色素與著色劑課件

1、第八章 色素與著色劑第1頁(yè)，共72頁(yè)。第一節(jié) 概述第2頁(yè)，共72頁(yè)?？梢?jiàn)光：波長(zhǎng)在400780nm范圍紫外光：波長(zhǎng)在200400nm范圍紅外光：波長(zhǎng)在7802000nm范圍第3頁(yè)，共72頁(yè)。物質(zhì)吸收的光互補(bǔ)色波長(zhǎng)（nm）相應(yīng)顏色400430紫綠430460藍(lán)黃460490青橙490570綠紅紫570600黃藍(lán)600630橙青630780紅藍(lán)綠表8-1 不同波長(zhǎng)光的顏色及其互補(bǔ)色第4頁(yè)，共72頁(yè)。C=CC=O（羰基） N=N（偶氮基） OCH（醛基）OCOH（羧基） NO（亞硝基） 典型生色基 第5頁(yè)，共72頁(yè)。助色基 ClBrOHORNR2NH2SR 使共軛鍵或生色基的吸收波段紅移幫助顯色 自

2、身的吸收波長(zhǎng)在紫外區(qū) 第6頁(yè)，共72頁(yè)。色素：食品中呈現(xiàn)顏色的物質(zhì)色素 = 生色基 + 助色基色素有天然色素和人工合成色素之分第7頁(yè)，共72頁(yè)。食物天然色素的分類按來(lái)源分動(dòng)物色素植物色素微生物色素按溶解性分脂溶性色素水溶性色素按化學(xué)結(jié)構(gòu)分吡咯類色素多烯類色素酚類色素酮醌類色素其它類色素第8頁(yè)，共72頁(yè)。第二節(jié) 吡咯色素第9頁(yè)，共72頁(yè)。吡咯類色素：以四個(gè)吡咯環(huán)的-碳原子通過(guò)四個(gè)次甲基相連而成的卟吩為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的天然色素。食品中的吡咯類色素動(dòng)物組織中的血紅素植物組織中的葉綠素卟吩結(jié)構(gòu)式 第10頁(yè)，共72頁(yè)。一、血紅素鐵卟啉衍生物，主要存在于動(dòng)物肌肉和血液中肌肉紅色來(lái)自于肌紅蛋白(7080)和血紅蛋

3、白(2030)放血后色澤的90以上是由肌紅蛋白產(chǎn)生量隨著動(dòng)物的種類、年齡、性別而改變魚(yú)類毛細(xì)血管少，白色是魚(yú)肉的特征肌肉組織尚有少量其他色素，細(xì)胞色素，酶和維生素B12等第11頁(yè)，共72頁(yè)。肉中的主要色素第12頁(yè)，共72頁(yè)。（一）血紅素的結(jié)構(gòu)亞鐵離子+卟啉=鐵卟啉化合物4個(gè)吡咯環(huán)的中央有 1個(gè)鐵原子肌紅蛋白（Mb）1分子亞鐵血紅素1分子153個(gè)AA珠蛋白 血紅蛋白4個(gè)肌紅蛋白第13頁(yè)，共72頁(yè)。組氨酸殘基上的咪唑環(huán) 6個(gè)配位鍵珠蛋白 第14頁(yè)，共72頁(yè)。（二）血紅素的性質(zhì)血紅蛋白（紫紅色） 氧合血紅蛋白（鮮紅色）肌紅蛋白（紫紅色） 氧合肌紅蛋白（鮮紅色）第15頁(yè)，共72頁(yè)。棕褐色高鐵肌紅蛋白肌

