食品化学第七章色素(一)..ppt

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1、 色素和着色剂色素和着色剂Chapter 7 Pigments and Colorants 本章提要本章提要重点：重点：常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工中发生的重要变化及其条件；食品贮藏和加工中的中发生的重要变化及其条件；食品贮藏和加工中的中发生的重要变化及其条件；食品贮藏和加工中的中发生的重要

2、变化及其条件；食品贮藏和加工中的酶促褐变及其抑制。酶促褐变及其抑制。酶促褐变及其抑制。酶促褐变及其抑制。难点：难点：天然色素的护色。天然色素的护色。天然色素的护色。天然色素的护色。7.1 7.1 IndrodutionIndrodution7.2 Porphyrin7.2 Porphyrin7.3 Carotenoids7.3 Carotenoids7.4 Phenol pigments7.4 Phenol pigments7.5 Enzymic Browning7.5 Enzymic Browning7.6 Colorants in Foods7.6 Colorants in FoodsCo

3、ntents7.1.概述概述 introduction 人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（见光区（400800nm）的某些波长的光后，）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。是被吸收光的互补色。不同波长光的颜色及其互补色不同波长光的颜色及其互补色 物质吸收的光物质吸收的光 透过光（互补色）透过光（互补色）波长（波长（nm）相应的颜色相应的颜色 400 紫紫 黄绿黄绿 425 蓝青蓝青 黄黄 450 青青 橙黄橙黄 490 青绿青绿 红红 510 绿绿 紫紫 530 黄绿黄绿

4、 紫紫 550 黄黄 蓝青蓝青 590 橙黄橙黄 青青 640 红红 青绿青绿 730 紫紫 绿绿1.发色团发色团 Chromophore 2.在紫外或可见光区在紫外或可见光区(200800nm）具有吸收峰的）具有吸收峰的基团被称为发色团基团被称为发色团,发色团均具有双键。发色团均具有双键。如：如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C ,C=O等等.2.助色团助色团 Auxochrome 有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助色

5、团。长波方向移动，这类基团被称为助色团。如：如：-OH,-OR,-NH2,-NHR,-NR2,-SR,-Cl,-Br 等。等。助色团助色团 波长红移波长红移 (nm）-X(Cl,Br,I)230 -OR 1750 -SR 2385 -NR2 4095 7.2.卟啉类色素卟啉类色素Porphyrin 由四个吡咯联成的环称为卟吩由四个吡咯联成的环称为卟吩,当卟吩环带当卟吩环带有取代基时，称为有取代基时，称为卟啉类化合物卟啉类化合物。1.叶绿素叶绿素 Chlorphylls(1)结构结构叶绿素叶绿素a a 植醇植醇（绿色，水溶性）脱植叶绿素（绿色，水溶性）脱植叶绿素 -植醇植醇 叶绿素（绿色，脂溶性

6、）叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素酶叶绿素酶 -Mg2+酸酸/热热 -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）脱镁叶绿素（橄榄绿脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性），脂溶性）-COCH3 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）(2)叶绿素的稳定性叶绿素的稳定性(3)影响稳定性的因素影响稳定性的因素 光、氧光、氧 酶酶 酸、热酸、热 水份活度水份活度 气体环境气体环境 盐盐(4)护绿方法护绿方法 加碱护绿加碱护绿 高温瞬时灭菌高温瞬时灭菌 加入铜盐和锌盐加入

7、铜盐和锌盐 2.血红素血红素 Haemachrome(1)结构结构血红素是亚铁卟血红素是亚铁卟 啉化合物啉化合物血红素基团的结构血红素基团的结构肌红蛋白结构简图肌红蛋白结构简图 血红蛋白血红蛋白（Hemoglobin)和肌红蛋和肌红蛋白白(Myoglobin)是动物肌肉是动物肌肉的主要色素蛋白质。的主要色素蛋白质。血红蛋白和肌红蛋白是血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。达到配位数为六的化合物。Figure 2:The pictureare the ri

8、ght is of the heme group in hemoglobin and shows the Fe(II)iron atom.Figure 1:The picture is the secondary structure of hemoglobin,with only the protein backbone and without the side chains(2)性质性质 氧合作用：氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键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结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。作用。氧化作用：氧化作用：血

9、红素中的亚铁与氧发生氧化还原反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。应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。氧合肌红蛋白氧合肌红蛋白 （oxymyoglobin）鲜红色鲜红色 肌红蛋白肌红蛋白（myoglobin）红紫色红紫色 高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色褐色 珠蛋白 珠蛋白珠蛋白 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 (引自引自W.H.Freeman,San Francisco.)W.H.Freeman,San Francisco.)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；高氧压时高

