食品化學(xué)色素章節(jié)總結(jié)

1、第九章 色素章節(jié)總結(jié)提要v一. 概述v二 四吡咯色素葉綠素、血紅素(重點(diǎn))v三. 類胡蘿卜素(重點(diǎn))v四. 多酚類色素花色苷、類黃酮、原花色素 一、概述v1、食品色素的定義和作用v2、食品呈色的機(jī)理v3、食品色素的分類食品色素的定義和作用 食品色素的定義:v食品中能夠吸收或反射可見(jiàn)光進(jìn)而使食品呈食品中能夠吸收或反射可見(jiàn)光進(jìn)而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)統(tǒng)稱為現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)統(tǒng)稱為食品色素食品色素(food pigments)。包括：食品原料固有的天然色素；。包括：食品原料固有的天然色素；食品加工中形成的有色物質(zhì)；外加的食品著食品加工中形成的有色物質(zhì)；外加的食品著色劑色劑食品色素的定義和作用v食品色

2、素的作用:v(1)刺激消費(fèi)者的感覺(jué)器官;v(2)影響人們對(duì)食品風(fēng)味的感受；v(3)顏色鮮艷的食品可以增加食欲；v(4)食品的色澤主要由其所含的色素決定.色素呈色機(jī)理v食品色素一般為有機(jī)化合物，其分子結(jié)構(gòu)中往往具有發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)。在紫外和可見(jiàn)光區(qū)（400800nm)具有吸收峰的基團(tuán)被稱為發(fā)色團(tuán)或生色團(tuán)。v常見(jiàn)的發(fā)色團(tuán):N=N、N=O、C=S、CN=O、CC、C=N 、C=CC=O等。v波段在紫外區(qū)，本身不產(chǎn)生顏色，但當(dāng)與共軛體系或發(fā)色團(tuán)連接時(shí)，可使整個(gè)分子的吸收波長(zhǎng)方向遷移而產(chǎn)生顏色，這類基團(tuán)被稱為助色團(tuán)或助色基。常見(jiàn)的助色基（團(tuán)）：OH、OR、NH2、NR2、SR， Cl、-Br等。色素呈色機(jī)

3、理物質(zhì)的分子只含有一個(gè)上述基團(tuán)時(shí)，由于它們的吸收物質(zhì)的分子只含有一個(gè)上述基團(tuán)時(shí)，由于它們的吸收波長(zhǎng)在波長(zhǎng)在200-400nm200-400nm之間，物質(zhì)仍是無(wú)色的。如果分之間，物質(zhì)仍是無(wú)色的。如果分子中有子中有2 2個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)以上生色基共軛時(shí)，可以使物質(zhì)對(duì)個(gè)以上生色基共軛時(shí)，可以使物質(zhì)對(duì)光的吸收波長(zhǎng)移向可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)，使物質(zhì)呈現(xiàn)顏色。光的吸收波長(zhǎng)移向可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)，使物質(zhì)呈現(xiàn)顏色。共軛體系越長(zhǎng)，該結(jié)構(gòu)吸收的光波長(zhǎng)也越長(zhǎng)。共軛體系越長(zhǎng)，該結(jié)構(gòu)吸收的光波長(zhǎng)也越長(zhǎng)。如：共軛多烯類化合物的吸收光波長(zhǎng)與共軛雙如：共軛多烯類化合物的吸收光波長(zhǎng)與共軛雙鍵的關(guān)系如下：鍵的關(guān)系如下：名稱名稱 吸收波長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)

4、 顏色顏色 C-C 乙烷乙烷 135 無(wú)色無(wú)色 CH=CH 乙烯乙烯 185 無(wú)色無(wú)色(CH=CH)3 己三己三烯烯 258 無(wú)色無(wú)色(CH=CH)4 二甲基辛四烯二甲基辛四烯 296 淡黃色淡黃色(CH=CH)5 維生素維生素A 335 淡黃色淡黃色(CH=CH)8 二氫胡蘿卜素二氫胡蘿卜素 415 橙色橙色(CH=CH)11 番茄紅素番茄紅素 470 紅色紅色(CH=CH)15 去氫番茄紅素去氫番茄紅素 504 紫色紫色v1.下列哪種物質(zhì)吸收光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)（ ）vA. CH=CH B. (CH=CH)3 vC. (CH=CH)11 D. (CH=CH)5v2.可見(jiàn)光范圍內(nèi)，某物質(zhì)選擇對(duì)吸收紫