4、紅蛋白 有氧時(shí)加熱 第16頁(yè)，共72頁(yè)。（三）肉及肉制品的護(hù)色采用真空包裝低溫存貯充氣包裝添加抗氧化劑抑菌腌制 第17頁(yè)，共72頁(yè)。在酸性條件和還原性細(xì)菌作用下硝酸鹽變成亞硝酸鹽 NaNO3NaNO2H2O亞硝酸鹽在微酸性條件下形成亞硝酸肉中的酸性環(huán)境是由于肌肉中的糖原無(wú)氧降解產(chǎn)生的乳酸造成NaNO2HNO2亞硝酸在還原性物質(zhì)作用下發(fā)生歧化反應(yīng)形成一氧化氮3HNO2HNO32NOH2O肌紅蛋白與NO反應(yīng)，生成紅色的亞硝基肌紅蛋白，當(dāng)加熱時(shí)可生成穩(wěn)定的粉紅色的亞硝基肌血色原，使肉制品的顏色基本保持不變化MbNOMbNO亞硝基肌血色原為了使NO易于產(chǎn)生，采用復(fù)合鹽腌制，即在食鹽中添加亞硝酸鹽和抗壞

5、血酸（AH2）?？箟难岱Q為發(fā)色助劑。AH22HNO22NO2H2OA第18頁(yè)，共72頁(yè)。二、葉綠素是一切綠色植物綠色的來(lái)源是植物進(jìn)行光合作用所必須的催化劑使光能變成化學(xué)能貯存在綠色植物中，故又稱為光敏化劑第19頁(yè)，共72頁(yè)。葉綠醇葉綠酸 （一）葉綠素的結(jié)構(gòu)卟啉結(jié)構(gòu)第20頁(yè)，共72頁(yè)。葉綠素與血紅素的不同點(diǎn)：（1）側(cè)基不同。（2）卟啉結(jié)構(gòu)中的金屬元素是鎂。第21頁(yè)，共72頁(yè)。（二）葉綠素的性質(zhì)在酸性條件下，葉綠素分子中的鎂離子可被兩個(gè)氫離子代替，生成暗綠色至綠褐色的脫鎂葉綠素。綠色的黃瓜、豆角等蔬菜經(jīng)腌漬后，會(huì)變成暗綠色 第22頁(yè)，共72頁(yè)。氧化作用加氧葉綠素（呈藍(lán)綠色）進(jìn)一步氧化四吡咯環(huán)破裂

6、無(wú)色的分解產(chǎn)物光降解反應(yīng)葉綠素顏色消失植物衰老從組織中提取出葉綠素在加工過(guò)程中導(dǎo)致細(xì)胞損傷葉綠素酶的作用水解脫葉綠醇基葉綠素（綠色）+葉綠醇 分解褪色 葉綠素受到保護(hù)第23頁(yè)，共72頁(yè)。堿性溶液弱堿性溶液中較穩(wěn)定葉綠素及葉綠酸分子中的鎂離子可被銅、鐵、鋅等金屬離子取代，仍為綠色，對(duì)光和熱較穩(wěn)定。加熱則分解成葉綠醇、甲醇和水溶性的葉綠酸，該酸呈綠色，且比較穩(wěn)定。堿液濃度較高時(shí)，生成葉綠酸鹽，也顯綠色。 葉綠素a 葉綠酸（鮮綠） 葉綠醇第24頁(yè)，共72頁(yè)。（三）綠色果蔬加工中葉綠素的破壞及保護(hù)綠色果蔬加工（熱加工）使葉綠體中的蛋白質(zhì)變性釋放葉綠素；細(xì)胞中的有機(jī)酸釋放出使游離的葉綠素全部脫鎂成為脫鎂

