烹飪基礎化學第八章菜肴顏色的化學基礎.doc

1、第8章 菜肴顏色的化學基礎學習目標第一節(jié) 概述 一、 色澤是食品的重要感官質量二、 顏色的形成三、 食品顏色的形成和變化四、 食品色素的分類第二節(jié) 食品中的天然色素及其變化一、 葉綠素和綠色蔬菜在烹飪中變色二、 血紅素和肉類變色三、 食品中的其他天然色素及其變化第三節(jié) 食品的褐變作用一、 食品褐變概述二、 酶促褐變?nèi)?抗壞血酸褐變的作用第四節(jié) 烹飪中的人工著色一、 人工著色的食用天然色素二、 食用合成色素本章小結思考與練習第8章菜肴顏色的化學基礎學習目標掌握葉綠素及綠色蔬菜變色了解血紅素及肉色變化熟悉酶促褐變第一節(jié) 概 述一、色澤是食品的重要感官質量 食品的色澤是食品感觀質量的一個重要方面，

2、是人們通過視覺對食品的一種感受。食品的幾何形狀、大小、外觀形態(tài)和質感都可以用視覺來認識，但顏色是最重要的視覺因素,因為食品幾乎所有的理化變化都可能給食品帶來顏色、光澤方面的變化。良好的色澤對食品營養(yǎng)價值、口感、風味等方面有一定程度的保障和體現(xiàn).在烹飪加工中，操作者很大程度上是憑顏色來判估加工中食品的性質的.可以說，烹飪的一個重要目的就是怎樣能使菜肴的色澤更加誘人。 作為第一外觀因素,人們往往對顏色有偏愛,因此食品顏色成了人們評價和選購食品的主要依據(jù).例如，紅色可以使人解饞，黃色可以止渴,綠色則使人清涼等。又如,人們會根據(jù)紅燒肉顏色的深淺來判斷它的油膩程度,根據(jù)葡萄酒粉紅色的程度來判斷它的風味，

3、根據(jù)咖啡顏色的深淺來判斷苦味的差異大小等。 二、顏色的形成顏色是由光波的波長（或頻率）決定的。波長愈長，愈偏向紅色；波長愈短，愈 偏向紫色。例如,紅光的波長在750640nm之間，橙光的波長在640600nm之間，而紫光的波長在400 nm附近。物體呈現(xiàn)一定的顏色的關鍵在于它能選擇性的吸收可見光的一部分，而剩下的其他光則按三原色原理綜合起來形成該物體的顏色。因為不同的物質吸收光的波長和程度不同，所以表現(xiàn)出各種不同的顏色。如果吸收光的波長是在可見光區(qū)以外，那么這種物質是無色的。例如，在全色光照射下，如果一個物體只吸收510mm波長(綠色）的那部分光，那么剩下的其他光相加是紫色的。物體吸收什么波長

4、的光,吸收程度的大小都是由其分子結構決定的，當分子結構中含有多個共軛雙鍵或N=N等基團時，便在可見光中顯色,這些基團叫發(fā)色團。三、食品顏色的形成和變化 一種食品或菜肴的顏色是在一定照射光下，食品各成分對光的行為（吸收、反射、透射等）的總結果.但食品各成分所起作用的大小不一樣,我們把起關鍵作用的、對食品顏色有決定作用的成分稱為色素。菜肴顏色的形成和變化有兩個方面的影響因素：一個是照射光的顏色及強度；另一個就是菜肴中色素的種類、含量和狀態(tài).因此，從化學方面來看，食品的變色可以分為兩方面：一是原有色素性質的改變；二是原有色素或新增色素在含量上的增減。色素增加可叫褐變，色素減少叫 褪色或漂白. 四、食

5、品色素的分類 食品中的色素按其來源可分為天然色素和人工色素。天然色素又可按來源、溶解解性和化學結構分成不同類別和具體種類。常見天然色素的分類和特征見表8-1。類別和結構特征色素名稱亞類 (具體色素)溶解性存在方式種類數(shù)量顏色主要來源四吡咯類（卟啉類)葉綠素葉綠素a葉綠素b脂溶葉綠體25綠色、褐色綠色蔬菜血紅素血紅素鐵血紅素銅水溶血紅蛋白肌紅蛋白6紅色、褐色禽畜肉四吡咯衍生物藻色素藻紅素等水溶色素蛋白15紅色到綠色海藻四吡咯衍生物膽色素膽綠素等水溶6紅、綠、黃色禽畜肉異戊二烯衍生物（多烯色素）類胡蘿卜素葉紅素類（番茄紅素、胡蘿卜素等)脂溶脂肪或蛋白質復合物450黃色到紅色蔬菜水果等植物原料葉黃素

6、類（辣椒紅素、蝦青素、卵黃素等）植物、部分動物多酚類衍生物花青素天竺葵色素等水溶糖苷形式150紅、紫、藍色花、水果等花黃素(黃酮類）芹菜素、橙皮素等800黃色植物兒茶素（黃烷醇）兒茶素、沒食子酸等30反應型茶葉鞣質兒茶酚、黃木素等水溶或不溶單體或聚合物200反應型植物醌類衍生物甜菜紅甜菜紅素、天然莧菜紅素等水溶糖苷形式70黃色到紅色紅甜菜等許多植物蟲膠色素水溶1橙色到紫色紫膠蟲胭脂蟲紅水溶1紅色胭脂蟲黑色素水不溶聚合物、蛋白質復合物16黑色動物酮類衍生物紅曲色素紅斑素等脂溶15紅色微生物（紅曲）姜黃素水溶脂溶1黃色姜黃、芥末異咯嗪核黃素水溶酶蛋白輔基1黃綠色動物第二節(jié) 食品中的天然色素及其變色