10、氧压时主要为氧合作用。主要为氧合作用。3.腌肉色素腌肉色素 硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下：NO3-细菌还原作用细菌还原作用 NO2-pH 5.46,H+2HNO2 肉内固有还原剂肉内固有还原剂 2NO+2H2O或或 3 HNO2 歧化歧化 HNO3+2NO+H2O Mb NO NOMb（氧化氮肌红蛋白）（氧化氮肌红蛋白）加热加热 氧化氮肌色原氧化氮肌色原(紫红色紫红色)(鲜桃红鲜桃红)(鲜桃红鲜桃红)还原剂还原剂 MMb NO NOMMb（氧化氮高铁肌红蛋白）（氧化氮高铁肌红蛋白）(褐色褐色)(深红深红)NOMb,NOMMb,氧化氮肌色原统称为腌肉色素，氧化氮肌色原

11、统称为腌肉色素，其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧)。MNO2的作用的作用：（1）发色）发色 （2）抑菌）抑菌 （3）产生腌肉制品特有的风味。）产生腌肉制品特有的风味。但过量使用安全性不好，在食品中导致亚但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。硝胺生成；肉色变绿。4.肉及肉制品的护色肉及肉制品的护色（1）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。（2）高氧压护色）高氧压护色（3）采用）采用100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效果条件，若配合使用除氧剂，效果更好。更好。腌肉制品的护色一般采用避光、除氧。腌

12、肉制品的护色一般采用避光、除氧。(1)由于一些细菌活动产生的由于一些细菌活动产生的H2O2可直接氧化可直接氧化-亚甲亚甲基。基。(2)由于细菌活动产生的由于细菌活动产生的H2S等硫化物，在氧或等硫化物，在氧或H2O2存在下，可直接加在存在下，可直接加在-亚甲基上。亚甲基上。(3)由于由于MNO2过量引起。过量引起。5.肉色变绿肉色变绿 血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在生在-亚甲基上，绿色的形成有三种情况亚甲基上，绿色的形成有三种情况:7.3.类胡萝卜素类胡萝卜素 Carotenoids 类胡萝卜素类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动是一类使

13、动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素（lutein）、堇菜黄质、堇菜黄质（violaxanthin）和新和新黄质黄质（neoxanthin）。岩藻黄质岩藻黄质叶黄素叶黄素（C C4040H H56560 02 2）堇菜黄质堇菜黄质（C C4040H H5656O O4 4）1.结构结构 Structure 类胡萝卜素包括类胡萝卜素包括：纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）上述化合物的含氧衍生物（氧上述化合物的含氧衍生物（氧 合叶黄素）合叶黄素

14、）结构特征结构特征:具有共轭双键，构成其具有共轭双键，构成其发色基团，这类化合物由发色基团，这类化合物由8个个异戊二烯单位组成，异戊二异戊二烯单位组成，异戊二烯单位的连接方式是在分子烯单位的连接方式是在分子中心的左右两边对称。中心的左右两边对称。-胡萝卜素番茄红素番茄红素(Lycopene)和和-胡萝卜素胡萝卜素(-Carotene)的结构关系的结构关系表示表示15-1515-15碳和碳和C C5 5（异戊二烯）对称（异戊二烯）对称(1)烃类胡萝卜素烃类胡萝卜素(Carotenes)(2)含氧衍生物含氧衍生物(Xanthophylls)玉米黄素玉米黄素(zeaxanthin):3,3-二羟基二

15、羟基-胡萝卜素，存在于胡萝卜素，存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。玉米、柑橘、蘑菇等中。叶黄素叶黄素(lutein):3,3-二羟基二羟基-胡萝卜素，存在于金盏花、胡萝卜素，存在于金盏花、绿叶中。绿叶中。辣椒红素辣椒红素(capsanthin)及辣椒玉红素及辣椒玉红素(capsorubin):存在于存在于红辣椒中。红辣椒中。柑橘黄素柑橘黄素(reticulataxanthin):5,8-环氧环氧-胡萝卜素，存在胡萝卜素，存在于柑橘皮和辣椒中。于柑橘皮和辣椒中。虾青素虾青素(astaxanthin):3,3-二羟基二羟基-4,4-二酮基二酮基-胡萝卜胡萝卜素，存在于虾、蟹、牡蛎等体内。素，存在于虾、蟹

