食品化學(xué)-6-添加劑

第六章色素與添加劑PigmentsandColorants第一節(jié)概述第二節(jié)食品中的天然色素第三節(jié)我國(guó)允許使用的合成色素第四節(jié)添加劑人肉眼觀察到的顏色是由于物質(zhì)吸收了可見(jiàn)光區(qū)（400~800nm）的某些波長(zhǎng)的光后，透過(guò)光所呈現(xiàn)出的顏色。即人們看到的顏色是被吸收光的互補(bǔ)色。第一節(jié)概述Introduction食品質(zhì)量與顏色食品中顏色的來(lái)源食品著色劑與食品質(zhì)量第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血紅素（Haemachrome）1、結(jié)構(gòu)2+血紅素是亞鐵卟啉化合物血紅蛋白(Hemoglobin)和肌紅蛋白(Myoglobin)是動(dòng)物肌肉的主要色素蛋白質(zhì)。

血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結(jié)構(gòu)為血紅素中的鐵在卟啉環(huán)平面的上下方再與配位體進(jìn)行配位，達(dá)到配位數(shù)為六的化合物。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血紅素（Haemachrome）1、結(jié)構(gòu)肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖肌紅蛋白的立體示意圖2、性質(zhì)

（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。（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。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血紅素（Haemachrome）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin）褐色肌紅蛋白（myoglobin）紫紅色氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin）鮮紅色氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白的影響低氧壓時(shí)(1~20mm汞柱)

主要為氧化作用；高氧壓時(shí)主要為氧合作用。2、性質(zhì)

第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血紅素（Haemachrome）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血紅素（Haemachrome）3、腌制肉的發(fā)色細(xì)菌還原作用pH5.4～6.0最適岐化反應(yīng)肉內(nèi)固有的還原劑肌紅蛋白氧化氮肌紅蛋白氧化氮肌色原高鐵肌紅蛋白氧化氮高鐵肌紅蛋白NONO加熱還原劑（深紅色）（褐色）（紫紅色）（鮮紅色）（鮮紅色）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、葉綠素（Chlorophylls）1、結(jié)構(gòu)葉綠素a、b植醇第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、葉綠素（Chlorophylls）2、基本性質(zhì)脂溶性與蛋白質(zhì)結(jié)合，葉綠體對(duì)光、熱敏感酸性條件下易被氫取代鎂離子可被銅、鋅、鐵取代第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、葉綠素（Chlorophylls）3、葉綠素的穩(wěn)定性葉綠素（綠色，脂溶性）-植醇葉綠素酶（綠色，水溶性）脫植葉綠素脫鎂葉綠素（橄欖綠，脂溶性）-Mg2+酸/熱脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）-Mg2+酸/熱-COCH3熱焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）-COCH3熱第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、葉綠素（Chlorophylls）4、護(hù)綠方法加堿護(hù)綠高溫瞬時(shí)滅菌加入銅鹽和鋅鹽第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、類胡蘿卜素（Carotenoids）

類胡蘿卜素（carotenoids）是一類使動(dòng)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素（lutein）、堇菜黃質(zhì)（violaxanthin）和新黃質(zhì)（neoxanthin）。①純碳?xì)浠衔锝M成的共軛多烯（烴類胡蘿卜素）②上述化合物的含氧衍生物（氧合葉黃素）類胡蘿卜素包括第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、類胡蘿卜素（Carotenoids）1、結(jié)構(gòu)具有共軛雙鍵，構(gòu)成其發(fā)色基團(tuán)，這類化合物由異戊間二烯單位組成，異戊間二烯單位的連接方式是在分子中心的左右兩邊對(duì)稱。結(jié)構(gòu)特征β-胡蘿卜素第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、類胡蘿卜素（Carotenoids）1、結(jié)構(gòu)玉米黃素(zeaxanthin)辣椒紅素(capsanthin)第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、類胡蘿卜素（Carotenoids）2、性質(zhì)所有類型的類胡蘿卜素都是脂溶性化合物；具有適度的熱穩(wěn)定性；易發(fā)生氧化而褪色，亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速β-胡蘿卜素的氧化；熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生異構(gòu)化；類胡蘿卜素易被組織中存在的脂肪氧合酶迅速降解；某些類胡蘿卜素可以作為一種單重態(tài)氧猝滅劑。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、類胡蘿卜素（Carotenoids）3、類胡蘿卜素的穩(wěn)定性在一般加工和貯藏條件下是相對(duì)穩(wěn)定。加熱或熱滅菌會(huì)誘導(dǎo)順/反異構(gòu)化反應(yīng)。反-β-胡蘿卜素順-β-胡蘿卜素分裂產(chǎn)品、揮發(fā)性產(chǎn)品單-環(huán)氧化物、雙-環(huán)氧化物、羰基化合物、醇類氧化熱擠壓加工非常高的溫度第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）1、結(jié)構(gòu)花色苷被認(rèn)為是類黃酮的一種，具有C6C3C6碳的骨架機(jī)構(gòu)。所有花色苷都具有2-苯基-苯并吡喃陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)。+第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）1、結(jié)構(gòu)食品中較重要的6種花色素第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）2、影響花色苷穩(wěn)定性的因素