7、葉綠素顏色變暗；游離的葉綠素在加熱發(fā)生光氧化反應(yīng)四吡咯環(huán)被破壞形成無(wú)色的產(chǎn)物致使綠色的果蔬發(fā)生變色或褪色影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。第25頁(yè)，共72頁(yè)。護(hù)綠措施：1、綠色果蔬在加工之前用弱堿性溶液處理，以提高pH值，能防止脫鎂葉綠素的形成，以保持果蔬的鮮綠色，但堿濃度過(guò)大時(shí)，易損害植物的組織及其風(fēng)味，維生素C也易破壞。2、用銅或鐵、鋅鹽溶液浸泡果蔬，以銅、鐵、鋅等離子取代鎂離子，可以形成比較穩(wěn)定的綠色。使用銅鹽時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)漂洗，避免銅離子超標(biāo)第26頁(yè)，共72頁(yè)。3、對(duì)果蔬進(jìn)行加熱漂燙滅酶?？膳懦呓M織中的氧氣，以避免高溫處理時(shí)的氧化變色。4、葉綠素在低溫或干燥狀態(tài)時(shí)，性質(zhì)比較穩(wěn)定。以低溫貯存的果蔬和脫

8、水干燥的果蔬能較好地保持其鮮綠色。5、用葉綠酸銅鈉鹽進(jìn)行染色。將菠菜、蠶糞等富含葉綠素的材料用堿性乙醇提取、皂化，再以硫酸銅處理，使卟啉中的鎂離子為銅離子所取代而得。第27頁(yè)，共72頁(yè)。第八組作業(yè)：在綠色果蔬加工特別是熱加工中為什么要進(jìn)行護(hù)綠？護(hù)綠的措施主要有哪些？第28頁(yè)，共72頁(yè)。第三節(jié) 多烯色素第29頁(yè)，共72頁(yè)。多烯色素：由異戊二烯殘基為單位組成的共軛雙鍵長(zhǎng)鏈為基礎(chǔ)的一類色素最早發(fā)現(xiàn)的是存在于胡蘿卜肉中的紅橙色色素即胡蘿卜素這類色素總稱為類胡蘿卜素動(dòng)物體內(nèi)不能合成類胡蘿卜素，但可通過(guò)日常膳食獲得并在體內(nèi)積累一些類胡蘿卜素如胡蘿卜素等在動(dòng)物體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為ViA，稱為VitA元第30頁(yè)，共7

9、2頁(yè)。類胡蘿卜素分類按其組成可分為兩大類：胡蘿卜素類：結(jié)構(gòu)特征為由碳?xì)鋬煞N元素組成的共軛多烯烴，呈紅色或紅黃色，又稱為葉紅素類。葉黃素類：結(jié)構(gòu)特征為由碳?xì)溲跞N元素組成的共軛多烯烴的含氧衍生物，呈淺黃、黃或橙黃色。按其結(jié)構(gòu)中是否含有碳環(huán)可分為三大類：無(wú)環(huán)類胡蘿卜素：番茄紅素單環(huán)類胡蘿卜素：胡蘿卜素雙環(huán)類胡蘿卜素：胡蘿卜素及胡蘿卜素第31頁(yè)，共72頁(yè)。一、類胡蘿卜素的化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有大量的共軛雙鍵，形成發(fā)色基團(tuán)，產(chǎn)生顏色。由8個(gè)異戊二烯單位組成，連接方式是以頭尾或尾尾，在分子中心的左右對(duì)稱，分子兩端連接兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)、一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)和一個(gè)開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)、兩個(gè)開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)。天然的類胡蘿卜素幾乎均為全反式結(jié)構(gòu)

10、，只有在一些藻類中可發(fā)現(xiàn)極少數(shù)的類胡蘿卜素具有順式構(gòu)型。第32頁(yè)，共72頁(yè)。（一）胡蘿卜素類是番茄紅素的衍生物 番茄紅素番茄紅素的一端或兩端環(huán)構(gòu)化，便形成了同分異構(gòu)體、及胡蘿卜素 第33頁(yè)，共72頁(yè)。表82 胡蘿卜素類端環(huán)結(jié)構(gòu)比較紫羅酮環(huán)的類胡蘿卜素才有VitA元的功能 可生成兩分子VitA 可生成一分子VitA 可生成一分子VitA 第34頁(yè)，共72頁(yè)。（二）葉黃素類是番茄紅素和胡蘿卜素的加氧衍生物 葉黃素：綠葉在綠葉中的含量常為葉綠素的兩倍柑桔、蛋黃玉米黃素：玉米、辣椒、桃、柑桔、蘑菇、蛋黃隱黃素：南瓜、黃玉米、辣椒、柑桔、蛋黃番茄黃素：番茄番茄葉黃素：番茄辣椒紅素：紅辣椒辣椒玉紅素：紅辣