5、色光，則該物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是（ ）vA紫色B綠色vC紅色D黃色CB食品色素的分類 葉綠素 植物色素 類胡蘿卜素 花青素 天然色素 血紅素 動(dòng)物色素 卵黃 蝦殼中的類胡蘿卜素食品色素 微生物色素 如紅曲色素（按來(lái)源） 人工色素食品色素的分類v 吡咯類 葉綠素v 血紅素v天然色素 異戊二烯類 類胡蘿卜素 （按化學(xué)結(jié)構(gòu)） 辣椒紅色素 多酚類 花青素 花黃素 酮類 紅曲色素 姜黃素 醌類 蟲(chóng)膠色素 胭脂蟲(chóng)紅素v判斷: 天然色素的安全性比人工合成性高，穩(wěn)定性比人工色素好.答：錯(cuò)，天然色素的安全性不一定比人工合成性高，穩(wěn)定性一般比人工色素差。二、四吡咯色素v1.葉綠素v2.血紅素葉綠素的結(jié)構(gòu)性質(zhì)v 結(jié)構(gòu)：結(jié)

6、構(gòu)： 是含是含鎂鎂的四吡咯衍生物，由的四吡咯衍生物，由葉綠葉綠酸酸、甲醇甲醇、葉綠醇葉綠醇(植醇植醇)等構(gòu)成的酯，為等構(gòu)成的酯，為脂溶脂溶性物質(zhì)，呈綠色。性物質(zhì)，呈綠色。v 葉綠素的頭部：葉綠素的頭部： 卟啉環(huán)卟啉環(huán)（4個(gè)吡咯環(huán)和個(gè)吡咯環(huán)和4個(gè)甲烯基個(gè)甲烯基CH=組成）組成）;親水親水v 葉綠素的尾部：葉綠素的尾部： 葉綠醇或植醇葉綠醇或植醇（由（由4個(gè)個(gè)異戊二烯單位組成的雙萜）異戊二烯單位組成的雙萜）;親脂親脂葉綠素發(fā)生化學(xué)變化后產(chǎn)生的衍生物v主要為：脫鎂葉綠素v 脫植基葉綠素v 焦脫鎂葉綠素v 脫鎂脫植葉綠素v 焦脫鎂脫植葉綠素 v 葉綠素發(fā)生化學(xué)變化后產(chǎn)生的衍生物葉綠素在食品加工和儲(chǔ)藏中

7、的變化v 1.酶促褐變v 間接作用：脂酶、蛋白酶破壞葉綠素脂蛋白復(fù)合體；果膠酯酶使果膠酸增加提高質(zhì)子濃度而使葉綠素脫鎂；脂氧合酶、過(guò)氧化物酶產(chǎn)生氧化物質(zhì)引起氧化分解。v 直接作用：葉綠素酶催化葉綠素中的植醇酯鍵，產(chǎn)生脫植葉綠素。(葉綠素酶葉綠素酶:較耐熱，其最適溫度為較耐熱，其最適溫度為6082 ，80以上活性下降，以上活性下降，100完全鈍化。完全鈍化。)葉綠素在食品加工和儲(chǔ)藏中的變化v2.酸和熱及光的影響v酸和熱使葉綠素脫鎂，顏色從綠變褐。加熱時(shí)，由于酸的作用，葉綠素脫鎂葉綠素焦脫鎂葉綠素;葉綠素在pH9.0時(shí)，很耐熱，而在pH3.0時(shí)不穩(wěn)定。植物衰老或從組織中提取出色素，或者是在加工過(guò)程

8、中導(dǎo)致細(xì)胞損傷而喪失保護(hù)，葉綠素則容易發(fā)生降解。當(dāng)有上述條件中任何一種情況和光、氧同時(shí)存在時(shí)，葉綠素將發(fā)生不可逆的褪色.葉綠素在食品加工和儲(chǔ)藏中的變化v3.金屬離子的影響v葉綠素脫鎂衍生物中，中心的葉綠素脫鎂衍生物中，中心的H+很容易被很容易被Cu2+、Zn2+等取代，形成綠色、穩(wěn)定等取代，形成綠色、穩(wěn)定性很好的葉綠素衍生物，其中以葉綠素銅鹽的色澤最為明亮。例如：葉綠素銅性很好的葉綠素衍生物，其中以葉綠素銅鹽的色澤最為明亮。例如：葉綠素銅鈉是我國(guó)允許使用的一種食品著色劑。鈉是我國(guó)允許使用的一種食品著色劑。v葉綠素的銅或鋅的衍生物在酸性條件下穩(wěn)定，在堿性條件下穩(wěn)定性差，與葉綠葉綠素的銅或鋅的衍生