7、 一、葉綠素和綠色蔬菜在烹飪中變色 葉綠素是存在于植物細胞葉綠體內(nèi)的一種能進行光合作用的綠色色素，它使蔬菜和未成熟的果實呈現(xiàn)綠色。 （一)葉綠素的組成和結構葉綠素是一種鎂卟啉衍生物，其結構見圖8 1。它的化學組成或名稱可以叫鎂卟啉二羧酸葉綠醇甲醇二脂。葉綠素是含鎂的卟啉二羧酸（葉綠酸）與葉綠醇(含20個碳原子的一種高級一元醇，或叫二十碳醇，它是一種二萜化合物）和甲醇（CH3OH）形成的酯。H3CH:C H 圖8 1 葉綠素的分子結構 不同的葉綠素分子只是在于卟咯環(huán)上R取代基不同。葉綠素a是最常見的一種，其R為甲基；葉綠素b也常見，R為甲醛基。葉綠素a、b常一同存在,并以3：1的比例一起構成葉綠

8、體中的復合體. （二)葉綠素的性質 1葉綠素的物理性質 葉綠素的綠色來源于其組成中的鎂卟啉結構，所以只要這部分結構變化都會引起變色。葉綠素中的葉綠醇是脂溶性的，所以葉綠素是脂溶性色素，但葉綠酸是水溶性的。 2化學性質 葉綠素分子中與顏色和溶解性有關的結構可以發(fā)生如下反應，從而對綠色蔬菜的色澤有重大影響。 （1)葉綠素分子中鎂卟啉發(fā)生鎂取代反應 葉綠素鎂卟啉結構中的鎂可被H+和其他金屬離子取代，從而產(chǎn)生變色。 葉綠素在稀酸環(huán)境中鎂可被兩個氫原子取代，生成褐色的脫鎂葉綠素，從而使原有的綠色消失。所以，在酸性中加熱，蔬菜容易變?yōu)楹稚? 葉綠素中的鎂可被銅離子取代,形成綠色鮮亮且穩(wěn)定的銅葉綠素。該色素

9、可以用做人工著色。 (2）葉綠素的水解反應 在酸、堿或葉綠素酶的作用下,葉綠素的二酯結構可水解，生成葉綠醇、甲醇及水溶性的葉綠酸或仍然是脂溶性的脫葉醇基葉綠素(甲基葉綠素）.水解對綠色沒有影響，但能改變?nèi)~綠素的溶解性能。 (3）葉綠素分子中鎂卟啉環(huán)上發(fā)生變化 當組織衰敗時，葉綠體蛋白與其輔基葉綠素分離，在光輔射或酶的作用下，葉綠素分子的卟啉環(huán)上可發(fā)生氧化、還原、加成或裂解等反應，從而引起顏色的巨大變化,生成無色或紫色物質。 （三）綠色蔬菜組織變色及保護 1綠色蔬菜儲藏中變色 綠色蔬菜在儲藏過程中容易發(fā)生“黃化”作用而變色，這是因為葉綠索受酶、酸、氧的作用，逐漸降解為無色產(chǎn)物和黃色的脫鎂產(chǎn)物，使

10、蔬菜中原有的呈黃色的類胡蘿卜素顯露出來的緣故。要防止這種變色，應盡量維持新鮮蔬菜的最低生命狀念，做到臨用時才加工。 2綠色蔬菜烹飪加熱中變色 蔬菜在烹飪加熱中會引起葉綠素不同程度的變化.短時間的快速加工,主要是發(fā)生蛋白質變性、組織破壞而釋出葉綠素，葉綠素本身沒有變化，所以蔬菜的綠色更加明顯，這個現(xiàn)象是烹飪中加工蔬菜時判斷制熟程度的主要標志.但長時間的加熱，會使游離葉綠素在蔬菜組織中的有機酸的作用下，發(fā)生脫鎂反應，生成褐色脫鎂葉綠素。這是蔬菜久煮變化的原因。同時，葉綠素加熱還會發(fā)生水解反應，產(chǎn)生水溶性成分.以上這些變化可概括為圖8 -2。 (綠色脂溶性產(chǎn)物) （綠色水溶性產(chǎn)物） （綠色水溶性產(chǎn)物

11、）葉綠體蛋白 葉綠素 脫葉醇基葉綠素 葉綠酸 脫鎂葉綠素 脫鎂脫葉醇基葉綠素 脫鎂葉綠酸（褐色脂溶性產(chǎn)物） (褐色水溶性產(chǎn)物） （褐色水溶性產(chǎn)物）圖8 -2 綠色蔬菜烹飪加熱中的變色反應 3綠色蔬菜烹飪中的護色 從上面分析可以看出，綠色蔬菜加熱中變色的主要影響因素應該是pH值和加熱時間。pH值越低，變色越容易，一般在pH<4。0時,很快變色，所以加醋烹調的蔬菜會很快變成黃綠色.pH>8。6時，蔬菜呈青綠色，因為稀堿能中和有機酸，能防止葉綠素脫鎂，從而保持葉綠素原有的鮮綠色，這就是在烹飪中經(jīng)常談到的稀堿定綠的原理. 開鍋蓋或加鍋蓋炒菜，其變色速度不一，前者慢,后者快，這種現(xiàn)象亦和pH