11、椒柑桔黃素：柑桔皮、辣椒等蝦黃素：蝦、蟹、牡蠣、沙門魚(yú)、昆蟲(chóng)等體與蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)為藍(lán)色，蝦、蟹煮熟后蛋白質(zhì)與色素的結(jié)合被破壞，蝦黃素被氧化為磚紅色。第35頁(yè)，共72頁(yè)。二、類胡蘿卜素的性質(zhì)有較強(qiáng)的親脂性，幾乎不溶于水。具有高度共軛雙鍵的發(fā)色團(tuán)和含有羥基等助色團(tuán)，具有從黃色到紅色等系列不同的顏色。類胡蘿卜素的雙鍵位置和基團(tuán)的不同，其吸收光譜也不同雙鍵的順?lè)礃?gòu)型對(duì)顏色也有影響全反式構(gòu)型的化合物顏色較深順式雙鍵數(shù)目增加，顏色變淺第36頁(yè)，共72頁(yè)。能以游離態(tài)存在于植物組織或脂類介質(zhì)溶液中，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。 與蛋白質(zhì)結(jié)合不僅可以保持色素穩(wěn)定，而且可以改變顏色耐pH值變化

12、較耐熱在Zn、Cu、Sn、Al、Fe等金屬離子存在下，也不易破壞可以發(fā)生氧化作用，包括酶促氧化、光敏氧化和自動(dòng)氧化等，脂肪氧合酶可促進(jìn)類胡蘿卜素的氧化第37頁(yè)，共72頁(yè)。三、類胡蘿卜素在食品加工中的穩(wěn)定性及應(yīng)用大多數(shù)水果和蔬菜中的類胡蘿卜素在一般加工和儲(chǔ)藏條件下是相對(duì)穩(wěn)定的。食品中類胡蘿卜素被破壞的主要原因：光敏氧化作用雙鍵過(guò)氧化后發(fā)生裂解，使顏色褪去；高溫加熱誘導(dǎo)類胡蘿卜素順?lè)串悩?gòu)化反應(yīng)，產(chǎn)生一定量的順式異構(gòu)體，不會(huì)影響色素的顏色，僅發(fā)生輕微的光譜位移，卻降低了VitA原的活性。第38頁(yè)，共72頁(yè)。第三節(jié) 酚類色素第39頁(yè)，共72頁(yè)。酚類色素：苯環(huán)上具有兩個(gè)或兩個(gè)以上-OH 是自然界分布最廣

13、的一類水溶性色素最常見(jiàn)的三種類型花青素花黃素鞣質(zhì)母核是苯環(huán)和吡喃環(huán)稠合而成 苯并吡喃衍生物 第40頁(yè)，共72頁(yè)。一、花青素類是一大類水溶性植物色素許多水果、蔬菜和花卉之所以呈現(xiàn)鮮艷的顏色，就是由于細(xì)胞汁液中存在這類化合物第41頁(yè)，共72頁(yè)。（一）花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)母核是2苯基苯并吡喃，也稱花色基元 氧帶有正電荷 大多數(shù)花青素在花色基元的3，5，7，碳位上有取代羥基 第42頁(yè)，共72頁(yè)?；ㄇ嗨氐难苌铮禾祗每兀航奂t色，存在于草莓、蘋(píng)果中，衍生物有：芍藥色素 矢車菊色素：紫紅色，存在于無(wú)花果、葡萄、茶葉中。最為普遍 飛燕草色素：紫蘭色，存在于茄子、茶葉、石榴中，衍生物有：牽牛色素 錦葵色

