第七章色素和著色劑

1、 色素和著色劑色素和著色劑 Pigments and Colorants 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 人肉眼觀察到的顏色是由于人肉眼觀察到的顏色是由于物質(zhì)吸收了物質(zhì)吸收了可見光區(qū)（可見光區(qū)（400800nm）的某些波長的光后，）的某些波長的光后，透過光所呈現(xiàn)出的顏色。透過光所呈現(xiàn)出的顏色。即人們看到的顏色即人們看到的顏色是被吸收光的互補(bǔ)色。是被吸收光的互補(bǔ)色。 不同波長光的顏色及其互補(bǔ)色不同波長光的顏色及其互補(bǔ)色 物質(zhì)吸收的光物質(zhì)吸收的光 透過光（互補(bǔ)色）透過光（互補(bǔ)色） 波長（波長（nm） 相應(yīng)的顏色相應(yīng)的顏色 400 紫紫 黃綠黃綠 425 藍(lán)青藍(lán)青 黃黃 450 青青 橙黃橙黃 490 青綠

2、青綠 紅紅 510 綠綠 紫紫 530 黃綠黃綠 紫紫 550 黃黃 藍(lán)青藍(lán)青 590 橙黃橙黃 青青 640 紅紅 青綠青綠 730 紫紫 綠綠發(fā)色團(tuán)發(fā)色團(tuán)(Chromophore ) 在紫外或可見光區(qū)在紫外或可見光區(qū)(200800nm）具有吸收峰的基）具有吸收峰的基團(tuán)被稱為發(fā)色團(tuán)團(tuán)被稱為發(fā)色團(tuán),發(fā)色團(tuán)均具有雙鍵。發(fā)色團(tuán)均具有雙鍵。 如：如：-N=N-, -N=O, C=S, C=C , C=O等等.2.助色團(tuán)助色團(tuán)( Auxochrome) 有些基團(tuán)的吸收波段在紫外區(qū)，不可能發(fā)色，但有些基團(tuán)的吸收波段在紫外區(qū)，不可能發(fā)色，但當(dāng)它們與發(fā)色團(tuán)相連時(shí)，可使整個(gè)分子對光的吸收向當(dāng)它們與發(fā)色團(tuán)相連時(shí)

3、，可使整個(gè)分子對光的吸收向長波方向移動，這類基團(tuán)被稱為助色團(tuán)。長波方向移動，這類基團(tuán)被稱為助色團(tuán)。如：如：-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等。等。 由四個(gè)吡咯聯(lián)成的環(huán)由四個(gè)吡咯聯(lián)成的環(huán)稱為稱為卟吩卟吩, 當(dāng)卟吩環(huán)帶有當(dāng)卟吩環(huán)帶有取代基時(shí)，稱為取代基時(shí)，稱為卟啉類卟啉類化合物?；衔?。 第二節(jié)第二節(jié) 卟啉類色素卟啉類色素 Porphyrin葉綠素葉綠素 (Chlorphylls)1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)葉綠素葉綠素a a、b b 植醇植醇（綠色，水溶性）脫植葉綠素（綠色，水溶性）脫植葉綠素 -植醇植醇 葉綠素（綠色，脂溶性）葉綠素（綠色，脂溶性） 葉綠素酶

4、葉綠素酶 -Mg2+ 酸酸/熱熱 -Mg2+ 酸酸/熱熱 脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性） 脫鎂葉綠素（橄欖綠脫鎂葉綠素（橄欖綠 ，脂溶性），脂溶性） -COCH3 熱熱 -COCH3 熱熱 焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性） 焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）2.葉綠素的穩(wěn)定性葉綠素的穩(wěn)定性3. 影響穩(wěn)定性的因素影響穩(wěn)定性的因素（1）光、氧）光、氧（2）酶）酶（3）酸、熱）酸、熱（4）水份活度）水份活度 （5）氣體環(huán)境）氣體環(huán)境（6）鹽）鹽4. 護(hù)綠方法護(hù)綠方法（1）加堿護(hù)綠）加堿護(hù)綠（2）高溫瞬時(shí)滅菌）高溫

5、瞬時(shí)滅菌（3）加入銅鹽和鋅鹽）加入銅鹽和鋅鹽 二二. 血紅素血紅素(Haemachrome )1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)血紅素是亞鐵卟血紅素是亞鐵卟 啉化合物啉化合物血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡圖肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡圖 血紅蛋白血紅蛋白（Hemoglobin)和肌紅蛋白和肌紅蛋白(Myoglobin)是是動物肌肉的主要色素蛋白動物肌肉的主要色素蛋白質(zhì)。質(zhì)。 血紅蛋白和肌紅蛋白血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結(jié)構(gòu)為血紅是球蛋白，其結(jié)構(gòu)為血紅素中的鐵在卟啉環(huán)平面的素中的鐵在卟啉環(huán)平面的上下方再與配位體進(jìn)行配上下方再與配位體進(jìn)行配位，達(dá)到配位數(shù)為六的化位，達(dá)到配位數(shù)為六的化合物。合物。2.性質(zhì)性質(zhì) （