12、值有關。開蓋煮時,菜中部分有機酸揮發(fā)，菜湯的pH值較大，所以變色速度慢。煮菜時間對變色程度有影響，長則變色程度大，短則小。 傳統(tǒng)烹飪工藝中常使用熱水燙漂（即焯水）來保護綠色。其原理大致是：大量高溫的熱水,能使葉綠素酶迅速失活，排除蔬菜組織內(nèi)的氧氣,對組織中的有機酸具有稀釋和揮發(fā)作用，從而減少了葉綠素生成脫鎂葉綠素的機會.這種方法成功的保證是，一要水多、二要快速、三要高溫。另外，目前較好的蔬菜護綠方法是多種技術聯(lián)合使用。例如，在采用高溫短時間處理的同時,并輔以加堿式鹽、脫植醇,低溫貯藏產(chǎn)品，添加銅葉綠酸鈉等.二、血紅素和肉類變色血紅素是高等動物血液和肌肉中的紅色色素，存在于肌肉與血液的紅血球中，

13、以復合蛋白質的形式存在，分別稱肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）。在活的機體 中，它是呼吸過程中02和CO2的載體。 （一)血紅素的結構和存在方式血紅素是一原子鐵和卟啉構成的鐵卟啉化合物.其結構見圖8 -3.圖8 -3血紅素結構 在動物中，血紅素都是以肌紅蛋白和血紅蛋白方式存在的，很少有自由的血紅素。肌紅蛋白是由1分子血紅素和1分子一條肽鏈組成的球蛋白構成，而血紅蛋白是由4分子的血紅素和1分子四條肽鏈組成的球蛋白構成。肌紅蛋白的分子量為17 000，血紅蛋白為68 000。 各種肉的顏色不同的原因就是其所含的肌紅蛋白、血紅蛋白的含量及它們的狀態(tài)、分布不同。特別是正常屠宰的動物肉,其顏色與肌紅蛋

14、白的含量、狀態(tài)和分布極其相關，所以肉色素常指肉中肌紅蛋白（有時包括血紅蛋白）的各種存在方式和狀態(tài)。例如，生豬肉與熟豬肉顏色的差異實質上是其肌紅蛋白存在方式和狀態(tài)上的差異。 (二)血紅素的存在方式和理化性質 1血紅素及肌紅蛋白的物理性質 血紅素及肌紅蛋白都是水溶性的紅色成分，存在于肌肉的肌漿中. 2血紅素及肌紅蛋白的化學性質 肌紅蛋白及其所結合的血紅素可以發(fā)生許多化學變化，導致肉色改變。這些反應有： （1)血紅素卟啉鐵的結合反應 正常情況下，肌紅蛋白中的血紅素鐵處于二價，它能夠通過配位鍵與O2、CO、NO等結合，分別形成氧合肌紅蛋白( MbO2)、羰合肌紅蛋白（一氧化碳肌紅蛋白MbCO）、亞硝基

15、肌紅蛋白（MbNO)。它們都是紅色物質。氧合肌紅蛋白(MbO2)可以脫氧變回肌紅蛋白狀態(tài)。(2)血紅素卟啉鐵的氧化還原反應 血紅素鐵在低壓氧時，能夠被氧化為三價,形成褐色的高鐵血紅素肌紅蛋白或稱為變肌紅蛋白（MMb)；在有還原物質存在時,變肌紅蛋白還可能被還原為二價狀態(tài). （3)血紅素鐵卟啉環(huán)的破壞和脫鐵反應 血紅素鐵卟啉環(huán)發(fā)生氧化、還原、加成等反應，會破壞卟啉環(huán)的穩(wěn)定,出現(xiàn)脫鐵、脫珠蛋白、卟啉開環(huán)等嚴重后果,使肉色產(chǎn)生很大變化. （三）肉類在貯存、加工中的色澤變化 1新鮮肉的色澤變化新鮮肉的顏色由氧合肌紅蛋白、肌紅蛋白、變肌紅蛋白三種色素的動態(tài)平衡所決定。動物屠宰放血后，由于對肌肉組織供氧停

16、止,所以新鮮肉中的肌紅蛋白保持為還原狀態(tài)，使肌肉的顏色呈稍暗的紅色( Mb）.鮮肉存放在空氣中，肉表面的肌紅蛋白處于高氧分壓下，容易與氧結合形成鮮紅的氧合肌紅蛋白( MbO2）。MbO2是比較穩(wěn)定的，因為肌紅蛋白中的珠蛋白部分具有防止血紅素氧化的作用。因此，MbO2的鮮紅色可以保持相當時間.但肉的內(nèi)部，特別是次表層，因為存在低氧分壓條件,亞鐵(Fe2+）血紅素被氧化成高鐵(Fe3+）血紅素，形成棕褐色的變肌紅蛋白（MMb)，這時若鮮肉中還原性物質存在,能不斷使變肌紅蛋白又還原為肌紅蛋白。只要有氧存在，這種循環(huán)過程即可以連續(xù)進行。這種循環(huán)過程可以表示為: 如果新鮮肉放置在空氣中過久,由于表面的干