14、素 第43頁(yè)，共72頁(yè)。主要花色素的取代基及取代位置 第44頁(yè)，共72頁(yè)。（二）花青素的性質(zhì)1、花青素的顏色與結(jié)構(gòu)的關(guān)系：隨羥基數(shù)量增加，顏色由紅向藍(lán)方向增強(qiáng)。隨著甲氧基增多，顏色向紅色方向變動(dòng)。在C2位接上糖苷基，色澤加深。第45頁(yè)，共72頁(yè)。2、花青素的顏色和pH值的關(guān)系：花青素分子中吡喃環(huán)上的氧原子是四價(jià)的，所以花青素具有堿的性質(zhì)。花青素含有多個(gè)酚羥基，所以又有酸的性質(zhì)。這就使這類物質(zhì)具有隨介質(zhì)pH值而改變結(jié)構(gòu)，從而改變其顏色。第46頁(yè)，共72頁(yè)。矢車菊色素的變化 11第47頁(yè)，共72頁(yè)。3、氧氣與抗壞血酸的影響花色素的不飽和性使得對(duì)氧比較敏感防止果汁變色要盡量裝滿采用充氮貯存果汁中花色

15、苷和抗壞血酸會(huì)同時(shí)消失由于抗壞血酸氧化時(shí)產(chǎn)生的H2O2誘導(dǎo)了花色苷的降解銅能加速抗壞血酸的氧化，最終使果汁變成棕褐色第48頁(yè)，共72頁(yè)。4、光會(huì)加速花色苷的降解5、糖及其降解產(chǎn)物的影響高濃度的糖有利于花色苷的穩(wěn)定因?yàn)楦邼舛忍强山档退只疃鹊蜐舛鹊奶菚?huì)加速花色苷降解第49頁(yè)，共72頁(yè)。6、金屬離子的影響采用涂料金屬罐保護(hù)罐裝果蔬原有顏色相鄰羥基可以螯合多價(jià)的金屬離子，使花色苷的顏色由紅轉(zhuǎn)變成紫某些金屬離子會(huì)造成果汁等變色梨、桃、荔枝等水果會(huì)產(chǎn)生粉紅色在酸性條件下熱誘導(dǎo)花色素轉(zhuǎn)變成花色苷，再與金屬離子形成絡(luò)合物第50頁(yè)，共72頁(yè)。7、SO2的影響漂白時(shí)生成了一種無(wú)色的物質(zhì)，造成可逆或不可逆地退色或

16、變色為防止細(xì)菌腐敗，用5002000mgkg SO2水溶液處理水果，水果在貯存時(shí)退色，但再用水清洗后，顏色能恢復(fù)少量的SO2可迅速使很多的花色苷失色 顏色變淺第51頁(yè)，共72頁(yè)。（四）無(wú)色花青素最早是用來(lái)命名從未成熟的葡萄和成熟的白桃中提取的無(wú)色或接近無(wú)色的酚類物質(zhì)。廣泛分布于植物界，并且可以轉(zhuǎn)化為有色的花青素?；窘Y(jié)構(gòu)母核是黃烷-3,4-二醇。黃烷-3,4-二醇第52頁(yè)，共72頁(yè)。在實(shí)驗(yàn)條件下，無(wú)色花青素可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的花青素 第53頁(yè)，共72頁(yè)。二、花黃素類又稱黃酮類物質(zhì)廣泛存在于植物的花、果實(shí)、莖、葉細(xì)胞中的一類水溶性色素常呈淺黃色至無(wú)色，并不顯著，偶為鮮明橙黃色第54頁(yè)，共72頁(yè)。（一）