6、1）氧合作用）氧合作用：血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結(jié)合，而亞鐵原子不被氧化，這種作用被稱為氧鍵結(jié)合，而亞鐵原子不被氧化，這種作用被稱為氧合作用。合作用。（2）氧化作用）氧化作用：血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用。反應(yīng)，生成高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用。+FeFeFe+O2NNNNNNNNH2ONNNNOH 氧合肌紅蛋白氧合肌紅蛋白 （oxymyoglobin） 鮮紅色鮮紅色 肌紅蛋白肌紅蛋白（myoglobin） 紅紫色紅紫色 高鐵肌紅蛋白高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin） 褐色褐色

7、 珠蛋白 珠蛋白珠蛋白 氧分壓對三種肌紅蛋白的影響氧分壓對三種肌紅蛋白的影響 ( (引自引自W.H.Freeman,San Francisco.)W.H.Freeman,San Francisco.)低氧壓時(shí)低氧壓時(shí)（120mm汞柱汞柱), 主要為氧化作用；主要為氧化作用；高氧壓時(shí)高氧壓時(shí)主要為氧合作用。主要為氧合作用。3. 腌肉色素腌肉色素 硝酸鹽或亞硝酸鹽發(fā)色原理如下硝酸鹽或亞硝酸鹽發(fā)色原理如下： NO3- 細(xì)菌還原作用細(xì)菌還原作用 NO2- pH 5.46, H+ 2HNO2 肉內(nèi)固有還原劑肉內(nèi)固有還原劑 2NO + 2H2O或或 3 HNO2 歧化歧化 HNO3 + 2NO + H2O

8、 Mb NO NOMb（氧化氮肌紅蛋白）（氧化氮肌紅蛋白） 加熱加熱 氧化氮肌色原氧化氮肌色原(紫紅色紫紅色) (鮮桃紅鮮桃紅) (鮮桃紅鮮桃紅) 還原劑還原劑 MMb NO NOMMb（氧化氮高鐵肌紅蛋白）（氧化氮高鐵肌紅蛋白） (褐色褐色) (深紅深紅) NOMb, NOMMb, 氧化氮肌色原氧化氮肌色原統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為腌肉色素，腌肉色素， 其顏色更加鮮艷，性質(zhì)更加穩(wěn)定（對熱、氧其顏色更加鮮艷，性質(zhì)更加穩(wěn)定（對熱、氧)。 MNO2的作用的作用： （1）發(fā)色）發(fā)色 （2）抑菌）抑菌 （3）產(chǎn)生腌肉制品特有的風(fēng)味。）產(chǎn)生腌肉制品特有的風(fēng)味。 但過量使用安全性不好，在食品中導(dǎo)致亞但過量使用安全性不好

9、，在食品中導(dǎo)致亞硝胺生成；肉色變綠。硝胺生成；肉色變綠。 4. 肉及肉制品的護(hù)色肉及肉制品的護(hù)色（1）采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。（2）高氧壓護(hù)色高氧壓護(hù)色（3）采用采用100%CO2條件，若配合使用除氧劑，效果條件，若配合使用除氧劑，效果更好。更好。 腌肉制品腌肉制品的護(hù)色一般采用的護(hù)色一般采用避光、除氧避光、除氧。由于一些細(xì)菌活動產(chǎn)生的由于一些細(xì)菌活動產(chǎn)生的H2O2可直接氧化可直接氧化 -亞甲亞甲基。基。由于細(xì)菌活動產(chǎn)生的由于細(xì)菌活動產(chǎn)生的H2S等硫化物，在氧或等硫化物，在氧或H2O2存存在下，可直接加在在下，可直接加在 -亞甲基上。亞甲基上。

10、C. 由于由于MNO2過量引起。過量引起。 5. 肉色變綠肉色變綠 血紅素在強(qiáng)烈氧化后會變成綠色，反應(yīng)發(fā)血紅素在強(qiáng)烈氧化后會變成綠色，反應(yīng)發(fā)生在生在 -亞甲基上，綠色的形成有三種情況亞甲基上，綠色的形成有三種情況:HO 類胡蘿卜素類胡蘿卜素（carotenoids）是一類使動是一類使動植物食品顯現(xiàn)黃色和紅色的脂溶性色素。植物食品顯現(xiàn)黃色和紅色的脂溶性色素。 綠葉中的三種主要類胡蘿卜素是葉黃綠葉中的三種主要類胡蘿卜素是葉黃素素（lutein）、堇菜黃質(zhì)、堇菜黃質(zhì)（violaxanthin）和和新黃質(zhì)新黃質(zhì)（neoxanthin）。第三節(jié)第三節(jié) 類胡蘿卜素類胡蘿卜素 CarotenoidsHOOO