16、、牡蛎等体内。新黄质（新黄质（C C4040H H5656O O4 4）玉米黄素（玉米黄素（C C4040H H5656O O2 2）辣椒红（辣椒红（C C4040H H56560 03 3）胭脂树素（胭脂树素（C C2525H H3030O O4 4）辣椒玉红素辣椒玉红素-胡萝卜素胡萝卜素(3)其其 它它Others 类类胡胡萝萝卜卜素素也也可可与与糖糖或或蛋蛋白白质质结结合合，或或与与脂脂肪肪 酸以酯类的形式存在。酸以酯类的形式存在。类类胡胡萝萝卜卜素素与与蛋蛋白白质质结结合合不不仅仅可可以以保保持持色色素素稳稳 定，而且可以改变颜色。定，而且可以改变颜色。类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖

17、结合。类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合。虾青素虾青素 藏花酸藏花酸2.类胡萝卜素的性质类胡萝卜素的性质 Character of Carotenoids所有类型的类胡萝卜素都系脂溶性化合物。所有类型的类胡萝卜素都系脂溶性化合物。具有适度的热稳定性。具有适度的热稳定性。易易发发生生氧氧化化而而褪褪色色，亚亚硫硫酸酸盐盐或或金金属属离离子子的的存在将加速存在将加速-胡萝卜素的氧化。胡萝卜素的氧化。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。类类胡胡萝萝卜卜素素的的颜颜色色在在黄黄色色至至红红色色范范围围，其检测波长一般在其检测波长一般在430nm430nm480nm

18、480nm。许许多多试试剂剂能能与与类类胡胡萝萝卜卜作作用用产产生生光光谱谱位位移移，因因此此可可用用于于类类胡胡萝萝卜卜素素的的鉴鉴定定。类类胡胡萝萝卜卜素素常常与与蛋蛋白白质质结结合合，比比游游离离态态稳稳定。定。类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系特别是脂肪氧合酶迅速降解。系特别是脂肪氧合酶迅速降解。某些某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂剂，这种作用与氧分压的大小有关。这种作用与氧分压的大小有关。类胡萝卜素可作为食品添加剂用于油脂食品类胡萝卜素可作为食品添加剂用于油脂食品的着色，作为食品添加剂使用无限量。的着色，作

19、为食品添加剂使用无限量。3.加工过程中的稳定加工过程中的稳定 Stability of processing在一般加工和贮藏条件下在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。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/反反异构化反应。异构化反应。7.4.4 酚类色素酚类色素 Polyphenol Pigments花色花色？阳离子由苯并吡喃阳离子由苯并吡喃和苯和苯环组环组成的成的2-2-苯基苯基-苯苯并吡喃阳离子，并吡喃阳离子，A A环环、B B环环上都有上都有羟羟基存在，花色苷基存在，花色苷颜颜色与色与A A环环和和B B环环的的结结构有构有关。关。花色花色羊羊阳离子阳离子 (1)结构结构花色

20、素苷被认为是类黄酮的一种，只有花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有C C6 6-C-C3 3-C-C6 6碳碳骨架结构。所有花色素苷都是花色骨架结构。所有花色素苷都是花色羊羊（flavylium）阳离子基本结构的衍生物。阳离子基本结构的衍生物。1.花色花色(青青)素素 Anthocyans 在食品中较重要的在食品中较重要的6种花色素：种花色素：花葵素（天竺葵色素，花葵素（天竺葵色素，花葵素（天竺葵色素，花葵素（天竺葵色素，pelargonidinpelargonidin）花青素（矢车菊色素，花青素（矢车菊色素，花青素（矢车菊色素，花青素（矢车菊色素，cyanidincyanidin）飞燕草色素（

21、翠花素，飞燕草色素（翠花素，飞燕草色素（翠花素，飞燕草色素（翠花素，delphinidindelphinidin）芍药色素芍药色素芍药色素芍药色素（peonidinpeonidin）3-3-甲花翠素甲花翠素甲花翠素甲花翠素（petunidimpetunidim）二甲花翠素（锦葵色素，二甲花翠素（锦葵色素，二甲花翠素（锦葵色素，二甲花翠素（锦葵色素，malvidinmalvidin）食品中常见的花青素物质光学吸收性质食品中常见的花青素物质光学吸收性质 羟基取代基增多，蓝色加强羟基取代基增多，蓝色加强甲甲氧氧基基增增多多，红红色色加加强强花色素苷由配基（花色素）花色素苷由配基（花色素）与一个或几个

22、糖分子结合与一个或几个糖分子结合而成。而成。目前仅发现目前仅发现5 5种糖构成花种糖构成花色素苷分子的糖基部分，色素苷分子的糖基部分，按其相对丰度大小依次为按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。木糖和阿拉伯糖。花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在3 3碳位上。碳位上。碳位上。碳位上。

