱 二、甲花翠素二、甲花翠素-3-葡萄糖苷不同葡萄糖苷不同pH时的结构变化时的结构变化 C：查尔酮（无色）：查尔酮（无色） B：甲醇假碱（无色）：甲醇假碱（无色）A：醌型碱（蓝色）：醌型碱（蓝色） AH+：花色：花色羊羊阳离子（红色）阳离子（红色）H+ •低低pH值时，以二甲花翠素值时，以二甲花翠素-3-葡萄糖苷阳离葡萄糖苷阳离子占优势；而在子占优势；而在pH4～～6主要为无色甲醇假主要为无色甲醇假碱结构；当溶液在碱结构；当溶液在pH6 时呈现无色。
时呈现无色 •蓝色醌式碱（蓝色醌式碱（A）质子化生成红色花色）质子化生成红色花色羊羊阳阳离子离子 （（AH + ），然后水解形成无色甲醇碱），然后水解形成无色甲醇碱（（B），甲醇假碱与无色查耳酮（），甲醇假碱与无色查耳酮（C）处于）处于平衡状态，可概略表示于下：平衡状态，可概略表示于下：AA H +H2OBCH + 3、光照及温度：加热有利于生成查尔酮型，、光照及温度：加热有利于生成查尔酮型， 颜色褪去花色素苷的热降解机制与花色颜色褪去花色素苷的热降解机制与花色 素苷的种类和降解温度有关光通常会加素苷的种类和降解温度有关光通常会加 速花色素的降解速花色素的降解 4、金属离子、金属离子5、、氧化还原剂氧化还原剂 6、糖及其降解产物、糖及其降解产物 7、酶及其他因子、酶及其他因子 五、儿茶素类及类黄酮五、儿茶素类及类黄酮 （一）儿茶素及氧化产物（一）儿茶素及氧化产物L-ECGL-EGCGL-ECL-EGC1、儿茶素类的结构特征、儿茶素类的结构特征R2=R1-HR2=R1-OHR1=OHR1=HR2=HR2=H 2、儿茶素氧化物茶黄素的结构、儿茶素氧化物茶黄素的结构 茶黄素茶黄素 茶黄素单没茶黄素单没食子酸酯食子酸酯 茶黄素双没茶黄素双没食子酸酯食子酸酯 R 1 =R 2 =H R 1 =H，， R 2 =没没食子酰食子酰 基基 R 1 =R 2 =没食子没食子酰酰 基基 3 3、茶红素的结构、茶红素的结构 4、儿茶素氧化产物的性质及应用：、儿茶素氧化产物的性质及应用： 茶黄素茶黄素(TF)纯品为结晶纯品为结晶状状 粉末，色泽金黄；粉末，色泽金黄；TF及茶红素及茶红素(TR)均能溶于热水、乙酸均能溶于热水、乙酸乙酯、正丁醇，乙酯、正丁醇， 较易氧化；由于较易氧化；由于TR类形成的多途径和结构类形成的多途径和结构的异质性，目前对其性质和功的异质性，目前对其性质和功 能不完全清楚。
能不完全清楚 TF及及TR是红茶中特有色素，一般红茶中是红茶中特有色素，一般红茶中TF为为0.5%左左右、右、TR为为10% 左右；它们具有呈色性能，是天然的食品着左右；它们具有呈色性能，是天然的食品着色剂：茶色素具有较强的刺激性和收敛性，赋予茶叶特有的色剂：茶色素具有较强的刺激性和收敛性，赋予茶叶特有的风味偶联氧化偶联氧化 （二）类黄酮（（二）类黄酮（Flavonoids ) 1、结构、结构类黄酮的基本结构：类黄酮的基本结构：2-苯基苯基-苯并吡喃酮苯并吡喃酮 最重要的类黄酮化合物是黄酮最重要的类黄酮化合物是黄酮(flavone)和黄酮醇和黄酮醇（（flavonol）的衍生物）的衍生物 黄酮（黄酮（2-苯基苯并吡喃酮）苯基苯并吡喃酮） 黄酮醇黄酮醇 黄酮醇常见的有莰非醇（黄酮醇常见的有莰非醇（kaempferol)、、槲皮素（槲皮素（querein）等槲皮素槲皮素 莰非醇莰非醇OH 黄酮主要有芹菜素、槲皮酮等黄酮主要有芹菜素、槲皮酮等芹菜素（黄酮类）芹菜素（黄酮类）槲皮酮（黄酮类）槲皮酮（黄酮类） 2、、 性质性质 类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。
类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性 类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈 黄色、橙色或褐色黄色、橙色或褐色 类黄酮可与金属离子生成络合物类黄酮可与金属离子生成络合物 类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀 3、类黄酮在食品中的作用、类黄酮在食品中的作用类黄酮具有抗氧化作用类黄酮具有抗氧化作用 柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P此外， 柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒 柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度 的新型甜味剂的新型甜味剂 类黄酮具有苦味，苷类可溶于水，呈微黄色，类黄酮具有苦味，苷类可溶于水，呈微黄色， 对食对食 品的味和色有一定的影响品的味和色有一定的影响 六、六、 单宁单宁(tannin) 1、单宁概述、单宁概述 单宁没有严格的定义它包含有缩合单宁和可水解单宁没有严格的定义。