11、HOOCOCH3OHHO巖藻黃質(zhì)巖藻黃質(zhì)葉黃素葉黃素（C C4040H H56560 02 2）堇菜黃質(zhì)堇菜黃質(zhì)（C C4040H H5656O O4 4）一一 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 類胡蘿卜素包括類胡蘿卜素包括：純碳?xì)浠衔锝M成的共軛多烯（烴類胡蘿卜素）純碳?xì)浠衔锝M成的共軛多烯（烴類胡蘿卜素）上述化合物的含氧衍生物（氧上述化合物的含氧衍生物（氧 合葉黃素）合葉黃素） -胡蘿卜素番茄紅素番茄紅素(Lycopene)和和-胡蘿卜素胡蘿卜素( (-Carotene )的結(jié)構(gòu)關(guān)系的結(jié)構(gòu)關(guān)系表示表示15-1515-15碳和碳和C C5 5（異戊二烯）對稱（異戊二烯）對稱 1 烴類胡蘿卜素?zé)N類胡蘿卜素(Carot

12、enes)2 含氧衍生物含氧衍生物(Xanthophylls)（1）玉米黃素）玉米黃素(zeaxanthin)： 3, 3 -二羥基二羥基- -胡蘿卜素，胡蘿卜素，存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。（2）葉黃素）葉黃素(lutein)： 3, 3 -二羥基二羥基- -胡蘿卜素，存在于金胡蘿卜素，存在于金盞花、綠葉中。盞花、綠葉中。（3）辣椒紅素）辣椒紅素(capsanthin)及辣椒玉紅素及辣椒玉紅素(capsorubin)：存：存在于紅辣椒中。在于紅辣椒中。（4）柑橘黃素）柑橘黃素(reticulataxanthin)：5, 8-環(huán)氧環(huán)氧- -胡蘿卜素，胡蘿卜素，存在于

13、柑橘皮和辣椒中。存在于柑橘皮和辣椒中。（5）蝦青素）蝦青素(astaxanthin)： 3, 3 -二羥基二羥基-4, 4 -二酮基二酮基- -胡蘿卜素，存在于蝦、蟹、牡蠣等體內(nèi)。胡蘿卜素，存在于蝦、蟹、牡蠣等體內(nèi)。COOCH3HOOCHOOCOCOH新黃質(zhì)（新黃質(zhì)（C C4040H H5656O O4 4） 玉米黃素（玉米黃素（C C4040H H5656O O2 2） 辣椒紅（辣椒紅（C C4040H H56560 03 3） 胭脂樹素（胭脂樹素（C C2525H H3030O O4 4） 辣椒玉紅素辣椒玉紅素- 胡蘿卜素胡蘿卜素3 其其 它它 類胡蘿卜素也可與糖或蛋白質(zhì)結(jié)合，或與脂肪類胡

14、蘿卜素也可與糖或蛋白質(zhì)結(jié)合，或與脂肪 酸以酯類的形式存在。酸以酯類的形式存在。 類胡蘿卜素與蛋白質(zhì)結(jié)合不僅可以保持色素穩(wěn)類胡蘿卜素與蛋白質(zhì)結(jié)合不僅可以保持色素穩(wěn) 定，而且可以改變顏色。定，而且可以改變顏色。 類胡蘿卜素還可通過糖苷鍵與還原糖結(jié)合。類胡蘿卜素還可通過糖苷鍵與還原糖結(jié)合。OOHOHOCOOHHOOC蝦青素蝦青素 藏花酸藏花酸二二. 類胡蘿卜素的性質(zhì)類胡蘿卜素的性質(zhì) 所有類型的類胡蘿卜素都系所有類型的類胡蘿卜素都系脂溶性化合物脂溶性化合物。 具有適度的具有適度的熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性. . 易發(fā)生氧化而褪色易發(fā)生氧化而褪色，亞硫酸鹽或金屬離子，亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速的存在將加速-胡

15、蘿卜素的氧化。胡蘿卜素的氧化。 熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生異構(gòu)化異構(gòu)化。5.5.類胡蘿卜素的顏色在類胡蘿卜素的顏色在黃色至紅色范圍黃色至紅色范圍， 其檢測波長一般在其檢測波長一般在430nm430nm480nm480nm。6.6.許多試劑能與類胡蘿卜作用產(chǎn)生許多試劑能與類胡蘿卜作用產(chǎn)生光譜位光譜位移移，因此可用于類胡蘿卜素的鑒定。因此可用于類胡蘿卜素的鑒定。類類胡蘿卜素常與蛋白質(zhì)結(jié)合，比游離態(tài)穩(wěn)胡蘿卜素常與蛋白質(zhì)結(jié)合，比游離態(tài)穩(wěn)定。定。7.7.類胡蘿卜素易被組織中存在的許多酶體類胡蘿卜素易被組織中存在的許多酶體系特別是系特別是脂肪氧合酶脂肪氧合酶迅速迅速降解降解。