23、二糖苷含二个糖分子，二个可以都在二糖苷含二个糖分子，二个可以都在二糖苷含二个糖分子，二个可以都在二糖苷含二个糖分子，二个可以都在3 3碳位，或碳位，或碳位，或碳位，或3 3和和和和5 5碳位各有一个。碳位各有一个。碳位各有一个。碳位各有一个。三糖苷的三个糖分子通常二个在三糖苷的三个糖分子通常二个在三糖苷的三个糖分子通常二个在三糖苷的三个糖分子通常二个在3 3碳位和一个在碳位和一个在碳位和一个在碳位和一个在5 5碳位的，有时三个在碳位的，有时三个在碳位的，有时三个在碳位的，有时三个在3 3碳位上形成支链结构或直链碳位上形成支链结构或直链碳位上形成支链结构或直链碳位上形成支链结构或直链结构。结构。

24、结构。结构。（2）影响花色素苷稳定性的因素）影响花色素苷稳定性的因素结构结构 分子中羟基数目增加则稳定性降低；分子中羟基数目增加则稳定性降低；甲基化程度提高则增加稳定性；甲基化程度提高则增加稳定性；糖基化也有利于色素稳定。糖基化也有利于色素稳定。酸度酸度 酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。变。花青素花青素-3-鼠李葡糖苷在鼠李葡糖苷在pH0.714.02缓冲液缓冲液 中的吸收光谱，色素浓度为中的吸收光谱，色素浓度为1.610-2g/L 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

25、素转转变变成成蓝蓝色色醌醌式碱。式碱。C：查尔酮（无色）B：甲醇假碱 （无色）AH+:花色羊阳离子 （红）A：醌型碱（蓝）+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时的结构变化时的结构变化低低pHpH值时，以二甲花翠素值时，以二甲花翠素-3-3-葡萄糖苷葡萄糖苷羊羊阳离子阳离子占优势；而在占优势；而在pH4pH46 6主要为主要为无无色甲醇假碱结构；色甲醇假碱结构；当溶液在当溶液在pH6pH6时呈现无色。时呈现无色。蓝色醌式碱（蓝色醌式碱（A A）质子化生成红色花色质子化生成红色花色羊羊阳离子阳离子（AHAH+），），然后水解形成无色甲醇碱（然后水解形成无色甲醇碱（B

26、 B），），甲醇甲醇假碱与无色查耳酮（假碱与无色查耳酮（C C）处于平衡状态，可概略处于平衡状态，可概略表示于下：表示于下：（3）光照及温度）光照及温度加热有利于生成查尔酮型，颜色褪去。加热有利于生成查尔酮型，颜色褪去。花色素苷的热降解机制与花色素苷的种类和花色素苷的热降解机制与花色素苷的种类和 降解温度有关。降解温度有关。光通常会加速花色素的降解。光通常会加速花色素的降解。（4）金属离子）金属离子（5）氧和还原剂）氧和还原剂 （6）水分活度（）水分活度（Aw）（7）糖及其降解产物）糖及其降解产物（8）酶）酶（9）缩合反应）缩合反应 2.类黄酮类黄酮 Flavonoids(1)结构结构 类黄酮

27、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黄酮最重要的类黄酮化合物是黄酮(flavone)和黄酮醇和黄酮醇（flavonol）的衍生物的衍生物。黄酮（黄酮（2-2-苯基苯并吡喃酮）苯基苯并吡喃酮）黄酮醇黄酮醇 黄黄酮酮醇醇常常见见的的有有莰莰非非醇醇（kaempferol)、槲槲皮皮素素（querein）等。等。槲皮素槲皮素 莰非醇莰非醇黄酮主要有芹菜素黄酮主要有芹菜素黄酮主要有芹菜素黄酮主要有芹菜素(apigenin)(apigenin)、樨草素樨草素樨草素樨草素(luteolin)(luteolin)。樨草素（黄酮类樨草素（黄酮类）芹菜素（黄酮类

28、）芹菜素（黄酮类）(2)性质性质类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。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构而呈黄色、橙色或褐色。呈黄色、橙色或褐色。类黄酮可与金属离子生成络合物。类黄酮可与金属离子生成络合物。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。类黄酮具有抗氧化作用类黄酮具有抗氧化作用。柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素维生素P P。此外，柑桔类黄酮还应。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。用于室内除臭和消毒。柚皮苷，橙皮