17、結防止了氧的滲透，加上還原物耗盡和細菌的繁殖生長，降低了氧壓，最終致使肉內(nèi)外都變成棕褐色?？梢姡獾念伾c其存放時間緊密相關，可作為判斷肉新鮮程度的重要指標。 鮮肉用膜包裝時,低氧分壓會加快血紅素的氧化速度，如果薄膜對氧穿透小而且肉組織耗氯超過透人的氧,則可造成低氧分壓,促使氧合肌紅蛋白變成褐色變肌紅蛋白.如果薄膜包裝材料完全不透氣，肉類的血紅素將全部還原成紫紅色肌紅蛋白，當打開包裝膜使肉品暴露于空氣中時，即形成鮮紅色的氧合肌紅蛋白。 當有金屬離子存在時，會促進氧合肌紅蛋白的氧化并使肉的顏色改變，其中以銅離子的作用最為明顯，其次是鐵、鋅、鋁等離子。2肉類在加熱過程中色澤的變化未經(jīng)腌制的肉加熱時

18、，肌紅蛋白及肌漿其他蛋白變性、凝固，肌紅蛋白失去水溶性，導致顏色變淺。并且，血紅素失去珠蛋白的保護，很快被氧化成珠蛋白變性高鐵肌紅蛋白，從而呈灰褐色.這是烹調加熱肉類最常見的變色現(xiàn)象。3腌制肉的色澤肉類腌制過程中加入亞硝酸鹽或硝酸鹽起發(fā)色怍用.亞硝酸鹽或硝酸鹽可產(chǎn)生NO，肌紅蛋白與NO反應生成亞硝基肌紅蛋白（MbNO）。MbNO較Mb和 MbO2更穩(wěn)定，加熱時，球蛋白部分發(fā)生變性,生成變性珠蛋白氧化氮肌紅蛋白，或稱亞硝基肌色原，此時NO一血色原仍保持鮮紅色,從而保證了腌制肉的鮮紅色.這一原理也稱為肉色固定原理.腌制肉加熱時，顏色不再發(fā)生變化的原因就在于此。 抗坯血酸存在時,可以防止MbNO進一

19、步與空氣中氧的氧化作用，使其形成的色澤更穩(wěn)定.但MbNO對可見光的照射不穩(wěn)定，因此經(jīng)腌制后的肉類制品的切口暴露于光線下， MbNO會發(fā)生分解，由鮮紅色變成褐色高鐵血色原。 4腐敗肉的顏色 當肉經(jīng)過久存后，肉中過氧化氫酶的活性消失，過氧化氫的積累使血紅素氧化而變綠。這是肉類偶爾會發(fā)生變綠現(xiàn)象的原因.另外,細菌活動產(chǎn)生的硫化氫與肌紅蛋白作用也產(chǎn)生硫代肌綠蛋白，使肉變成綠色。腐敗變質的肉中還存在血紅素的分解產(chǎn)物，如各種膽色素等，從而出現(xiàn)非正常的黃色或綠色。新鮮肉、熟肉、腌肉和腐敗肉中的主要色素見表8 -2.表8 -2 新鮮肉、熟肉、腌肉和腐敗肉中的主要色素色素生成方式鐵的價態(tài)卟啉環(huán)的狀態(tài)球蛋白的狀態(tài)

20、顏色1.肌紅蛋白高鐵肌紅蛋白的還原、氧合肌紅蛋白脫氧Fe2+完整的天然的暗紅2.氧合肌紅蛋白肌紅蛋白的氧合Fe2+完整的天然的亮紅3。變肌紅蛋白肌紅蛋白與氧合肌紅蛋白的氧化Fe3+完整的天然的棕色4.亞硝基肌紅蛋白肌紅蛋白與一氧化氮結合Fe2+完整的天然的亮紅5。球蛋白變性高鐵肌紅蛋白變肌紅蛋白受熱Fe3+完整的變性的棕色6.亞硝基肌色原亞硝?；〖t蛋白受熱Fe2+完整的變性的亮紅7。硫代肌綠蛋白肌紅蛋白與H2S、O2作用Fe3+完整的，但一個雙鍵被飽和天然的綠色8。膽綠蛋白過氧化氫氧化作用，抗壞血酸鹽或其他還原劑作用Fe2+或Fe3+完整的,但一個雙鍵被飽和天然的綠色9.膽色素各種氧化、還原

21、作用無鐵卟啉環(huán)破壞不存在黃、綠、紅三、食品中的其他天然色素及其變化食品中除葉綠素和血紅素外，異戊二烯衍生物色素、多酚類色素等也較常見。(一）異戊二烯衍生物色素類胡蘿卜素 類胡蘿卜素是由異戊二烯殘基為單元構成的以共軛雙鍵為基礎的一類色素，是一類從淺黃到深紅色的脂溶性色素,在植物食品蔬菜中含量豐富，也在蛋黃、部分羽毛、甲殼類，金魚和鮭魚中存在。其中，最早發(fā)現(xiàn)的是存在于胡蘿卜肉質根中的紅橙色色素即胡蘿卜素，因此，這類色素又總稱為類胡蘿卜素。 類胡蘿卜素在結構上的特點是其中有大量共軛雙鍵，形成發(fā)色基，產(chǎn)生顏色。類胡蘿卜素都是脂溶性色素。類胡蘿卜素熱穩(wěn)定性較好，加工或貯藏中，pH值、溫度、加熱時間對類胡

