食品化学第八章色素.ppt

1、为为了了提提高高绿绿色色蔬蔬菜菜的的色色泽泽稳稳定定性性，采采用用下下列列的的 处处理可以改善加工蔬菜的色泽品质。理可以改善加工蔬菜的色泽品质。A 加入一些有机酸加入一些有机酸 B 加入一些锌离子加入一些锌离子 C 增加水分活度增加水分活度 D 乳酸菌发酵乳酸菌发酵思考题思考题1 1第七章第七章 色素色素PigmentsPigments第一节第一节 概述概述 第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素 第三节第三节 合成食品着色剂合成食品着色剂2 2 人肉眼观察到的颜色是由于人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（物质吸收了可见光区（400800nm）的）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。光的互补色。第一节第一节 概述概述IntroductionIntroduction食品质量与颜色食品质量与颜色食品的颜色与消费者食品的颜色与消费者色素、护色、染色色素、护色、染色3IntroductionIntroduction食品呈色的机理食品呈色的机理色素色素能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质。能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质。食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，专门用于食品染色的食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，专门用于食品染色的添加剂称为食品着色剂。添加剂称为食品着色剂。发色团发色团凡是分子在紫外及可见光区域内（凡是分子在紫外及可见光区域内（200800nm）有吸）有吸收峰的基团都称为发色基团，如收峰的基团都称为发色基团，如CC、CO、CHO、COOH、NN、NO、NO2、CS等。等。助色团助色团与发色基团直接相连接的与发色基团直接相连接的OH、OR、NH2、NR2、SH、Cl、Br等官能团也可使色素的吸收光向长波方向等官能团也可使色素的吸收光向长波方向移动，它们被称为助色基团。移动，它们被称为助色基团。第一节第一节 概述概述4 4食品色素分类食品色素分类第一节第一节 概述概述IntroductionIntroduction根据来源分类根据来源分类 根据溶解性质分类根据溶解性质分类 根据化学结构分类根据化学结构分类5 5 由四个由四个吡咯吡咯联成的环称联成的环称为为卟啉卟啉类化合物。类化合物。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food一、叶绿素一、叶绿素（Chlorophylls Chlorophylls）1、结构、结构6 6第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food叶绿素叶绿素a、b的结构的结构植醇植醇丙酸丙酸观察几种衍生物区别观察几种衍生物区别 p2967 7第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2、基本性质、基本性质q 脂溶性脂溶性q 与蛋白质结合，叶绿体与蛋白质结合，叶绿体q 对光、热敏感对光、热敏感q 酸性条件下易被氢取代酸性条件下易被氢取代 Mg离子离子q 镁离子可被铜、锌、铁取代镁离子可被铜、锌、铁取代8 8第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food酶促变化酶促变化 叶绿素酶叶绿素酶植醇酯键水解，脱植。植醇酯键水解，脱植。脂酶、蛋白酶、果胶酯酶、脂氧合酶和过氧化氢酶等。脂酶、蛋白酶、果胶酯酶、脂氧合酶和过氧化氢酶等。3、叶绿素在食品加工和储藏中的变化、叶绿素在食品加工和储藏中的变化9 9热和酸引起的变化热和酸引起的变化第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food 初期加热变化初期加热变化 产生游离叶绿素产生游离叶绿素 pH降低诱发脱镁，进而生降低诱发脱镁，进而生成焦脱镁叶绿素成焦脱镁叶绿素1010叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素（绿色，脂溶性）-植醇植醇叶绿素酶叶绿素酶（绿色，水溶性）脱植叶绿素（绿色，水溶性）脱植叶绿素脱镁叶绿素（橄榄绿脱镁叶绿素（橄榄绿 ，脂溶性），脂溶性）-Mg2+酸酸/热热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）-Mg2+酸酸/热热-COCH3热热焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）-COCH3热热第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food酶促、酸、热同时作用时，叶绿素的变化酶促、酸、热同时作用时，叶绿素的变化11第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food光解光解叶绿素叶绿素线性四吡咯结构线性四吡咯结构光解光解甘油（主要）甘油（主要）乳酸、柠檬酸、琥珀酸和乳酸、柠檬酸、琥珀酸和丙二酸（微量）丙二酸（微量）12124、护绿方法、护绿方法v 加碱护绿加碱护绿v 高温瞬时灭菌高温瞬时灭菌v 加入铜盐和锌盐加入铜盐和锌盐v气调保鲜、脱水、避光等气调保鲜、脱水、避光等第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food13第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food二、血红素二、血红素（HaemachromeHaemachrome）1、结构、结构2+血红素是亚铁卟啉化合物血红素是亚铁卟啉化合物1414血红蛋白血红蛋白(Hemoglobin)和肌红蛋和肌红蛋白白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素是动物肌肉的主要色素蛋白质。