9、物在酸性條件下穩(wěn)定，在堿性條件下穩(wěn)定性差，與葉綠素相反。素相反。v葉綠素及其衍生物的色澤如何，與其中心離子的存在與種類有關(guān)：當(dāng)卟啉環(huán)的葉綠素及其衍生物的色澤如何，與其中心離子的存在與種類有關(guān)：當(dāng)卟啉環(huán)的中心離子為中心離子為Mg2+、Cu2+、Zn2+時(shí)，呈綠色；無(wú)中心離子時(shí)是黃綠色或褐色。時(shí)，呈綠色；無(wú)中心離子時(shí)是黃綠色或褐色。葉綠素及其衍生物的各種反應(yīng)示意圖葉綠素及其衍生物的各種反應(yīng)示意圖葉綠素 (綠色脂溶)葉綠素分解物(無(wú)色)光/氧氣脂肪氧合酶、不飽和脂肪、氧氣葉綠素分解物(無(wú)色)酸/熱脫鎂脫植葉綠素(橄欖綠水溶)-Mg 2+脫植葉綠素(綠色水溶)葉綠素酶-植醇熱-CO2CH3焦脫鎂脫植葉

10、綠素(褐色水溶)酸/熱 -Mg 2+脫鎂葉綠素(橄欖綠脂溶)熱-CO2CH3焦脫鎂葉綠素(褐色脂溶)護(hù)綠技術(shù)v1.中和酸：加入氧化鈣和磷酸二氫鈉pH接近7.0。但會(huì)促進(jìn)組織軟化和產(chǎn)生堿味。v2.高溫瞬時(shí)：但保綠時(shí)間短。v3.綠色再生：用鋅或銅離子作用使產(chǎn)生取代葉綠素。v4.調(diào)氣、脫水、避光等。v1、葉綠素中，占據(jù)卟啉環(huán)中的離子為（ ）vA鐵離子 B鎂離子 C 鋅離子 D銅離子v2、綠素a和葉綠素b及在某個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)（紅光）有尖銳的吸收峰，可以借助這一特性來(lái)鑒定它們，這個(gè)波長(zhǎng)范圍是（ ）vA 450550 B 500600 C 550650 D 600700BDv3、下列護(hù)綠技術(shù)中哪種效果在最適

11、合條件下持續(xù)的時(shí)間最短（ ）vA中和酸而護(hù)綠B高溫瞬時(shí)殺菌vC綠色再生D降低水分活度v 葉綠素在哪個(gè)pH值下最耐熱（A）vA 9.0 B 7.0 C 5.0 D 3.0v4、葉綠素由疏水的 部分+親水的 部分+甲醇+Mg離子組成B葉綠醇葉綠醇卟啉環(huán)卟啉環(huán)v5.請(qǐng)對(duì)下表的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析.圖中圖中表明：表明：pH值越低，值越低，菠菜的變色速度越快；菠菜的變色速度越快；同時(shí)，同時(shí)，pH值越高，菠菜值越高，菠菜中的葉綠素越耐熱，加中的葉綠素越耐熱，加熱有一定的護(hù)色作用。熱有一定的護(hù)色作用。v原因分析:vpH值是決定脫鎂反應(yīng)速度的一個(gè)重要因素，當(dāng)pH小于7時(shí)，溶液中的氫離子便可取代鎂離子，葉綠素發(fā)生

12、脫鎂反應(yīng)，鮮綠色變?yōu)殚蠙炀G-暗綠-褐色，直到pH略偏堿性（pH=7.5）時(shí)，保持生物體內(nèi)真正維持中性狀態(tài)時(shí)，才能防止葉綠素發(fā)生脫鎂反應(yīng)的進(jìn)行；另外，由于加熱使葉綠素酶和脂肪氧化酶等失去活性，也起到防止氧化變色和酶解脫色反應(yīng)的進(jìn)行的作用，從而達(dá)到護(hù)色的目的血紅素v1.血紅素及其衍生物的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)血紅素及其衍生物的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)v動(dòng)物肌肉和血液中的主要紅色色素,在肌肉中主要以肌紅蛋白存在,在血液中主要以血紅蛋白存在。這兩種蛋白質(zhì)都是球蛋白，由蛋白質(zhì)和含鐵的亞鐵血紅素結(jié)合而成。v。肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)-血紅素血紅素是是亞鐵卟啉化合物亞鐵卟啉化合物，由兩個(gè)，