22、蘿卜素影響很小,但抗氧化、抗光照性能較侈差，易被酶分解褪色。側如，蝦黃素（結構見表8 -3）與蛋白質配位時龍蝦殼顯藍色，紅加熱烹飪過程中，由于與蝦黃素結合的蛋白質變性凝固,從而使蝦黃索游離出來，游離型蝦黃素不穩(wěn)定,能氧化生成紅色的蝦紅素，從而使蝦的表皮呈現(xiàn)誘人的紅色。 類胡蘿卜素作為一類天然色素早就廣泛應用于油質食品（如人造黃油、鮮奶油及其他食用油脂等）著色。若將類胡蘿卜素吸附在明膠或可溶性的碳水化合物載體（如環(huán)狀糊精等）上，經(jīng)霧干燥制成“微膠相分散體"，即可溶于水，形成光學透明的液體，可用于飲料、乳品、糖漿、面條等含水食品的著色.表 83 食品中一些類胡蘿卜素顏色名稱結構式存在橙黃

23、色素胡蘿卜素胡蘿卜、柑橘、南瓜、蛋黃、綠色植物葉黃素柑橘、南瓜、蛋黃、綠色植物玉米黃素玉米、肝臟、蛋黃、柑橘紅色素番茄紅素番茄、西瓜蝦黃素蝦、蟹、鮭魚辣椒素辣椒辣椒玉紅素 (二）多酚類色素多酚類色素是植物中水溶性色素的主要成分，自然界中最常見的為花青素、花黃素和鞣質（又稱單寧)三大類，其中花黃素和鞣質還與呈味有關?；ㄇ嗨?、花黃素及鞣質中的一些成分的基本結構為苯并吡喃，結構為:1花青素類 花青素是酚類色素中的一大類，多與糖形成糖苷，故又稱為花青苷。所有花青素的基本結構母核是2一苯基苯并吡喃，即花色苷元(見圖8 4）圖84花青素的基本母核結構食品中的花青素主要存在于花、葉、果類蔬菜和水果中，如菜苔

24、的紫色、茄子皮的藍紫色、蘋果的紅色等色素，葡萄果汁色素就是7種以上的花青素苷組成的，主要為錦葵葡萄糖苷色素，呈紫紅色，在酸性條件下穩(wěn)定,可用于飲料、色酒等。 花青素的穩(wěn)定性差，受pH、SO2、金屬離子和氧等因素的影響,發(fā)生變色現(xiàn)象。例如，矢車菊色素在pH=3時為紅色、pH =8。5時為紫色、pH=11時為藍色。 2?；S素類 花黃素又叫黃酮類色素，廣泛分布于植物界，是一大類水溶性天然色素,呈淺黃色或橙黃色，花黃素類的母體結構是2-苯基苯并吡喃酮（見圖8 -5），與花青素的母體結構相似。圖85 2苯基苯并吡喃的結構花黃素類在加工條件下會因pH值和金屬離子的存在而發(fā)生難看的顏色，影響食品的外觀質量

25、。例如，遇到三氯化鐵，花黃素可呈現(xiàn)藍、藍黑、紫、棕等不同顏色。在烹調時，用鐵鍋和含鐵自來水時，菜肴有時會呈現(xiàn)藍色和褐色就是這個道理。 在自然情況下，黃酮類的顏色自淺黃以至無色，鮮見明顯黃色,但在遇堿時卻會變成明顯的黃色，其機制是黃酮類物質在堿性條件下其苯并吡喃酮的1，2碳位間的CO鍵斷開成查耳酮型結構.各種查耳酮的顏色自淺黃以至深黃不等,在酸性條件下，查耳酮又恢復為閉環(huán)結構，于是顏色消失。例如，做點心時,面粉中加堿過量，蒸出的面點外皮呈黃色，這就是黃酮類色素在堿性溶液中呈黃色的緣故。馬鈴薯、稻米、蘆筍、荸薺等在堿性水中烹煮變黃，也是黃酮物質在堿作用下形成查耳酮結構的原因。其變化反應式為:橙皮素

26、（白色） 橙皮素查耳酮（金黃色） 3植物鞣質 在植物中含有一種具有鞣革性能的物質，稱為植物鞣質，簡稱鞣質或單寧。其化學結構屬于高分子多元酚衍生物。鞣質主要由下列單體組成： 兒茶酚 焦桔酚,即焦性沒食子酸 根皮酚 原兒茶酸 棓酚（鞣質、沒食子酸、五棓子酸）鞣質作為色素，顏色較淺，一般為淡黃、褐色。其對食品的重要性主要表現(xiàn)為易被氧化發(fā)生褐變作用，酶、金屬離子、堿性及加熱都促進它褐變，所以對含鞣質多的果蔬加熱、儲放時要特別注意這一現(xiàn)象。另外，鞣質有澀味，是植物可食部分澀味的主要來源,如石榴、咖啡、茶葉、柿子等中都存在。 鞣質是無定形粉末，易溶于水中。除兒茶素外，具收斂環(huán)，能使蛋白質凝固，所以果汁脫澀