16、8.8.某些某些類胡蘿卜素可以作為一種類胡蘿卜素可以作為一種單重態(tài)氧猝單重態(tài)氧猝滅劑滅劑，這種作用與氧分壓的大小有關(guān)。這種作用與氧分壓的大小有關(guān)。9.類胡蘿卜素可作為類胡蘿卜素可作為食品添加劑食品添加劑用于油脂食品用于油脂食品的著色，作為食品添加劑使用無限量。的著色，作為食品添加劑使用無限量。三三 加工過程中的穩(wěn)定性加工過程中的穩(wěn)定性在一般加工和貯藏條件下是在一般加工和貯藏條件下是相對穩(wěn)定。相對穩(wěn)定。加熱或熱滅菌會誘導(dǎo)順加熱或熱滅菌會誘導(dǎo)順/反異反異構(gòu)化反應(yīng)。構(gòu)化反應(yīng)。 第四節(jié)第四節(jié) 酚類色素酚類色素 Polyphenol Pigments花色（青）素（花色（青）素（Anthocyans) 結(jié)

17、構(gòu)結(jié)構(gòu)花色素苷被認(rèn)為是類黃酮的一種，只有花色素苷被認(rèn)為是類黃酮的一種，只有C C6 6- -C C3 3-C-C6 6碳骨架結(jié)構(gòu)。碳骨架結(jié)構(gòu)。 食品中常見的花青素物質(zhì)光學(xué)吸收性質(zhì)食品中常見的花青素物質(zhì)光學(xué)吸收性質(zhì) 羥基取代基增多，藍(lán)色加強(qiáng)羥基取代基增多，藍(lán)色加強(qiáng)甲甲氧氧基基增增多，多，紅紅色色加加強(qiáng)強(qiáng)花色素苷花色素苷由配基（花色素）與由配基（花色素）與一個(gè)或幾個(gè)糖分子結(jié)合而成。一個(gè)或幾個(gè)糖分子結(jié)合而成。 目前僅發(fā)現(xiàn)目前僅發(fā)現(xiàn)5 5種糖種糖構(gòu)成花色素構(gòu)成花色素苷分子的糖基部分，按其相對豐苷分子的糖基部分，按其相對豐度大小依次為度大小依次為葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖半乳糖、木糖和

18、和阿拉伯糖。阿拉伯糖。 2. 影響花色素苷穩(wěn)定性的因素影響花色素苷穩(wěn)定性的因素（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 分子中羥基數(shù)目增加則穩(wěn)定性降低；分子中羥基數(shù)目增加則穩(wěn)定性降低； 甲基化程度提高則增加穩(wěn)定性；甲基化程度提高則增加穩(wěn)定性； 糖基化也有利于色素穩(wěn)定。糖基化也有利于色素穩(wěn)定。 （2）酸度）酸度 酸度的改變，花色素的結(jié)構(gòu)改變，顏色隨之改酸度的改變，花色素的結(jié)構(gòu)改變，顏色隨之改變。變。 花青素花青素-3-鼠李葡糖苷在鼠李葡糖苷在pH0.714.02緩沖液緩沖液 中的吸收光譜，色素濃度為中的吸收光譜，色素濃度為1.610-2g/L 受受pHpH變化的變化的影 響 ， 在影 響 ， 在pH0.71pH0.71

19、時(shí)為時(shí)為深紅色，深紅色，pHpH升高色素轉(zhuǎn)升高色素轉(zhuǎn)變成藍(lán)色醌變成藍(lán)色醌式堿。式堿。21OHOOOGLROHR +HOROHROGLOOH12O HOHOOGLROHRHO1221OHOGLROHRHOOHO C：查爾酮 （無色） B：甲醇假堿 （無色） AH+:花色羊陽離子 （紅）A：醌型堿（藍(lán)） +H+ 二甲花翠素二甲花翠素-3-3-葡萄糖苷不同葡萄糖苷不同pHpH時(shí)的結(jié)構(gòu)變化時(shí)的結(jié)構(gòu)變化低低pHpH值時(shí)，以值時(shí)，以二甲花翠素二甲花翠素-3-3-葡萄糖苷葡萄糖苷羊羊陽離子陽離子占優(yōu)勢；而在占優(yōu)勢；而在pH4pH46 6主要為主要為無無色甲醇假堿色甲醇假堿結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；當(dāng)溶液在當(dāng)溶液在pH6p

20、H6時(shí)呈現(xiàn)無色。時(shí)呈現(xiàn)無色。藍(lán)色醌式堿（藍(lán)色醌式堿（A A）質(zhì)子化生成質(zhì)子化生成紅色花色紅色花色羊羊陽離子陽離子（AHAH+ +），然后水解形成，然后水解形成無色甲醇堿（無色甲醇堿（B B），甲醇），甲醇假堿與無色查耳酮（假堿與無色查耳酮（C C）處于平衡狀態(tài)，可概略處于平衡狀態(tài)，可概略表示于下：表示于下： C BH2OAH+H+A（3）光照及溫度）光照及溫度 加熱加熱有利于生成查爾酮型，顏色褪去。有利于生成查爾酮型，顏色褪去。 花色素苷的熱降解機(jī)制與花色素苷的花色素苷的熱降解機(jī)制與花色素苷的種類種類和和降降 解溫度解溫度有關(guān)。有關(guān)。 光光通常會加速花色素的降解。通常會加速花色素的降解。（4）