13、由兩個(gè)部分即部分即一個(gè)鐵原子一個(gè)鐵原子和和一個(gè)平面卟啉一個(gè)平面卟啉環(huán)環(huán)所組成。所組成。-肌紅蛋白肌紅蛋白是由是由1條多肽鏈組成條多肽鏈組成的球狀蛋白質(zhì)（稱珠蛋白）的球狀蛋白質(zhì)（稱珠蛋白）與與1分子血紅素分子血紅素結(jié)合組成。結(jié)合組成。-血紅蛋白血紅蛋白是由是由2條條肽鏈和肽鏈和2條條 肽肽鏈鏈組成的組成的四聚體四聚體，每條肽鏈結(jié)合，每條肽鏈結(jié)合1分子血紅素。因此，分子血紅素。因此，血紅蛋白由血紅蛋白由4分子亞鐵血紅素與分子亞鐵血紅素與1分子蛋白結(jié)合分子蛋白結(jié)合而成。而成。肌肉顏色肌肉顏色在在儲(chǔ)藏和儲(chǔ)藏和肉品加工中的變化肉品加工中的變化v卟啉環(huán)內(nèi)的血紅素以卟啉環(huán)內(nèi)的血紅素以Fe2+或或Fe3+狀態(tài)

14、存在。狀態(tài)存在。v（1）氧合作用：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，這種作用被稱為氧合作用。v（2）氧化作用：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。v低氧壓時(shí)，主要為氧化作用；高氧壓時(shí)，主要為氧合作用。1.由于一些細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的由于一些細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的H2O2可直接氧化可直接氧化 -亞甲基，亞甲基，生產(chǎn)生產(chǎn)膽綠蛋白（綠色）。（綠色）。 2.由于細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的由于細(xì)菌活動(dòng)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，生成亞甲基上，生成硫代肌紅蛋白（綠色）。（綠色）。3.由于由于亞硝酸鹽

15、（MNO2 ）過(guò)量引起。）過(guò)量引起。肉色變綠：肉色變綠： 血紅素在強(qiáng)烈氧化后會(huì)變成綠色，反應(yīng)發(fā)生在卟啉環(huán)的血紅素在強(qiáng)烈氧化后會(huì)變成綠色，反應(yīng)發(fā)生在卟啉環(huán)的 -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:肉和肉制品的護(hù)色v1.抽真空采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑加入抗氧化劑，不但可阻止脂質(zhì)氧化，還有利于延長(zhǎng)和穩(wěn)定鮮肉及肉制品的顏色，防止血紅素氧化。v2.氣調(diào)v一氧化碳具有使鮮肉形成亮紅色或櫻桃紅色的能力，即使在很低的濃度也可以達(dá)到呈色的效果。v3.高分壓v4.用亞硝酸鹽v腌肉制品的顏色雖在多種條件下穩(wěn)定，但見(jiàn)光會(huì)變褐，因此腌制肉的應(yīng)腌肉制品的顏色雖在多種條件下穩(wěn)定，但見(jiàn)光會(huì)

16、變褐，因此腌制肉的應(yīng)避光避光和和除氧除氧保存。保存。v1.以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的（ ）vA 血紅素是由一個(gè)鐵原子和一個(gè)平面卟啉環(huán)所組成的vB 血肌紅色素的紅色是由于亞鐵血紅素所形成的vC 肌紅蛋白是球狀蛋白，其蛋白部分稱為球蛋白vD 血紅蛋白和肌紅蛋白都是結(jié)合蛋白Cv2.由圖可知我們想要色澤鮮艷及新鮮的豬肉，氧氣的分壓應(yīng)該控制在：( )vA020 B2040 C4060 D6080Dv判斷:動(dòng)物胴體被分割后，由于分割肉與空氣中的氧氣結(jié)合而使動(dòng)物肉保持鮮紅色。錯(cuò)誤。當(dāng)胴體被分割后，隨著肉與空氣的接觸，還原態(tài)的肌紅蛋白向兩種不同的方向轉(zhuǎn)變，一部分肌紅蛋白與氧氣反應(yīng)生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，產(chǎn)生人們熟

17、悉的鮮肉色，同時(shí)，一部分肌紅蛋白與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成棕褐色的高鐵肌紅蛋白，而且隨著分割肉在空氣中放置時(shí)間的延長(zhǎng)，肉色會(huì)越來(lái)越轉(zhuǎn)向褐紅色。三、類胡蘿卜素v1，胡蘿卜素v2，葉黃素類胡蘿卜素v定義：又稱多烯色素，是天然食品原料中分布最廣泛的色素。v紅色，黃色和橙色水果及根莖類作物和蔬菜都富含類胡蘿卜素。一般富含葉綠素的植物組織也富含類胡蘿卜素，因?yàn)槿~綠體和有色體是類胡蘿卜素含量較豐富的細(xì)胞器。v結(jié)構(gòu)分類：結(jié)構(gòu)分類：v1.純碳?xì)浠铮Q為胡蘿卜素類v2.含羥基，環(huán)氧基，醛基，酮基等含氧 基 團(tuán),稱為葉黃素類 胡蘿卜素類的結(jié)構(gòu)特征：胡蘿卜素類的結(jié)構(gòu)特征：-包括四種化合物，即包括四種化合物，即 、