27、可用此方法。鞣質與白明膠生成沉淀或混濁液，用這種方法可檢出0。01%的鞣質。生物堿及某些有機堿可使鞣質沉淀，重金屬離子可與鞣質生成不溶性鹽，鞣質也容易被氯化鈉或氯化銨等鹽類鹽析出來。第三節(jié) 食品的褐變作用一、食品褐變概述 褐變是食品加工和烹飪過程中普遍存在的顏色變深的一種變色現(xiàn)象.有些褐變對食品有益,如面色、糕點、咖啡等食品在烘烤過程中生成焦黃色和由此引起的香氣等是有益的；而有些褐變則是有害的，如蔬菜和水果的竭變不僅使食品原料喪失其固有色澤，影響外觀，降低營養(yǎng)價菹,而且是食物腐敗變質的標志之一.根據(jù)食品褐變反應的機理不同，可將裎變作再分為以下幾類： 酶促褐變(生化褐變） 褐變作用 羰氨反應褐變

28、（美拉徳反應) 非酶褐變(非生化褐變) 焦糖化褐變反應 抗壞血酸褐變反應 二、酶促褐變 酶促褐變是指發(fā)生在新鮮水果、蔬菜等植物性食物中的一種由酶所催化的變色現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，酶促褐變是一種不希望出現(xiàn)的變化。例如，香蕉、蘋果、梨、茄子、馬鈴薯等都是很容易在削皮切開后褐變的食物，應盡可能避免其產(chǎn)生褐變。但像茶葉、可可豆、蜜餞等食品，適當?shù)暮肿儎t是形成良好的風味與色澤所必需的條件。（一） 酶促褐變的機理生鮮果蔬原料在采收后，組織中仍在進行生命代謝活動。在正常情況下，完整的果蔬組織中氧化還原反應是偶聯(lián)進行的，但當發(fā)生機械性的損傷（如削皮、切開、壓傷、蟲咬、磨漿等)及處于異常的環(huán)境變化下（如受凍、受

29、熱等）時,其原有代謝轉變?yōu)楫惓４x甚至產(chǎn)生不受控制的個別酶反應，使氧化產(chǎn)物積累，造成變色。酶促褐變的產(chǎn)生是植物細胞內(nèi)酚被酚酶催化氧化聚合的結果。正常植物中的酚雖然也被氧化,但其氧化產(chǎn)物醌又可被其他還原物還原成酚，不會積累起來。在異常情況下，細胞中還原物減少，酚酶又以游離態(tài)形式出現(xiàn)，加上組織破損后，與氧氣接觸面大大提高，氧氣直接可將酚氧化成醌,大量醌自動聚合成分子量很大的高分子物質，其吸光性強，叫黑色素。上述變化過程為: 酚酶 自動聚合酚 醌 黑色素 O2 正常代謝的還原作用例如，馬鈴薯切開后，其自身的一種酚類化合物-酪氨酸，在其酚氧化酶催化下,被空氣中的氧氣迅速氧化，發(fā)生如下反應:醌型3,4

30、二羥苯丙氨酸（多巴）多巴色素(紅色）上述反應過程也是動物毛發(fā)、皮膚中黑色素形成的機理。 兒茶酚在水果中含量多，同樣容易氧化成鄰二醌，然后形成極易聚合的羥基醌,最后形成黑色素.綠原酸是許多水果特別是桃、蘋果等酶促褐變的主要底物，也是這些水果褐變的主要原因。而香蕉中,主要褐變的底物是一種含氮的酚衍生物,即3,4二羥基苯乙胺，它可使香蕉變成黑褐色. 氨基酸及類似的含氮化合物與鄰二酚作用可產(chǎn)生顏色很深的復合物.其機理是酚類物質先經(jīng)酶促氧化形成相應的醌。然后,醌和氨基酸發(fā)生非酶的縮合反應，而導致褐變.例如，白洋蔥、大蒜、大蔥在加工中出現(xiàn)的粉紅色就屬于此類變化。 另外，一些結構較復雜的酚類衍生物（如花青素

31、、黃酮類、兒茶酚素等)都能作為酚酶的底物。例如，紅茶加工中鮮葉中的兒茶酚素經(jīng)酶促氧化、縮合等作用，生成茶黃素和茶紅素,它們是構成紅茶色澤的主要成分。 (二）酶促褐變的防止食品發(fā)生酶促褐變，必須具備四個條件:多酚類物質（酚類底物）、酚氧化酶、空氣中的氧氣以及導致以上三個條件同時存在的植物組織結構破壞等異常代謝狀態(tài)，這四個條件缺一不可。有些瓜果（如檸檬、橘子、香瓜、西瓜等），由于不含有多酚氧化酶,所以不發(fā)生褐變.土豆如果能保持其組織的完整，也不會產(chǎn)生褐變。酶促褐變的四個條件既然缺一不可，那么除去任何一個條件，酶促褐變即可防止。在實際控制褐變情況中,除去果蔬中的酚類物質是很難的，可能性極少。所以，一