它包含有缩合单宁和可水解 单宁相对分子质量为单宁相对分子质量为500～～3000的水溶性单宁；可作为的水溶性单宁；可作为 生物碱、果胶生物碱、果胶 及蛋白质的澄清剂；单宁使食品具有收敛及蛋白质的澄清剂；单宁使食品具有收敛 性涩味，并产生酶促褐变反应性涩味，并产生酶促褐变反应 2、缩合单宁、缩合单宁 缩合单宁又称为原花色素缩合单宁又称为原花色素(proanthocyanidins)原花花 色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过 程中可转变成有颜色的物质程中可转变成有颜色的物质 原花色素的基本结构单元是黄烷原花色素的基本结构单元是黄烷3-醇或黄醇或黄烷烷3,4-二醇以二醇以 4→8或或4→6键形成的二聚物键形成的二聚物,但但通常也有三聚物或高聚物通常也有三聚物或高聚物黄烷黄烷-3，，4-二醇二醇无色花色素无色花色素 原花色素在无机酸存在下加热都可生成原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素花色素 ★★ 抑菌及抗病毒作用抑菌及抗病毒作用 清除自由基清除自由基抗癌抗癌 具有很强的抗氧化活性具有很强的抗氧化活性 原花青素原花青素 的主要生的主要生 物功能物功能 七、七、 甜菜色素类甜菜色素类(betalaines) 1、甜菜色素类概述、甜菜色素类概述 甜菜色素类的颜色不受甜菜色素类的颜色不受pH的影响。
包括甜菜色苷的影响包括甜菜色苷 （（betacyanin，红色）和甜菜黄质（，红色）和甜菜黄质（ betaxanthin，黄色），黄色） 两种类型的化合物仅存在于两种类型的化合物仅存在于10个科的种子植物中，含个科的种子植物中，含 甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类似甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类似 2、甜菜色素类结构、甜菜色素类结构 甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子C-2 和和 C-15，具有光学活性，结构中，具有光学活性，结构中R和和R′为氢原子或芳香为氢原子或芳香 取代取代 基 （（4）异甜菜色苷配基，）异甜菜色苷配基， R= -OH（（5）异甜菜色苷（异甜菜红素））异甜菜色苷（异甜菜红素） R= -葡萄糖葡萄糖 （（6）异苋菜红素，）异苋菜红素，R=2′-葡糖醛葡糖醛 酸酸-葡萄糖葡萄糖（（1）甜菜色苷配基，）甜菜色苷配基， R= -OH （（2）甜菜色苷）甜菜色苷(甜菜红素甜菜红素)，，R= -葡萄糖葡萄糖 （（3）苋菜红素，）苋菜红素，R=2′-葡糖醛酸葡糖醛酸-葡萄葡萄 糖糖 3、甜菜色素类成色机理、甜菜色素类成色机理 ★★ 色素的颜色是由于共振结构引起的。
色素的颜色是由于共振结构引起的 R或或R′不扩展共振，则此化合物呈黄色，称为甜菜黄素；不扩展共振，则此化合物呈黄色，称为甜菜黄素； R或或R′扩展共振，则此化合物显红色，称为甜菜色苷扩展共振，则此化合物显红色，称为甜菜色苷一般形式一般形式 甜菜色素的共振结构甜菜色素的共振结构 4、影响甜菜色素稳定性的因素、影响甜菜色素稳定性的因素 1）热和酸）热和酸 甜菜色素在甜菜色素在pH4.0～～5.0最稳定 2）氧和光）氧和光 氧会加速色素的褪色，抗氧化剂抗坏血酸和氧会加速色素的褪色，抗氧化剂抗坏血酸和 异抗坏血异抗坏血 酸可增加甜菜苷的稳定性酸可增加甜菜苷的稳定性 光加速甜菜色苷降解光加速甜菜色苷降解 天然色素的特性天然色素的特性色素色素种类种类颜色颜色来源来源溶解性溶解性稳定性稳定性花色素苷花色素苷 150橙、红、蓝色橙、红、蓝色 植物植物水溶性水溶性对对pH、金属敏感、金属敏感, 热稳定性不好热稳定性不好 类黄酮类黄酮 