21、金屬離子）金屬離子（5）氧和還原劑）氧和還原劑 （6）水分活度（）水分活度（Aw） （7）糖及其降解產(chǎn)物）糖及其降解產(chǎn)物（8）酶）酶（9）縮合反應(yīng)）縮合反應(yīng) 二二. 類黃酮（類黃酮（Flavonoids )1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 類黃酮的基本結(jié)構(gòu)類黃酮的基本結(jié)構(gòu)：2-苯基苯基-苯并吡喃酮苯并吡喃酮 最重要的類黃酮化合物是最重要的類黃酮化合物是黃酮黃酮(flavone)和和黃酮醇黃酮醇（flavonol）的衍生物的衍生物 。654321OOOOOH黃酮（黃酮（2-2-苯基苯并吡喃酮）苯基苯并吡喃酮） 黃酮醇黃酮醇 黃酮醇黃酮醇常見的有常見的有莰非醇莰非醇（kaempferol) )、槲皮素槲皮素（quer

22、ein）等。等。HOOHOHOHOOHOOHOHOHOHOO槲皮素槲皮素 莰非醇莰非醇OHOHOHHOOO樨草素（黃酮類樨草素（黃酮類） OHHOOOHO芹菜素（黃酮類）芹菜素（黃酮類） 2. 性質(zhì)性質(zhì) 類黃酮的羥基呈酸性，具有酸類化合物的通性。類黃酮的羥基呈酸性，具有酸類化合物的通性。 類黃酮在堿性溶液中易開環(huán)生成查耳酮型結(jié)構(gòu)而類黃酮在堿性溶液中易開環(huán)生成查耳酮型結(jié)構(gòu)而呈黃色、橙色或褐色。呈黃色、橙色或褐色。 類黃酮可與金屬離子生成絡(luò)合物。類黃酮可與金屬離子生成絡(luò)合物。 類黃酮色素在空氣中久置，易氧化生成褐色沉淀。類黃酮色素在空氣中久置，易氧化生成褐色沉淀。3 3 類黃酮類黃酮在食品中的重要

23、性在食品中的重要性類黃酮具有抗氧化作用類黃酮具有抗氧化作用。 柑桔類黃酮被稱為生物黃酮，即維柑桔類黃酮被稱為生物黃酮，即維生素生素P P。此外，柑桔類黃酮還應(yīng)用。此外，柑桔類黃酮還應(yīng)用于室內(nèi)除臭和消毒。于室內(nèi)除臭和消毒。 柚皮苷，橙皮苷在堿性條件下加氫柚皮苷，橙皮苷在堿性條件下加氫開環(huán)，是高甜度的新型甜味劑。開環(huán)，是高甜度的新型甜味劑。三三 原花色素原花色素(proanthocyanidins) 原花色素是無色的，結(jié)構(gòu)原花色素是無色的，結(jié)構(gòu)與花色素相似，在食品處理與花色素相似，在食品處理和加工過程中可轉(zhuǎn)變成有顏和加工過程中可轉(zhuǎn)變成有顏色的物質(zhì)。色的物質(zhì)。 主要存在于蘋果、梨、主要存在于蘋果、梨

24、、柯拉果、可可豆、葡萄、柯拉果、可可豆、葡萄、蓮、高梁、荔枝、沙棗、蓮、高梁、荔枝、沙棗、蔓越桔、山楂屬漿果和其蔓越桔、山楂屬漿果和其他果實(shí)中。他果實(shí)中。 OHOHOHOHOHOOH黃烷黃烷-3-3，4-4-二醇二醇 HOOHOHOHOHOHOHOOHHOOOH無色花色素?zé)o色花色素 O HH2HOOHHOO HHO HHO HO HO HO HHOO HO HHOOO HH+HOO HHO HO HO HO HO HHOOHH+O HOHOO HO HOHO HO HO HO HHO HHO HHO原花青素的結(jié)構(gòu)單元和水解機(jī)制原花青素的結(jié)構(gòu)單元和水解機(jī)制 花青素花青素 表兒茶素表兒茶素 原花色

25、素在無機(jī)酸存在下加熱都可生成花色素原花色素在無機(jī)酸存在下加熱都可生成花色素 具有很強(qiáng)的抗氧化活性。具有很強(qiáng)的抗氧化活性。抗癌抗癌清除自由基。清除自由基。抑菌及抗病毒作用抑菌及抗病毒作用。四四. 單寧單寧(tannin) 食品中單寧包括兩種類型：食品中單寧包括兩種類型： 縮合單寧縮合單寧（原花色素）（原花色素） 水解單寧水解單寧（hydrolyzable tannins） 相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為50050030003000的水溶性單寧可的水溶性單寧可作為作為澄清劑澄清劑。 單寧使食品具有單寧使食品具有收斂性澀味收斂性澀味，并產(chǎn)生酶促，并產(chǎn)生酶促褐變反應(yīng)褐變反應(yīng) 。COOHHOHOHOHOH