32、般都從降低或控制酶的活性、隔絕氧氣和維持組織結構完整等方面人手。 抑制多酚酶活性的方法很多，但真正能用于食品方面的抑制劑和方法卻很少,因為它們往往會引起食品風味的改變，或有害于食品的衛(wèi)生，或受到經(jīng)濟條件的限制等等?，F(xiàn)實的控制酶促褐變的主要途徑有： 1熱處理 在適當?shù)臏囟群蜁r間條件下加熱新鮮果蔬，使酚酶及其他所有的酶都失活，是最廣泛使用的控制酶促褐變的方法.來源不同的多酚氧化酶對熱的敏感度是不同的，在7095加熱約7秒鐘可使大部分多酚氧化酶失去活性。 加熱出理的關鍵是要在最短時間內(nèi)達到鈍化酶的要求，否則易因加熱過度而影響質量；相反，如果熱處理不徹底,熱燙雖破壞了細胞結構，但未鈍化酶，反而會強化酶

33、和底物的接觸而促進褐變.例如,白洋蔥、韭蔥如果熱燙不足,變粉紅色的程度比未熱燙的還要厲害。炒藕片時,速度慢、時間長會導致明顯的變色。 加熱處理也有缺點。水果和蔬菜經(jīng)過加熱后，會影響它們原來的風味，所以必須嚴格控制加熱時間,以達到既能制止酶的活性又不影響產(chǎn)品原有風味的目的。微波能的應用為熱力鈍化酶活性提供了新的有力手段,可使組織內(nèi)外迅速一致受熱,對質構和風味的保持極為有利。 特別應該注意，烹飪中初加工的生原料不能通過冷凍來防褐變，因為酶在低溫下仍然有活力,而且冷凍會導致原料組織結構更大的破壞,反而容易發(fā)生褐變. 2。酸處理 因為酚酶的最適pH值在67之間，pH低于0。3時已明顯地無活性,所以利用

34、酸處理控制酶促褐變也是廣泛使用的方法。常用的有檸檬酸、蘋果酸、磷酸以及抗壞血酸等。檸檬酸除降低pH值外還有螯合酚酶的Cu輔基的作用?？箟难岢擞姓{節(jié)pH值的作用外，還具有還原作用。當抗壞血酸存在時，醌能被抗壞血酸還原,重新轉化為相應的酚，使褐變得以防止。其反應式為：3。添加化學物質處理二氧化硫及常用的亞硫酸鈉(Na2SO3）、亞硫酸氫鈉（NaHSO3)、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4）等都是廣泛使用于食品工業(yè)中的酚酶抑制劑；另外,它們還是還原性漂白劑，對變色有很好的抑制作用.實驗結果表明，1ppm的二氧化硫約降低酶活性20，濃度達到10ppm時幾乎可以完全抑制酶的

35、活性.如果采用加熱處理會引起食品風味破壞時，可采用亞硫酸法,此法不僅防止酶促褐變，并有一定的防腐作用，還可以避免維生素C氧化失效。使用亞硫酸及其鹽類也有一些不利的方面,它會使食品產(chǎn)生令人不愉快的氣味,并使食品脫色（尤其是含有花青素的蘋果、芹菜、草莓等不能用此法，因為二氧化硫對它們有漂白作用）。在濃度較高時，還有礙人體健康，因此使用量一般不能超過13g/Kg。使用氯化鈉抑制褐變應用的范圍有限。為了保持蘋果的形態(tài),可以把去皮的蘋果泡在氯化鈉溶液中，一般多與檸檬酸和抗壞血酸混合使用。單獨使用氯化鈉抑制蘋果中酚酶的活性,濃度須達到20才有效，這么高的濃度會破壞食品的風味，因此在使用上受到很大的限制。

36、用酚酶底物類似物（如肉桂酸、對位香豆酸及阿魏酸等酚酸)可以有效地控制蘋果汁的酶促褐變。由于這三種酸都是水果蔬菜中天然存在的芳香族有機酸,在安全上無多大問題。肉桂酸鈉鹽的溶解性好，售價也便宜，控制褐變的時間長. 4。驅氧或隔氧法 最簡便的方法是將果蔬投入水中,與空氣隔絕來抑制酶促褐變.在水中浸泡隔氧的時間頁久了，存在于組織中的氧也會引起果蔬的緩慢褐變。因此，可以采用表面處理的辦法防止組織中的氧引起的褐變。例如，把切開的水果用高濃度的抗壞血酸浸泡，以消耗切開水果表面組織中的氧，這樣水果切開的表面組織便形成了一層阻氧的擴散層，以防止組織中氧引起酶促褐變。由于蘋果和梨的組織中含氧較多，采用此法不能達到

37、去氧目的，可以把果實浸泡在水和糖漿之中，進行真空抽氣，使水或糖漿代替氧氣填充在組織空隙之中,使其與氧隔離，褐變就能被抑制。 5保持組織結構的完整性 對于新鮮果蔬,若不是馬上食用，應盡量不要損傷其組織，不要讓微生物、昆蟲等侵蝕它，也不要放在高溫條件下;冷藏時要注意其最適溫度，不要太高或太低；烹飪加工時,應盡量縮短其生鮮狀態(tài)時的加工時間，做到即食即做.三、抗壞血酸褐變作用抗壞血酸褐變在果汁及果汁濃縮物的褐變中起著相當重要的作用.實踐中發(fā)現(xiàn)，柑橘類果汁在貯藏過程中色澤會變暗，放出CO2，抗壞血酸含量降低，這是抗壞血酸自動氧化的結果。其反應過程如下： -2H H2O L抗壞血酸 脫氫抗壞血酸 2，3