pH值

酸度的改變，花色素的結(jié)構(gòu)改變，顏色隨之改變。氧氣與還原劑

對(duì)氧氣比較敏感，有抗壞血酸存在時(shí)，花色苷會(huì)消失。受pH變化的影響，在pH0.71時(shí)為深紅色，pH升高色素轉(zhuǎn)變成藍(lán)色醌式堿?；ㄇ嗨?3-鼠李葡糖苷在pH0.71～4.02緩沖液中的吸收光譜，色素濃度為1.6×10-2g/L光和溫度

光照和加熱會(huì)加速花色苷的降解。糖及其降解產(chǎn)物

高濃度的糖有利于花色苷的穩(wěn)定第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）2、影響花色苷穩(wěn)定性的因素第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）2、影響花色苷穩(wěn)定性的因素

金屬離子的影響(Al3+、Fe3+)

花色苷的相鄰羥基可與多價(jià)金屬離子形成螯合物而改變顏色。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷類（Anthocyans）2、影響花色苷穩(wěn)定性的因素二氧化硫的影響

二氧化硫會(huì)作用于花色苷的C4而生成了一種無(wú)色物質(zhì)?；ㄉ諄喠蛩猁}復(fù)合物（無(wú)色）第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、類黃酮化合物（Flavonoids

）1、結(jié)構(gòu)類黃酮的基本結(jié)構(gòu)：2-苯基-苯并吡喃酮

最重要的類黃酮化合物是黃酮(flavone)和黃酮醇(flavonol)的衍生物。黃酮（2-苯基-苯并吡喃酮）

黃酮醇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(kāi)環(huán)生成查耳酮型結(jié)構(gòu)而呈黃色、橙色或褐色。類黃酮可與金屬離子生成絡(luò)合物。類黃酮色素在空氣中久置，易氧化生成褐色沉淀。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、類黃酮化合物（Flavonoids

）2、性質(zhì)類黃酮具有抗氧化作用。

柑桔類黃酮被稱為生物黃酮，即維生素P。此外，柑桔類黃酮還應(yīng)用于室內(nèi)除臭和消毒。柚皮苷，橙皮苷在堿性條件下加氫開(kāi)環(huán)，是高甜度的新型甜味劑。第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、類黃酮化合物（Flavonoids

）3、類黃酮在食品中的重要性第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood六、甜菜色素類（betalains）1、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C-2和C-15，具有光學(xué)活性。熱和酸

甜菜色素在pH4.0～5.0最穩(wěn)定。氧和光

氧會(huì)加速色素的褪色，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。光加速甜菜色苷降解第二節(jié)食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood六、甜菜色素類（betalains）2、影響其穩(wěn)定性的因素第三節(jié)合成食品著色劑ArtificialColorsGB2760-1996《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定允許使用的人工合成色素主要有：莧菜紅胭脂紅檸檬黃日落黃靛藍(lán)亮藍(lán)赤蘚紅新紅1）食品添加劑的定義為改善食品品質(zhì)和色、香、味、形以及為防腐或根據(jù)加工工藝的需要的而加入食品中的化學(xué)合成的或者天然的物質(zhì).2）食品添加劑的分類按來(lái)源分：天然的和化學(xué)合成的按功能分：防腐劑、漂白劑、發(fā)色劑、著色劑、酸度調(diào)節(jié)劑、抗結(jié)劑、消泡劑、抗氧化劑、膨松劑、穩(wěn)定劑和凝固劑、膠姆糖基礎(chǔ)劑、乳化劑、酶制劑、調(diào)味劑、被膜劑、水分保持劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、甜味劑、增稠劑、香料及其它，共22類第四節(jié)食品添加劑3）食品添加劑的作用食品添加劑的發(fā)展大大地促進(jìn)了食品工業(yè)的發(fā)展，其所以如此，是因?yàn)槭称诽砑觿┚哂幸韵伦饔茫?1)增加食品的保藏性，防止腐敗變質(zhì)(2)改善食品的感官性狀(3)有利于食品加工操作，適應(yīng)生產(chǎn)的機(jī)械化和連續(xù)化(4)保持或提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(5)滿足其他特殊需要