26、OOOHOHOOO沒食子酸（沒食子酸（倍倍酸）酸）（gallic acid） 鞣花酸鞣花酸（ellagic acid） 五五 甜菜色素甜菜色素(betalaines) 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)：其顏色不受：其顏色不受pHpH的影響。的影響。 包括包括甜菜色苷（甜菜色苷（ betacyanin，紅色紅色 ）和和甜菜甜菜黃質(zhì)黃質(zhì)（ betaxanthin，黃色）黃色）兩種類型的化合物。兩種類型的化合物。 僅存在于僅存在于10個(gè)科個(gè)科 的種的種子植物中，含甜菜色素植子植物中，含甜菜色素植物的顏色與含花色素苷類物的顏色與含花色素苷類似。似。 NH10NRHO+H123456789COOHHOOCN111213

27、14151617181920COO（1 1）甜菜色苷配基，）甜菜色苷配基， R= -OHR= -OH（2 2）甜菜色苷（甜菜紅素），）甜菜色苷（甜菜紅素），R= -R= -葡萄糖葡萄糖（3 3）莧菜紅素，）莧菜紅素，R=2-R=2-葡糖醛酸葡糖醛酸- -葡萄糖葡萄糖H10NRHO+H123456789COOHHOOCN11121314151617181920NCOO（4 4）異甜菜色苷配基，）異甜菜色苷配基， R= -OHR= -OH（5 5）異甜菜色苷（異甜菜紅素），）異甜菜色苷（異甜菜紅素），R= -R= -葡萄糖葡萄糖（6 6）異莧菜紅素，）異莧菜紅素，R=2-R=2-葡糖醛酸葡糖醛酸-

28、 -葡萄糖葡萄糖1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 甜菜色素的基本結(jié)構(gòu)相同，存在兩個(gè)手性碳原子甜菜色素的基本結(jié)構(gòu)相同，存在兩個(gè)手性碳原子C-2和和C-15，具有光學(xué)活性，結(jié)構(gòu)中，具有光學(xué)活性，結(jié)構(gòu)中R和和R為氫原子為氫原子或芳香取代基?；蚍枷闳〈?。 色素的色素的顏色是由于共振結(jié)構(gòu)引起顏色是由于共振結(jié)構(gòu)引起的。的。 R R或或RR不擴(kuò)展共振不擴(kuò)展共振，則此化合物呈黃色，稱為則此化合物呈黃色，稱為甜菜黃素；甜菜黃素； R R或或RR擴(kuò)展共振擴(kuò)展共振，則此化合物顯紅色，稱為，則此化合物顯紅色，稱為甜甜菜色苷。菜色苷。 HCOOHHOOCRR+NNN7CRR6CHCH5R43CH2RN1R+HNRRRCHCHCHRR+H

29、CN一般形式一般形式甜菜色素的共振結(jié)構(gòu)甜菜色素的共振結(jié)構(gòu)2 2 影響其穩(wěn)定性的因素影響其穩(wěn)定性的因素 熱和酸熱和酸 甜菜色素在甜菜色素在pH4.0pH4.05.05.0最穩(wěn)定。最穩(wěn)定。氧和光氧和光 氧會加速色素的褪色氧會加速色素的褪色，抗氧化劑抗壞血酸和異抗，抗氧化劑抗壞血酸和異抗壞血酸可增加甜菜苷的穩(wěn)定性。壞血酸可增加甜菜苷的穩(wěn)定性。 光加速甜菜色苷降解，光加速甜菜色苷降解，色素色素種類種類顏色顏色來源來源溶解性溶解性穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性花色素苷花色素苷150橙、紅、藍(lán)色橙、紅、藍(lán)色植物植物水溶性水溶性對對pH、金屬敏感，、金屬敏感，熱穩(wěn)定性不好熱穩(wěn)定性不好類黃酮類黃酮1000無色、黃色無色、黃

30、色大多數(shù)植物大多數(shù)植物水溶性水溶性對熱十分穩(wěn)定對熱十分穩(wěn)定原花色素苷原花色素苷20無色無色植物植物水溶性水溶性對熱較穩(wěn)定對熱較穩(wěn)定單寧單寧20無色、黃色無色、黃色植物植物水溶性水溶性對熱穩(wěn)定對熱穩(wěn)定甜菜苷甜菜苷70黃、紅黃、紅植物植物水溶性水溶性熱敏感熱敏感醌醌200黃至棕黑色黃至棕黑色植物、細(xì)菌、藻植物、細(xì)菌、藻類類水溶性水溶性對熱穩(wěn)定對熱穩(wěn)定咕咕噸酮噸酮20黃黃植物植物水溶性水溶性對熱穩(wěn)定對熱穩(wěn)定類胡蘿卜素類胡蘿卜素450無色、黃、紅無色、黃、紅植物、動物植物、動物脂溶性脂溶性對熱穩(wěn)定、易氧化對熱穩(wěn)定、易氧化葉綠素葉綠素25綠、褐色綠、褐色植物植物有機(jī)溶有機(jī)溶劑劑對熱敏感對熱敏感血紅素色素