蛋白质。血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。配位数为六的化合物。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food1、结构、结构肌红蛋白结构简图肌红蛋白结构简图组氨酸残基组氨酸残基的咪唑基的咪唑基1515肌红蛋白的立体示意图肌红蛋白的立体示意图第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in FoodP301表表1616 2、性质、性质（1 1）氧合作用：）氧合作用：）氧合作用：）氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。（2 2）氧化作用：）氧化作用：）氧化作用：）氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。铁血红素的作用被称为氧化作用。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food17高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色褐色肌红蛋白肌红蛋白（myoglobin）紫红色紫红色氧合肌红蛋白氧合肌红蛋白（oxymyoglobin）鲜红色鲜红色第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food18 氧分压对三种肌红蛋白的影响氧分压对三种肌红蛋白的影响q低氧压时低氧压时(120mm汞柱汞柱)主要为氧化作用；主要为氧化作用；q高氧压时高氧压时 主要为氧合作用。主要为氧合作用。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food020406080100120140160100氧气分压氧气分压(1133.32Pa)肌红蛋白肌红蛋白氧合肌红蛋白氧合肌红蛋白高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白1919 n n肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白+H+H2 2OO2 2 胆绿蛋白胆绿蛋白胆绿蛋白胆绿蛋白肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白+H+H2 2S S 硫代肌红蛋白硫代肌红蛋白硫代肌红蛋白硫代肌红蛋白n n鲜肉热加工时，肉变褐色。鲜肉热加工时，肉变褐色。鲜肉热加工时，肉变褐色。鲜肉热加工时，肉变褐色。肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白肌红蛋白 肌色原肌色原肌色原肌色原 （球蛋白变性）（球蛋白变性）（球蛋白变性）（球蛋白变性）高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白 高铁肌色原高铁肌色原高铁肌色原高铁肌色原 （球蛋白变性）（球蛋白变性）（球蛋白变性）（球蛋白变性）第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food20203、腌制肉的发色、腌制肉的发色第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodq加入了硝酸盐或亚硝酸加入了硝酸盐或亚硝酸盐作为发色剂盐作为发色剂q颜色更鲜艳诱人颜色更鲜艳诱人q对热、氧的耐性更强对热、氧的耐性更强2121细菌还原作用细菌还原作用pH5.46.0 最适最适岐化反应岐化反应肉内固有的还原剂肉内固有的还原剂肌红蛋白肌红蛋白亚硝基肌红蛋白亚硝基肌红蛋白亚硝基肌色原亚硝基肌色原高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白亚硝基高铁肌红蛋白亚硝基高铁肌红蛋白NONO加热加热还原剂还原剂（深红色）（深红色）（褐色）（褐色）（紫红色）（紫红色）（亮红色，不稳定）（亮红色，不稳定）（稳定的粉红色稳定的粉红色）第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2222n硝酸盐和亚硝酸盐还具有防腐功能，但过量有害。硝酸盐和亚硝酸盐还具有防腐功能，但过量有害。n发色助剂的添加。发色助剂的添加。乳酸、乳酸、L-抗坏血酸（盐）等。抗坏血酸（盐）等。n腌肉制品见光褐变。腌肉制品见光褐变。亚硝基肌红蛋白、亚硝基肌色原亚硝基肌红蛋白、亚硝基肌色原肌红蛋白、肌红蛋白、肌色原肌色原高铁肌红蛋白、高铁肌色原。高铁肌红蛋白、高铁肌色原。