18、、 -胡胡蘿卜素和番茄紅素蘿卜素和番茄紅素，自然界中以，自然界中以 -胡蘿卜素含量最多，分布最廣。胡蘿卜素含量最多，分布最廣。-都是含都是含40個(gè)碳的個(gè)碳的多烯四萜多烯四萜，由異，由異戊二烯經(jīng)頭戊二烯經(jīng)頭-尾或尾尾或尾-尾相連而成。尾相連而成。具有共軛雙鍵，構(gòu)成其發(fā)色基團(tuán)具有共軛雙鍵，構(gòu)成其發(fā)色基團(tuán)。-番茄紅素是直鏈結(jié)構(gòu)，番茄紅素是直鏈結(jié)構(gòu)，無(wú)無(wú)VA的功的功能能， 、 斷裂后可形成斷裂后可形成1分子分子VA， 可形成兩個(gè)可形成兩個(gè)VA 。胡蘿卜素類胡蘿卜素類-胡蘿卜素胡蘿卜素 -胡蘿卜素胡蘿卜素 -胡蘿卜胡蘿卜素素番茄紅素番茄紅素胡蘿卜素分類：-胡蘿卜素，-胡蘿卜素，-胡蘿卜素和番茄紅素胡蘿卜

19、，甘薯，蛋黃，牛奶中- - -胡蘿卜素含量較高番茄紅素是番茄的主要色素，也廣泛存在于西瓜，南瓜，柑橘，杏和桃等水果中。脂溶性，具有許多共軛雙鍵，極容易被氧化v番茄紅素:一種很強(qiáng)的抗氧化劑，具有很強(qiáng)的清除自由基的能力。一種很強(qiáng)的抗氧化劑，具有很強(qiáng)的清除自由基的能力。v在清除人體在清除人體“萬(wàn)病之源萬(wàn)病之源”自由基方面，番茄紅素的作用比自由基方面，番茄紅素的作用比-胡蘿卜素胡蘿卜素更強(qiáng)大。更強(qiáng)大。葉黃素結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì):v是胡蘿卜素類的是胡蘿卜素類的含氧衍生物含氧衍生物，在其分子中含有羥基、在其分子中含有羥基、甲氧基、羧基、酮基或環(huán)氧基。種類比胡蘿卜素類甲氧基、羧基、酮基或環(huán)氧基。種類

20、比胡蘿卜素類多。多。廣泛存在于生物材料中，含胡蘿卜素的生物組廣泛存在于生物材料中，含胡蘿卜素的生物組織中往往也含有葉黃素?？椫型埠腥~黃素。v葉黃素的種類很多，如葉黃素的種類很多，如葉黃素葉黃素(金盞花、綠葉金盞花、綠葉)、辣、辣椒紅素椒紅素(紅辣椒紅辣椒)、柑橘黃素、玉米黃素、柑橘黃素、玉米黃素(玉米、柑橘、玉米、柑橘、蘑菇蘑菇)、蝦青素、蝦青素(蝦、蟹、牡蠣蝦、蟹、牡蠣)。葉黃素v葉黃素的作用葉黃素的作用:v又名又名“植物黃體素植物黃體素”，是構(gòu)成視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域，是構(gòu)成視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的主要色素，其作用主要有：的主要色素，其作用主要有： 保護(hù)視力保護(hù)視力，降低白內(nèi)障的發(fā)生率，防治糖尿，降低白內(nèi)障的發(fā)生率，防治糖尿病性視網(wǎng)膜病變病性視網(wǎng)膜病變抗氧的作用抗氧的作用延緩動(dòng)脈硬化作用延緩動(dòng)脈硬化作用 抗癌作用抗癌作用v、下列色素不屬于葉黃素類的是（ ）vA隱黃素B柑橘黃素vC辣椒紅素D番茄紅素D蝦青素v蝦青素是由幾種藻類和浮游生物產(chǎn)生的。蝦青素是由幾種藻類和浮游生物產(chǎn)生的。v作用作用:v1、抗氧化作用、抗氧化作用v2、抗腫瘤作用、抗腫瘤作用v3、增強(qiáng)免疫作用、增強(qiáng)免疫作用 蝦青素能促進(jìn)抗體產(chǎn)生，分泌蝦青素能促進(jìn)抗體產(chǎn)生，分泌IgM和和IgG的細(xì)