1000无色、黄色无色、黄色大多数植物大多数植物水溶性水溶性对热不稳定对热不稳定 原花色素苷原花色素苷 20无色无色植物植物水溶性水溶性对热较稳定对热较稳定 单宁单宁 20无色、黄色无色、黄色植物植物水溶性水溶性对热较稳定对热较稳定甜菜苷甜菜苷 70黄、红色黄、红色植物植物水溶性水溶性热敏感热敏感 醌醌 200黄至棕黑色黄至棕黑色植物、细菌、植物、细菌、藻类藻类水溶性水溶性对热稳定对热稳定 咕咕20黄色黄色植物植物水溶性水溶性对热稳定对热稳定 类胡萝卜素类胡萝卜素450无色、黄、红无色、黄、红植物、动物植物、动物脂溶性脂溶性对热稳定、易氧化对热稳定、易氧化 叶绿素叶绿素 25绿、褐色绿、褐色植物植物有机溶有机溶剂剂对热敏感对热敏感 血红素色素血红素色素 6红、褐色红、褐色动物动物水溶性水溶性对热敏感对热敏感 核黄素核黄素 1绿黄色绿黄色植物植物水溶性水溶性对热和对热和pH均稳定均稳定 八、红曲米和红曲色素八、红曲米和红曲色素 红曲米即红曲，古称丹田。
红曲米是由曲霉科红曲米即红曲，古称丹田红曲米是由曲霉科中的红曲霉、紫红红曲霉、变红红曲霉和马米加红中的红曲霉、紫红红曲霉、变红红曲霉和马米加红曲霉等菌种接种于蒸熟的大米，经培育所得曲霉等菌种接种于蒸熟的大米，经培育所得 红曲色素耐热性强，色调受红曲色素耐热性强，色调受pH变动影响小，变动影响小，几乎不受金属离子，如几乎不受金属离子，如Ca2+ 、、Mg2+ 、、Cu2+ 、、Fe2+ 等影等影 响，也不受氧化剂和还原剂的影响，对蛋白响，也不受氧化剂和还原剂的影响，对蛋白质着色性特好质着色性特好 红曲色素的结构示意图红曲色素的结构示意图 红红 第三节第三节 食用着色剂简介食用着色剂简介 一一 、、 天然色素天然色素(natural pigment) 1、胭脂虫色素（、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 上寄生的胭脂虫上寄生的胭脂虫 (cochineal) 胭脂红酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，胭脂红酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中在油脂中 不溶解 胭脂红酸的颜色随胭脂红酸的颜色随pH改变而不同，改变而不同，pH4以下显黄色，以下显黄色， pH4时呈橙色，时呈橙色，pH6时呈现红时呈现红色，色，pH8时变为紫色。
时变为紫色 胭脂红酸与铁等金属离子形成复合物亦会胭脂红酸与铁等金属离子形成复合物亦会改变颜色改变颜色 胭脂红酸对热、光和微生物都具胭脂红酸对热、光和微生物都具有很好的耐受性，有很好的耐受性， 尤其在酸性尤其在酸性pH范围，但染范围，但染着力很弱，一般作为饮料着色剂，用量约为着力很弱，一般作为饮料着色剂，用量约为0.005% 2、紫胶虫色素、紫胶虫色素(laccaic acid)紫胶红酸紫胶红酸A，，B，，C，，E A：：R= -CH 2 CH 2 NHCOCH 3 （（N- 乙酰乙胺基）乙酰乙胺基）B：：R= -CH 2 CH 2 OH（乙醇基）（乙醇基） C：：R= -α-氨基丙酸基氨基丙酸基E：：R= -CH 2 CH 2 NH 2 （乙胺基）（乙胺基） 紫胶红酸紫胶红酸D 紫胶虫紫胶虫(Coceus lacceae) 其体内分泌物紫其体内分泌物紫胶中含有五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又胶中含有五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又称为虫称为虫 胶红酸 紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取代不同，分别称为紫胶红酸位取代不同，分别称为紫胶红酸A、、B、、C、、D、、E。
紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似，在不紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似，在不同同pH 值时显不同颜色，即在值时显不同颜色，即在pH＜＜4，和，和pH=4，，6和和8时，分别呈现黄、橙、红和紫时，分别呈现黄、橙、红和紫色 三、红曲色素（三、红曲色素（monascin）） 红曲色素（红曲色素（monascin）为红曲菌）为红曲菌(Monascus sp.)产生的色产生的色 素，为混合物，属于氧茚并类化合物素，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、乙醇红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等和乙醚等 溶剂 红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对一些且对一些 化学物质有较好的耐受性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和果汁等的着色 4、姜黄色素、姜黄色素(curcumin) 姜黄色素姜黄色素(curcumin或或turmeric yellow) 主要成分为姜黄主要成分为姜黄素、素、 脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素。
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，在碱性姜黄色素不溶于水，溶于醇或醚，显鲜艳黄色，在碱性溶溶 液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色液中呈红色，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对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色 一般用于咖哩粉和蔬菜加工产品等着色和增香一般用于咖哩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具体允许使用量参见我国GB2760-1996《《食品添加剂使食品添加剂使用卫生标准用卫生标准》》规定 5、焦糖色素、焦糖色素 焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成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铵盐制成的焦糖色素因毒性问题不我国已经明确规定加铵盐制成的焦糖色素因毒性问题不 允许使用，非氨法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料允许使用，非氨法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料 等。
等 焦糖是一种应用范围最广，应用数量最大的食品添加焦糖是一种应用范围最广，应用数量最大的食品添加 剂，一般来说，它可应用于酱油、醋、啤酒、黄酒、酱菜、剂，一般来说，它可应用于酱油、醋、啤酒、黄酒、酱菜、 豆制品、罐头、饼干、糖果、方便面、汤料、焙烤食品、豆制品、罐头、饼干、糖果、方便面、汤料、焙烤食品、 烤烤烟及止咳糖浆等方面烟及止咳糖浆等方面 焦糖色素生产简介焦糖色素生产简介 ①①、普通焦糖：、普通焦糖：用ＤＥ值用ＤＥ值70以上的葡萄糖浆在以上的葡萄糖浆在 160℃左右的温度下，添加１％（干基）的氢氧左右的温度下，添加１％（干基）的氢氧 化钠为催化剂，可制造出普通焦糖在化钠为催化剂，可制造出普通焦糖在75％的％的 酒精中也能稳定，可用于在蒸馏酒中作着色剂酒精中也能稳定，可用于在蒸馏酒中作着色剂 ②②、苛性亚硫酸盐焦糖：、苛性亚硫酸盐焦糖：苛性亚硫酸盐焦糖的苛性亚硫酸盐焦糖的 制造方法与普通焦糖相似，但必须用亚硫酸盐作制造方法与普通焦糖相似，但必须用亚硫酸盐作 催化剂，催化剂的用量较高，亦能在酒精中稳定催化剂，催化剂的用量较高，亦能在酒精中稳定 ③③、氨法焦糖：、氨法焦糖：它是我国目前生产量最大的一类它是我国目前生产量最大的一类 焦糖。