17、花黃素的化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)母核是2-苯基苯并吡喃酮第55頁(yè)，共72頁(yè)。 黃酮 黃酮醇 黃烷酮（二氫黃酮） 黃烷酮醇 黃色黃色無(wú)色無(wú)色第56頁(yè)，共72頁(yè)。1、槲皮素屬黃酮醇，廣泛存在于蘋(píng)果、梨、柑桔、洋蔥、茶葉、蘆筍、玉米、蕎麥、啤酒花中。 5、7、3、4四羥基黃酮醇第57頁(yè)，共72頁(yè)。海棠苷 異槲皮苷（3葡萄糖槲皮苷） 蕓香苷 蘋(píng)果玉米柑橘、蘆筍、蕎麥第58頁(yè)，共72頁(yè)。2、橙皮素屬黃烷酮大量存在于柑桔皮中5、7、3三羥基4甲氧基黃烷酮第59頁(yè)，共72頁(yè)。在7碳位上與蕓香糖成苷稱橙皮苷。橙皮苷 新橙皮苷 第60頁(yè)，共72頁(yè)。3、圣草素屬黃酮，以柑桔類果實(shí)中含量最多在檸檬等柑桔類水果中的7-鼠李糖圣草

18、素稱為圣草苷5，7，3, 4四羥基黃酮 圣草苷 圣草素 第61頁(yè)，共72頁(yè)。4、柚皮素屬黃烷酮類，大量存在于柚汁中，柑桔、檸檬中也存在。在7碳位上與新橙皮糖成苷，稱柚皮苷。5，7，4三羥基黃烷酮 新柚皮苷 柚皮素第62頁(yè)，共72頁(yè)。5、紅花素屬查耳酮類色素，存在于菊科植物紅花的花中，產(chǎn)自西藏、河南、河北、浙江、四川、云南等地。紅花中含紅花紅和紅花黃兩種色素。紅花素微溶于水，而易溶于稀酸或稀堿。 紅花紅（苷） 紅花黃（苷） 第63頁(yè)，共72頁(yè)。（二）花黃素的性質(zhì)在自然情況下，黃酮類物質(zhì)（花黃素）的顏色自淺黃至無(wú)色，鮮見(jiàn)明顯黃色。遇堿后卻會(huì)變成黃色、橙色以至褐色。苯并吡喃酮的1，2碳位間的C-O打

19、開(kāi)成查耳酮型結(jié)構(gòu)第64頁(yè)，共72頁(yè)。遇鐵離子可變成藍(lán)綠色，遇其它金屬顏色也會(huì)加深。在空氣中久置，易氧化而生成褐色沉淀，這是果汁久置變褐原因之一。黃酮類物質(zhì)的酒精溶液，在鎂粉和濃鹽酸作用下，產(chǎn)生還原反應(yīng)，迅速出現(xiàn)紅或紫紅色。黃酮變成橙紅色；黃酮醇變紅色；黃烷酮和黃烷酮醇多變?yōu)樽霞t色。這是因?yàn)辄S酮類還原后形成花青素的結(jié)果。（二）花黃素的性質(zhì)第65頁(yè)，共72頁(yè)。（三）花黃素在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用花黃素類色素顏色較淺，但在食品加工中有可能發(fā)生變色而引起食品顏色的加深。硬水的pH高達(dá)8，一些食物，如土豆、稻米、小麥面粉、蘆筍、荸薺等在堿性水中炊煮會(huì)發(fā)生變黃現(xiàn)象，就是由于黃酮類物質(zhì)遇堿變查耳酮型結(jié)構(gòu)所致。特別黃皮種洋蔥，這現(xiàn)象尤為突出花椰菜和甘藍(lán)也有這種現(xiàn)象水果、蔬菜加工中，用檸檬酸調(diào)整預(yù)煮水的pH值，其目的之一就在控制黃酮類色素的變化。第66頁(yè)，共72頁(yè)。罐藏蘆筍呈淺黃色槲皮素等黃酮與錫反應(yīng)黃酮類的橙皮苷是桔子罐頭和桔子汁出現(xiàn)白濁及結(jié)晶物質(zhì)的原因。第67頁(yè)，共72頁(yè)。