4）食品添加劑的一般要求根據(jù)多年來(lái)的工作，由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)添加劑已作出毒理學(xué)的評(píng)價(jià)，從而規(guī)定了添加劑的“每日允許攝取量”（AcceptedDailyIntake),即ADI值。ADI值，是指人每天允許食用的量，就是說(shuō)，某種化學(xué)物質(zhì)某種化學(xué)物質(zhì)一個(gè)人每天食用同樣的數(shù)量，并且長(zhǎng)期不斷食用下去，對(duì)人體也不致產(chǎn)生危害的劑量。這是通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)的結(jié)果將它應(yīng)用到人類而制定的。ADI=ＭＮＬ／１００ＭＮＬ：為某種添加劑對(duì)動(dòng)物的最大無(wú)作用量１００：安全系數(shù)，根據(jù)種間毒性相差約10倍，而同種動(dòng)物敏感程度不同的個(gè)體，也相差約10倍。10×10＝100，此值是估計(jì)值。國(guó)家批準(zhǔn)使用的大多數(shù)食品添加劑是低毒性的合成物，例如山梨酸如果用在一個(gè)體重50千克的成人身上，每天攝入210克，才可能產(chǎn)生毒性反應(yīng)。按照食品衛(wèi)生規(guī)定山梨酸用于食品中的最高量是50毫克/千克，也就是要每天食用4200千克此食物，才會(huì)造成毒性反應(yīng)。在低劑量下，使用含食品添加劑的食品是絕對(duì)安全的。隨著食品工業(yè)的現(xiàn)代化，食品添加劑的研制和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界目前約有一萬(wàn)多種。我國(guó)允許使用的食品添加劑有20類884個(gè)品種，并且每年都有不少新的品種被批準(zhǔn)使用。

任何對(duì)人體有重要作用的不可缺少的物質(zhì)，都是有一定的限量的，超過(guò)就會(huì)對(duì)人體有害。防腐劑能殺死微生物或抑制其增殖，使食品不致腐敗變質(zhì)。食品防腐劑的用量一般控制在0.1%以內(nèi)。防腐劑常用的有苯甲酸及苯甲酸鈉、山梨酸及山梨酸鉀、對(duì)羧基苯甲酸乙酯等。殺菌劑有漂白粉、漂白精、過(guò)氧醋酸等氧化性殺菌劑，以及亞硫酸及其鹽類的還原性殺菌劑。防腐劑防腐劑氧化會(huì)使食品褪色、維生素破壞，降低食品質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，甚至引起食物中毒。因而抗氧化劑也屬防腐劑。在水果罐頭、飲料中常用抗壞血酸Vc作為抗氧劑，通過(guò)氧化還原反應(yīng)還原高價(jià)的金屬離子，從而保護(hù)食品的色素不致被氧化。氧化酸敗是導(dǎo)致食品敗壞的一大因素?？寡趸瘎┩ǔＳ袃纱箢?，一是油溶性抗氧化劑如丁基羥基茴香醚，二丁基羥基甲苯，沒(méi)食子酸丙酯等；二是水溶性抗氧化劑如L-抗壞血酸，L-抗壞血酸納等?？寡趸瘎┲珓┌l(fā)色劑及發(fā)色助劑有亞硝酸鈉、硝酸鈉、硝酸鉀等，具有發(fā)色、抑菌和增強(qiáng)風(fēng)味的作用。漂白劑有二氧化硫、亞硫酸鈉等，它能破壞、抑制食品的發(fā)色因素，使色素退色或使食品免于褐變。食用色素