焦糖 生产方法基本可分为开口式常压法及密闭式加压法催生产方法基本可分为开口式常压法及密闭式加压法催 化剂化剂 用氢氧化胺生产原料可用结晶葡萄糖之母液、蔗用氢氧化胺生产原料可用结晶葡萄糖之母液、蔗 糖糖蜜、糖糖蜜、 碎米等此类焦糖主要用于酱油着色带正电碎米等此类焦糖主要用于酱油着色带正电 荷，在酱油、荷，在酱油、 啤酒中稳定，若生产方法适当，亦可能在啤酒中稳定，若生产方法适当，亦可能在 醋、红酒中稳定醋、红酒中稳定 ④④、亚硫酸铵法焦糖：、亚硫酸铵法焦糖：也称为耐酸焦糖，带强负电荷，也称为耐酸焦糖，带强负电荷， 在酸中稳定，主要应用于饮料中作为着色剂此类焦糖在酸中稳定，主要应用于饮料中作为着色剂此类焦糖 在美国市场用量较大其制造方法在美国市场用量较大其制造方法 必须用亚硫酸铵为催必须用亚硫酸铵为催 化剂，在酸性条件下催化而成化剂，在酸性条件下催化而成 二二 、人工合成色素、人工合成色素(artificial color)GB2760-1996《《食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准》》 规定允许使用的人工合成色素主要有：规定允许使用的人工合成色素主要有： 苋菜红，胭脂红，苋菜红，胭脂红， 赤藓红，柠檬黄，赤藓红，柠檬黄， 靛蓝等。
靛蓝等 1、苋菜红、苋菜红•苋菜红属偶氮磺酸型水溶性红色色素苋菜红属偶氮磺酸型水溶性红色色素 •对光、热和盐类较稳定，且耐酸性很好，但对光、热和盐类较稳定，且耐酸性很好，但 在碱性条件下容易变为暗红色在碱性条件下容易变为暗红色 •对氧化还原作用较为敏感对氧化还原作用较为敏感 •能使受试动物致癌致畸能使受试动物致癌致畸 •苋菜红在食品中的最大允许用量为苋菜红在食品中的最大允许用量为50mg/kg，， 主要限用于糖果、汽水和果子露等种类主要限用于糖果、汽水和果子露等种类 2、日落黄、日落黄(sunset yellow ) 日落黄（日落黄（sunset yellow FCF）的呈橘黄色）的呈橘黄色 ，易，易溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂 耐光、耐酸、耐热，在酒石酸和柠檬酸中稳耐光、耐酸、耐热，在酒石酸和柠檬酸中稳定，遇碱变红褐色定，遇碱变红褐色 ADI为为0～～2.5mg/kg体重可用于饮料配制酒、体重可用于饮料配制酒、糖果等，最大允许使用量糖果等，最大允许使用量100mg/kg食品 3、胭脂红、胭脂红(ponceau) 胭脂红胭脂红(ponceau 4R) 是苋菜红的异构体。
是苋菜红的异构体 胭脂红为红色水溶性色素胭脂红为红色水溶性色素 对光和酸较稳定，但对高温和还原剂的耐受对光和酸较稳定，但对高温和还原剂的耐受性很差，性很差， 能被细菌所分解，遇碱变成褐色能被细菌所分解，遇碱变成褐色 这种色素无致肿瘤作用我国食品添加剂使这种色素无致肿瘤作用我国食品添加剂使用卫生标用卫生标 准规定胭脂红最大允许用量为准规定胭脂红最大允许用量为50mg/kg食品主要用于饮食品主要用于饮 料、配制酒、糖果等料、配制酒、糖果等 （二）食品添加剂的审批及管理（二）食品添加剂的审批及管理1、审批程序、审批程序 生产或研制单位提供资料生产或研制单位提供资料→ 一级卫生部门一级卫生部门初审初审→国家国家 FA秘书处秘书处 →FA标准化委员会审定标准化委员会审定 →卫生部批准及颁布卫生部批准及颁布 2、、FA管理管理 我国已有我国已有FA的生产管理办法、的生产管理办法、FA卫生管卫生管理办法请理办法请 严格按国家法规使用和管理，并严格按国家法规使用和管理，并时时注意新的法规出台时时注意新的法规出台。
4、柠檬黄、柠檬黄(tartrazine) 柠檬黄即食用黄色柠檬黄即食用黄色5号，为水溶性色素；号，为水溶性色素； 对热、酸、光及盐均稳定对热、酸、光及盐均稳定; 耐氧性差耐氧性差; 遇碱变红色，还原时褪色；遇碱变红色，还原时褪色； 最大允许使用量为最大允许使用量为100mg/kg食品 人体每日允许摄入量人体每日允许摄入量（（ADI）＜）＜7.5mg/kg体重 5、靛、靛 蓝蓝(indigo carmine ) 靛蓝是世界上使用最广泛的食用色素之靛蓝是世界上使用最广泛的食用色素之一靛蓝的水溶液为紫蓝色，在水中溶解度一靛蓝的水溶液为紫蓝色，在水中溶解度较低，溶于甘油、丙二醇，稍溶于乙醇，不较低，溶于甘油、丙二醇，稍溶于乙醇，不溶于油脂对热、光、酸、碱、氧化作用均溶于油脂对热、光、酸、碱、氧化作用均较敏感，耐盐性也较差，易为细菌分解，还较敏感，耐盐性也较差，易为细菌分解，还原后褪色，染着力好，常与其他色素配合使原后褪色，染着力好，常与其他色素配合使用以调色靛蓝的用以调色靛蓝的ADI＜＜2.5mg/Kg体重 最大允许使用量为最大允许使用量为100mg/Kg食品。
食品 三、使用合成着色剂注意事项三、使用合成着色剂注意事项 1、严格按、严格按ADI值要求添加值要求添加2、色素的配制、色素的配制 3、色调的选择与拼色、色调的选择与拼色 4、其他、其他 5、安全性、安全性 。