31、血紅素色素6紅、褐色紅、褐色動物動物水溶性水溶性對熱敏感對熱敏感核黃素核黃素1綠黃色綠黃色植物植物水溶性水溶性對熱和對熱和pH均穩(wěn)定均穩(wěn)定 天然色素的特性天然色素的特性酶促褐變機(jī)理酶促褐變機(jī)理 植物中的酚類物質(zhì)在酚酶植物中的酚類物質(zhì)在酚酶及過氧化物酶的催化下氧化及過氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再進(jìn)行非酶促反應(yīng)成醌，醌再進(jìn)行非酶促反應(yīng)生成褐色的色素。生成褐色的色素。第五節(jié)第五節(jié) 酶促褐變酶促褐變Enzymic Browning CH2CHCOOH CH2CHCOOH CH2CHCOOH NH2 O2 NH2 O2 -H2O NH2 O2 甲酚酶甲酚酶 OH 兒茶酚酶兒茶酚酶 =O OH OH O

32、 （酪氨酸）（酪氨酸） O= HN =O O= COOH 聚合聚合 =O N O= O= NH 黑色素的局部結(jié)構(gòu)黑色素的局部結(jié)構(gòu) OH OH OH O OH + 2 + R2OH + H2O2 2 OH + O 過氧化物酶過氧化物酶 R2OOH+ + O2 R R1 R1 R O O n O 聚合聚合 O n R R （黑色物質(zhì)）（黑色物質(zhì)）二二. 酶促褐變的條件酶促褐變的條件 多酚類底物，酶及氧多酚類底物，酶及氧三三. 酶促褐變的防止酶促褐變的防止抑制酶活抑制酶活 （1）加熱滅酶）加熱滅酶 （2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)pH （3）加酚酶抑制）加酚酶抑制劑劑1. 2. 除氧除氧食品中著色劑的分類：食品中著

33、色劑的分類：1. 1. 按來源分：按來源分： 天然色素：微生物色素（紅曲色素）天然色素：微生物色素（紅曲色素） 動物色素（胭脂蟲色素）動物色素（胭脂蟲色素） 植物色素植物色素 合成色素：莧菜紅，檸檬黃，靛藍(lán)等合成色素：莧菜紅，檸檬黃，靛藍(lán)等第六節(jié)第六節(jié) 食品中的著色劑食品中的著色劑 Colorants in Foods2. 2. 按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分： 吡咯色素（葉綠素，血紅素）吡咯色素（葉綠素，血紅素） 多烯色素（類胡蘿卜素）多烯色素（類胡蘿卜素） 多酚色素（花青素）多酚色素（花青素）3. 3. 按溶解性分：按溶解性分： 水溶性色素（花青素）水溶性色素（花青素） 脂溶性色素（葉綠素，類胡蘿卜素

34、）脂溶性色素（葉綠素，類胡蘿卜素）一一 天然色素天然色素(natural pigment)1. 1. 葉綠素銅鈉鹽葉綠素銅鈉鹽 葉綠素銅鈉鹽稱為銅葉綠素葉綠素銅鈉鹽稱為銅葉綠素 鈉鹽。鈉鹽。 第六節(jié)第六節(jié) 食品中的著色劑食品中的著色劑 Colorants in Foods2. 2. 胭脂蟲色素胭脂蟲色素（carminic acid） 胭脂紅酸是一種蒽醌色素，存在于胭脂仙胭脂紅酸是一種蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂蟲人掌上寄生的胭脂蟲(cochineal)。 HOOCOOHOHCH(CHOH)4CH3OHOCH3HO胭脂紅酸胭脂紅酸 胭脂紅酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在胭脂紅酸色素可溶

35、于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解。油脂中不溶解。 胭脂紅酸的顏色隨胭脂紅酸的顏色隨pHpH改變而不同，改變而不同，pH4pH4以下以下顯黃色，顯黃色，pH4pH4時(shí)呈橙色，時(shí)呈橙色，pH6pH6時(shí)呈現(xiàn)紅色，時(shí)呈現(xiàn)紅色，pH8pH8時(shí)時(shí)變?yōu)樽仙?。變?yōu)樽仙?胭脂紅酸與鐵等金屬離子形成復(fù)合物亦會改胭脂紅酸與鐵等金屬離子形成復(fù)合物亦會改變顏色。變顏色。 胭脂紅酸對熱、光和微生物都具有很好的耐胭脂紅酸對熱、光和微生物都具有很好的耐受性，尤其在酸性受性，尤其在酸性pHpH范圍，但染著力很弱，一范圍，但染著力很弱，一般作為飲料著色劑，用量約為般作為飲料著色劑，用量約為0.005%0.005%。3.3.紫