產(chǎn)品具有鮮艷的色彩，有促進(jìn)食欲的作用，不少食用天然色素是人們的飲食成分，有的還具有—定的營(yíng)養(yǎng)成分或藥理作用?！吧亍痹谑称诽砑觿┬袠I(yè)里被稱為“著色劑”，它是能使食品著色和改善食品色澤的物質(zhì)。食用天然色素有紅曲色素、紫膠色素、甜菜紅、姜黃、β-胡蘿卜素、葉綠素銅鈉、焦糖等。食用合成色素的使用，必須符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。吊白塊、日落黃、胭脂紅、蘇丹紅，這些都是工業(yè)色素，全球多數(shù)國(guó)家都禁止將它們運(yùn)用到食品生產(chǎn)中。但是由于它們?cè)谥蚋纳莆锲飞珴煞矫娲_實(shí)起到其它東西所不可比擬的作用，而且成本低廉，因此被一些利欲熏心的廠家違法使用。調(diào)味劑調(diào)味劑可以改善食品的感官性，增進(jìn)食欲，而且有些調(diào)味劑還具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值?！趱r味劑賦予產(chǎn)品鮮味為主要目的的添加劑，常用的有谷氨酸鈉、5-肌苷酸鈉等。味精(谷氨酸鈉)是最常見(jiàn)的鮮味劑。在烹調(diào)中不宜長(zhǎng)時(shí)間加熱。味精不是營(yíng)養(yǎng)品，僅作調(diào)味劑，不能當(dāng)滋補(bǔ)品使用，食之過(guò)多對(duì)身體有害?！籼鹞秳┮再x予產(chǎn)品甜味為主要目的的添加劑。按來(lái)源可分為天然甜味劑和合成甜味劑兩大類◆酸味劑賦予產(chǎn)品酸味為主要目的的添加劑。主要的酸味劑是天然的有機(jī)酸味劑如檸檬酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、醋酸、乳酸等。酸味劑能增進(jìn)食欲，還具有一定的防腐作用，有助于鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)的消化吸收。其中檸檬酸廣泛應(yīng)用于各種汽水、飲料、果汁、水果罐頭、蔬菜罐頭等。增稠劑和乳化劑增稠劑和乳化劑是指能改善食品的物理性質(zhì)或狀態(tài)，起到乳化、穩(wěn)定液體的作用，常用于果蔬汁制品和果蔬醬制品中。常用的增稠劑有改性淀粉、瓊脂、明膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、果膠、魔芋粉等。常用的乳化劑有單硬脂酸甘油酯、大豆磷酯、山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸蔗糖酯等。營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑以增強(qiáng)和補(bǔ)充食品的營(yíng)養(yǎng)為目的而使用的化學(xué)食品添加劑。如食用維生素（如VA、VC、VD、VE等）強(qiáng)化食品可補(bǔ)充人體內(nèi)的維生素；以增強(qiáng)和補(bǔ)充食品的營(yíng)養(yǎng)為目的而使用的化學(xué)食品添加劑。如食用維生素（如VA、VC、VD、VE等）強(qiáng)化食品可補(bǔ)充人體內(nèi)的維生素；食用氨基酸強(qiáng)化食品可避免人體內(nèi)氨基酸的缺乏；食用無(wú)機(jī)鹽強(qiáng)化食品（如鈣或鋅強(qiáng)化餅干等）可補(bǔ)充人體內(nèi)某些無(wú)機(jī)鹽。食用加鐵強(qiáng)化醬油、加碘鹽香精香料食用香精是由各種食用香料和許可使用的附加物調(diào)合而成，附加劑包括載體、溶劑、添加劑。載體有蔗糖、糊精、阿拉伯樹(shù)膠等。食用香精的調(diào)配主要是模仿天然瓜果的香氣、食品的香和味，注重于香氣和味覺(jué)的仿真性。膨松劑有堿性膨松劑如碳酸氫鈉、碳酸氫胺，復(fù)合膨松劑是由堿性碳酸鹽類和酸性物質(zhì)及淀粉、脂肪等組成的。鉀明礬是果蔬加工中傳統(tǒng)使用的膨松劑。酶制劑◆從生物體中提取的酶制品稱為酶制劑?！裘钢苿V泛應(yīng)用于食品加工中，在食品加工中應(yīng)用的酶制劑已有60多種，酶制劑的使用可大大縮短工藝時(shí)間,提高原料的利用率和產(chǎn)品的質(zhì)量?！裘钢苿?yīng)用于果蔬加工中如淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、葡萄糖異構(gòu)酶、纖維素酶、脂肪酶等。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，酶制劑在加工中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。5)某些食品添加劑的分析方法防腐劑：苯甲酸和苯甲酸鈉的測(cè)定方法(1)氣相色譜法食品中苯甲酸和苯甲酸鈉由氣相色譜法定量苯甲酸，再乘以適當(dāng)?shù)姆肿恿勘龋蟪霰郊姿徕c的量．食品中含有天然苯甲酸，其定量值應(yīng)為食品中天然和添加的總量．(2)薄層色譜法苯甲酸、苯甲酸鈉經(jīng)分離提純后，用薄層層析分離，在紫外光下或顯色后與標(biāo)準(zhǔn)比較定性與概略定量。(3)紫外分光光度法苯甲酸、苯甲酸鈉在酸性溶液中蒸發(fā)出來(lái)后，在重鉻酸鉀硫酸溶液中氧化除去揮發(fā)性的雜質(zhì)及山梨酸，再進(jìn)行蒸餾分離，蒸餾液在波長(zhǎng)225λ處測(cè)光密度與標(biāo)準(zhǔn)比較定量．本法適用于醬油、醬菜、果汁、果醬等樣品。山梨酸和山梨酸鉀的測(cè)定方法(1)

氣相色譜法食品中的山梨酸和山梨酸鉀可依氣相色譜定量山梨酸，按需要乘以分子量，從而求出山梨酸鉀的量。(2)

比色法山梨酸在酸性條件下蒸出后，再氧化