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2323鲜肉真空密封配合除氧剂鲜肉真空密封配合除氧剂气调或气控配合除氧剂（气调或气控配合除氧剂（co2）腌肉避光和除氧腌肉避光和除氧4、肉和肉制品的护色、肉和肉制品的护色第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2424三、类胡萝卜素三、类胡萝卜素（CarotenoidsCarotenoids ）类胡萝卜素类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动植物食品显现是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。动植物中分布广泛。黄色和红色的脂溶性色素。动植物中分布广泛。纯碳氢化合物组成的共轭多烯（胡萝卜素类）纯碳氢化合物组成的共轭多烯（胡萝卜素类）上述化合物的含氧衍生物（叶黄素类）上述化合物的含氧衍生物（叶黄素类）类胡萝卜素包括类胡萝卜素包括第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2525-胡萝卜素胡萝卜素 -胡萝卜素胡萝卜素1、结构、结构第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodp306p306胡萝卜素类胡萝卜素类 -胡萝卜素胡萝卜素、-胡萝卜素、胡萝卜素、-胡萝卜素、番茄红素胡萝卜素、番茄红素2626玉米黄素玉米黄素(zeaxanthin)辣椒红素辣椒红素(capsanthin)第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodp308p308叶黄素类叶黄素类2727第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2、性质、性质q绝大多数是脂溶性，个别亲水（提取时注意）；绝大多数是脂溶性，个别亲水（提取时注意）；q具有适度的热稳定性；具有适度的热稳定性；q热、酸或光的作用下很容易发生异构化热、酸或光的作用下很容易发生异构化（叶黄素类颜色变化不明显）（叶黄素类颜色变化不明显）；q易发生氧化而降解，且产物复杂；易发生氧化而降解，且产物复杂；q类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶等迅速降解；类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶等迅速降解；q某些某些类胡萝卜素可以作为一种类胡萝卜素可以作为一种单线态氧、自由基单线态氧、自由基猝灭剂。猝灭剂。28283、类胡萝卜素的稳定性、类胡萝卜素的稳定性在一般加工和贮藏条在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。件下是相对稳定。加加热热或或热热灭灭菌菌会会诱诱导导顺顺/反异构化反应。反异构化反应。反反-胡萝卜素胡萝卜素顺顺-胡萝卜素胡萝卜素分裂产品、挥发性产品分裂产品、挥发性产品单单-环氧化物、双环氧化物、双-环氧化环氧化物、羰基化合物、醇类等物、羰基化合物、醇类等氧氧化化热热挤压加工挤压加工非常高的温度非常高的温度第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2929四、花色苷类四、花色苷类（AnthocyansAnthocyans ）1、结构、结构 花色苷是花青素的糖苷，花色苷是花青素的糖苷，具有具有C6C3C6碳的骨架机构。碳的骨架机构。所有花色苷都具有所有花色苷都具有2-苯基苯基-苯苯并吡喃阳离子并吡喃阳离子结构。结构。p310+第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food3030食品中较重要的食品中较重要的 6 种花色素种花色素第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in FoodP310图图31第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2、性质、性质q水溶性水溶性:花色苷花色苷 花青素；花青素；q颜色差异由于取代基种类和数量；颜色差异由于取代基种类和数量；p310p310q花色苷的羰基有时被脂肪族或芳香族的有机酸酰化；花色苷的羰基有时被脂肪族或芳香族的有机酸酰化；q植物中所含的种类数量差异很大。植物中所含的种类数量差异很大。3232第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food3、影响花色苷稳定性的因素、影响花色苷稳定性的因素q pH值值 p311图图-312图图 酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。酸性条件下呈色效果好酸性条件下呈色效果好 3333C C：查尔酮（无色）：查尔酮（无色）B B：甲醇假碱（无色）：甲醇假碱（无色）AHAH+:花色花色羊羊阳离子阳离子（红）（红）A A：醌型碱（蓝）：醌型碱（蓝）+H+锦葵色素锦葵色素-3-3-葡萄糖苷不同葡萄糖苷不同pHpH时的结构变化时的结构变化第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food3434受受 pHpH变变 化化 的的影影 响响，在在pH0.71pH0.71时时 为为深深 红红 色色，pHpH升升高高色色素素转转变变成成蓝蓝色色醌醌式碱。式碱。