36、膠蟲色素紫膠蟲色素(laccaic acid) 紫膠蟲紫膠蟲(Coceus lacceae) 其體內(nèi)分泌物紫膠中其體內(nèi)分泌物紫膠中含含有五種蒽醌類色素有五種蒽醌類色素，稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。 紫膠紅酸蒽醌結(jié)構(gòu)中的苯酚環(huán)上羥基對位取代不紫膠紅酸蒽醌結(jié)構(gòu)中的苯酚環(huán)上羥基對位取代不同，分別稱為同，分別稱為紫膠紅酸紫膠紅酸A A、B B、C C、D D、E E。 紫膠紅酸與胭脂紅酸性質(zhì)相類似紫膠紅酸與胭脂紅酸性質(zhì)相類似，在不同，在不同pHpH值時(shí)值時(shí)顯不同顏色，即在顯不同顏色，即在pHpH4 4，和，和pH=4pH=4，6 6和和8 8時(shí)，分別呈時(shí)，分別呈現(xiàn)黃、橙、紅

37、和紫色?，F(xiàn)黃、橙、紅和紫色。 OHROHOHHOOCHOOCHOOO紫膠紅酸紫膠紅酸A A，B B，C C，E EA A：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHCOCHNHCOCH3 3 （N-N-乙酰乙胺基）乙酰乙胺基）B B：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2OHOH（乙醇基）（乙醇基）C C：R= -R= -氨基丙酸基氨基丙酸基E E：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHNH2 2（乙胺基）（乙胺基） OOHOHOOCOHOHOHCH3紫膠紅酸紫膠紅酸D4.4.紅曲色素紅曲色素（monascin） 紅曲色素紅曲色素（monascin）為紅曲菌為紅曲菌(Mo

38、nascus sp.)產(chǎn)產(chǎn)生的色素，為混合物，屬于氧茚并類化合物。生的色素，為混合物，屬于氧茚并類化合物。 紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶劑。乙醚等溶劑。 紅曲色素可具有較強(qiáng)的耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，并且紅曲色素可具有較強(qiáng)的耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，并且對一些化學(xué)物質(zhì)有較好的耐受性。對一些化學(xué)物質(zhì)有較好的耐受性。 紅曲色素是我國食品衛(wèi)生法規(guī)定允許使用的食用紅曲色素是我國食品衛(wèi)生法規(guī)定允許使用的食用色素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和色素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等的著色。果汁等的著色。5.5.姜黃色素姜黃色素(curcu

39、min) 姜黃色素姜黃色素(curcumin或或turmeric yellow) 主要成分為主要成分為姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。 姜黃色素不溶于水，溶于醇或醚，顯鮮艷黃色，姜黃色素不溶于水，溶于醇或醚，顯鮮艷黃色，在堿性溶液中呈紅色，經(jīng)酸中和后仍恢復(fù)原來的黃色。在堿性溶液中呈紅色，經(jīng)酸中和后仍恢復(fù)原來的黃色。 著色性（特別是對蛋白質(zhì)）較強(qiáng)，不易被還原著色性（特別是對蛋白質(zhì)）較強(qiáng)，不易被還原. . 對光、熱穩(wěn)定性較差，易與鐵離子結(jié)合而變色。對光、熱穩(wěn)定性較差，易與鐵離子結(jié)合而變色。 一般用于咖喱粉和蔬菜加工產(chǎn)品等著色和增香。一般用于咖喱粉和蔬菜加

40、工產(chǎn)品等著色和增香。具體允許使用量參見我國具體允許使用量參見我國GB2760-1996GB2760-1996食品添加劑食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。規(guī)定。6.6.焦糖色素焦糖色素 焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫水生成的復(fù)雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳水生成的復(fù)雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳統(tǒng)使用的色素之一。統(tǒng)使用的色素之一。 我國已經(jīng)明確規(guī)定加胺鹽制成的焦糖色素因毒性我國已經(jīng)明確規(guī)定加胺鹽制成的焦糖色素因毒性問題不允許使用，非胺鹽法生產(chǎn)的焦糖色素可用于問題不允許使用，非胺鹽法生產(chǎn)的焦糖色素可用于罐頭、糖果和飲料等。罐頭、糖果和飲料等。 二二 人工合成色素人工合成色素(artificial color) GB2760-1996食品添加劑使用衛(wèi)生食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許使用的人工合成色素主規(guī)定允許使用的人工合成色素主要有：要有：莧菜紅，胭脂紅，莧菜紅，胭脂紅，赤蘚紅，檸檬黃，赤蘚紅，檸檬黃，靛藍(lán)等。靛藍(lán)等。1 莧菜紅莧菜紅 莧菜紅屬莧菜紅屬偶氮磺酸型水溶性紅色色素。偶