38、-二酮基古洛糖酸 羥基糠醛 2H2O、CO2反應產(chǎn)物糠醛可與氨基酸進行羰氨反應產(chǎn)生褐變。pH值較低時容易發(fā)生此種褐變；金屬離子也可促進抗壞血酸的氧化褐變，以柑橘汁為例，銅、鐵影響較大，鉛次之，鋅和錫較小。第四節(jié) 烹飪中的人工著色 在烹飪加工中，為了制品色彩的艷麗或保持原有色澤以改善食品的感官性狀，、增進人們的食欲并提高其食用價值，常常添加適當?shù)氖秤蒙亍?一、人工著色的食用天然色素 目前，天然色素按有關規(guī)定允許作為人工著色色素使用的有：蟲膠色素、姜黃素、葉綠素銅鈉鹽、辣椒紅素、紅曲色素、甜菜紅、一胡蘿卜素、胭脂樹抽提物、焦糖色等，其中焦糖色、辣淑紅素、藏紅花、綠葉汁等在烹飪中經(jīng)常使用。 天然色

39、素雖在安全性方面較有保障,但其著色效力較差,易變色，價格高,在實用方面受到一定限制，所以合成色素大量使用。 二、食用合成色素 人工合成色素一般較天然色素色彩鮮艷,性質穩(wěn)定，著色力強，并且可以任意調色,使用方便,成本低。但合成色素很多屬于煤焦油染料,它們的化學性質直接危害人體健康，或在代謝中產(chǎn)生有害物質。因此,我國食品衛(wèi)生標準中對合成色素的使用有嚴格要求。 根據(jù)我國GB2760-1996食品添加劑使用衛(wèi)生標準規(guī)定，我國允許使用的食用合成色素有莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃、靛藍、亮藍、赤蘚紅、新紅、赤蘚紅鋁色淀、新紅鋁色淀以及合成的胡蘿卜素和葉綠素銅鈉鹽等。這些人工合成色素按化學結構可分為偶氮化

40、合物和非偶氮化合物兩大類。 （一）莧菜紅莧菜紅是胭脂紅的異構體，又名食用紅色2號，屬于單偶氮色素。莧菜紅的分子式為C20H11O10N2S3Na3，化學名稱為1一（4一磺酸基一1一萘偶氮）一2一萘酚3,6-二黃酸三鈉鹽。 莧菜紅是紅褐色或暗紅褐色均勻粉末或顆粒。對光、熱、鹽均比較穩(wěn)定,耐酸性良好，對氧化還原作用敏感，易溶于水成為帶藍光的紅色溶液?？扇苡诟视停⑷苡谝掖?，不溶于油脂，不宜用于發(fā)酵食品著色. 我國食品添加劑使用衛(wèi)生標準規(guī)定，莧菜紅最大使用量為0.05 g/kg。使用范圍包括果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、糖果、糕點上彩裝、紅綠絲及罐頭。嬰兒代乳食品不得使用色素著色。 使用莧菜

41、紅著色時,一般可分為混合與涂刷兩種?；旌戏ㄟm應于液態(tài)與醬狀或膏狀食品,即將欲著色的食品與色素混合并攪拌均勻.例如，制造糖果時，可在熬糖后冷卻時加入糖膏中并混合均勻。涂刷法系對不可攪拌的固態(tài)食品應用，可將色素預先溶于一定的溶劑(如水）中,而后再涂刷于欲著色的食品表面，糕點裝潢印色可用此法。 (二）胭脂紅 胭脂紅的分子式為C22H11O10N2S3Na2，化學名稱為1（4磺酸基一1萘偶氮）-2萘酚-6,8二磺酸三鈉鹽，屬于單偶氮色素。胭脂紅是紅色至深紅色均勻粉末或顆粒，耐光、耐熱（ 105）,對檸檬酸、酒石酸穩(wěn)定，抗還原性差，遇堿變?yōu)楹稚?，易溶于水，呈紅色,溶于甘油，難溶于乙醇，不溶于油脂，用于飲料、配制酒、糖果等,最大使用量為0.05 g/kg。其使用方法可參照莧菜紅： (三)檸檬黃 檸檬黃又稱肼黃或酒石黃，分子式為C16H909N4S2Na3，化學名稱為3 羧基5羥基1（對磺苯基)4-(對磺苯基偶氮）-鄰氮茂的三鈉鹽。檸檬黃是橙黃色至橙色均勻粉末或顆粒,耐光、耐熱（ 105），易溶于水、甘油、乙二醇,微溶于乙醇、油脂，在檸檬酸、酒石酸中穩(wěn)定，遇堿稍變紅，是安全性較高的食品合成色素。我國規(guī)定其最大用量為l00mg/kg。 （四)日落黃 又稱橘黃,化學名稱是1 （4' -磺基-1-苯偶氮) 2茶酚6 磺酸二鈉鹽，屬單偶氮