花青素花青素-3-鼠李葡糖苷在鼠李葡糖苷在pH0.714.02缓冲液中的吸收光缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为谱，色素浓度为1.610-2g/L 第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food红光波长红光波长620-760，蓝光波长蓝光波长4703535亚硫酸盐与花色苷的反应亚硫酸盐与花色苷的反应 花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂和还原剂非常敏感。如和还原剂非常敏感。如在贮藏和加工时添加在贮藏和加工时添加亚硫酸盐或二氧化硫亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色可导致花色素苷迅速褪色。q 氧化剂与还原剂氧化剂与还原剂第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food3636q温度温度 加热，平衡加热，平衡 查尔酮。查尔酮。冷却并酸化，花色苷冷却并酸化，花色苷 阳离子。阳离子。加热会加速花色苷的降解，温度越高变色越快。加热会加速花色苷的降解，温度越高变色越快。q 光照光照 有利于花色苷的生物合成；引起花色苷的降解；有利于花色苷的生物合成；引起花色苷的降解；其他辐照也能引起花色苷降解。其他辐照也能引起花色苷降解。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food3737第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodq 二氧化硫的影响二氧化硫的影响 可逆可逆 5002000 g/g 不可逆不可逆 二氧化硫会作用于花色苷的二氧化硫会作用于花色苷的C4而生成了一种无色物质。而生成了一种无色物质。花色苷亚硫酸盐复合物（无色）花色苷亚硫酸盐复合物（无色）q 糖及其降解产物糖及其降解产物 高浓度的糖有利于花色苷的稳定。高浓度的糖有利于花色苷的稳定。低时花色苷的降解或变色加速。低时花色苷的降解或变色加速。3838第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodq 金属离子的影响金属离子的影响(Al3+、Fe3+)花色苷的相邻羟基可与多价金属离子形成螯合物而改变颜色。花色苷的相邻羟基可与多价金属离子形成螯合物而改变颜色。3939q 缩合缩合第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Foodq 水解水解 酸水解：花青素和糖酸水解：花青素和糖 酶水解：葡萄糖苷酶、多酚氧化酶酶水解：葡萄糖苷酶、多酚氧化酶红移作用红移作用与亲核化合物生成无色物质与亲核化合物生成无色物质4040第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food五、类黄酮化合物五、类黄酮化合物（FlavonoidsFlavonoids ）1、结构、结构 类黄酮的基本结构类黄酮的基本结构：2-苯基苯基-苯并吡喃酮苯并吡喃酮 最重要的类黄酮化合物是最重要的类黄酮化合物是黄酮黄酮(flavone)和和黄酮醇黄酮醇(flavonol)的衍生物的衍生物 黄酮（黄酮（2-2-苯基苯基-苯并吡喃酮）苯并吡喃酮）黄酮醇黄酮醇4141v水溶、类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。水溶、类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。v类类黄黄酮酮在碱性溶液中易开在碱性溶液中易开环环生成生成查查耳耳酮酮型型结结构而呈黄色、橙构而呈黄色、橙色或褐色，加有机酸控制和逆色或褐色，加有机酸控制和逆转转。v类黄酮可与金属离子生成络合物，呈色效应强。类黄酮可与金属离子生成络合物，呈色效应强。v类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food2、性质、性质4242q类黄酮具有抗氧化作用类黄酮具有抗氧化作用。q扩张血管、降血脂、清除胆固醇、防止心脑血管疾病等。扩张血管、降血脂、清除胆固醇、防止心脑血管疾病等。q柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P P。此外，柑桔类黄酮。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。还应用于室内除臭和消毒。3、类黄酮类黄酮在食品中的重要性在食品中的重要性第二节第二节 食品中的天然色素食品中的天然色素Natural PNatural Pigments in Foodigments in Food4343第三节第三节 合成食品着色剂合成食品着色剂Artificial ColorsArtificial Colors GB2760-2011食品添加剂使用食品添加剂使用卫生标准卫生标准规定允许使用的人工合规定允许使用的人工合成色素主要有：成色素主要有：苋菜红苋菜红 胭脂红胭脂红 柠檬黄柠檬黄 日落黄日落黄靛靛 蓝蓝 亮亮 蓝蓝赤藓红赤藓红新新 红红4444食品调色注意事项食品调色注意事项1、色素的配制、色素的配制 浓度浓度 时间时间 水水 器皿器皿2、色调的选择与拼色、色调的选择与拼色 品质品质 美学美学 习惯习惯3、安全性、安全性4、注意现行的国家及国际相关标准要求、注意现行的国家及国际相关标准要求第三节第三节 合成食品着色剂合成食品着色剂Artificial ColorsArtificial Colors45454646