29、苷在碱性条件下柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度的新型甜味加氢开环，是高甜度的新型甜味剂。剂。(3)类黄酮类黄酮在食品中的重要性在食品中的重要性3.原花色素原花色素 proanthocyanidins 原花色素是无色的，结构原花色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理与花色素相似，在食品处理和加工过程中可转变成有颜和加工过程中可转变成有颜色的物质。色的物质。主要存在于苹果、梨、主要存在于苹果、梨、柯拉果、可可豆、葡萄、莲、柯拉果、可可豆、葡萄、莲、高梁、荔枝、沙枣、蔓越桔、高梁、荔枝、沙枣、蔓越桔、山楂属浆果和其他果实中。山楂属浆果和其他果实中。原花色素的基本结构单元原花色素的基本

30、结构单元原花色素的基本结构单元原花色素的基本结构单元是黄烷是黄烷是黄烷是黄烷3-3-醇或黄烷醇或黄烷醇或黄烷醇或黄烷3 3，4-4-二醇以二醇以二醇以二醇以4848或或或或4646键形成的二聚物，但通常也有三键形成的二聚物，但通常也有三键形成的二聚物，但通常也有三键形成的二聚物，但通常也有三聚物或高聚物。聚物或高聚物。聚物或高聚物。聚物或高聚物。黄烷黄烷-3-3，4-4-二醇二醇 无色花色素无色花色素 原花青素的结构单元和水解机制原花青素的结构单元和水解机制 花青素花青素 表儿茶素表儿茶素 原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素 原花青素的主要生物功能

31、原花青素的主要生物功能具有很强的抗氧化活性。具有很强的抗氧化活性。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。4.单宁单宁 Tannin 食品中食品中单单宁包括两种宁包括两种类类型：型：缩缩合合单单宁宁（原花色素）（原花色素）水解水解单单宁宁（hydrolyzable tannins）相对分子质量为相对分子质量为50050030003000的水溶性单宁可的水溶性单宁可作为澄清剂。作为澄清剂。单单宁使食品具有收宁使食品具有收敛敛性性涩涩味，并味，并产产生生酶酶促促褐褐变变反反应应 。没食子酸（没食子酸（倍倍酸）酸）（gallic acid）鞣花酸鞣花酸（ellagic ac

32、id）5.甜菜色素甜菜色素 Betalaines 主要特点：其颜色不受主要特点：其颜色不受pHpH的影响。的影响。包括甜菜色苷（包括甜菜色苷（betacyanin，红色红色 ）和甜菜）和甜菜黄质黄质（betaxanthin，黄色）两种类型的化合物。黄色）两种类型的化合物。仅存在于仅存在于10个科个科 的种的种子植物中，含甜菜色素植子植物中，含甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类物的颜色与含花色素苷类似。似。（1 1）甜菜色苷配基，）甜菜色苷配基，R=-OHR=-OH（2 2）甜菜色苷（甜菜红素），）甜菜色苷（甜菜红素），R=-R=-葡萄糖葡萄糖（3 3）苋菜红素，）苋菜红素，R=2-R=2-葡糖醛

33、酸葡糖醛酸-葡萄糖葡萄糖（4 4）异甜菜色苷配基，）异甜菜色苷配基，R=-OHR=-OH（5 5）异甜菜色苷（异甜菜红素），）异甜菜色苷（异甜菜红素），R=-R=-葡萄糖葡萄糖（6 6）异苋菜红素，）异苋菜红素，R=2-R=2-葡糖醛酸葡糖醛酸-葡萄糖葡萄糖(1)结构结构 甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子C-2和和C-15，具有光学活性，结构中，具有光学活性，结构中R和和R为氢原子为氢原子或芳香取代基。或芳香取代基。色素的颜色是由于色素的颜色是由于共振结构共振结构引起的。引起的。R R或或RR不扩展共振，则此化合物呈黄色，称为不扩展共振，则此

34、化合物呈黄色，称为甜菜黄素；甜菜黄素；R R或或RR扩展共振，则此化合物显红色，称为扩展共振，则此化合物显红色，称为甜甜菜色苷。菜色苷。一般形式一般形式甜菜色素的共振结构甜菜色素的共振结构(2)(2)影响其稳定性的因素影响其稳定性的因素 热和酸热和酸 甜菜色素在甜菜色素在pH4.0pH4.05.05.0最最稳稳定。定。氧和光氧和光 氧会加速色素的褪色氧会加速色素的褪色，抗氧化剂抗坏血酸和异抗，抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。光加速甜菜色苷降解，光加速甜菜色苷降解，色素色素种类种类颜色颜色来源来源溶解性溶解性稳稳 定定 性性花色素苷花色素苷150橙、

35、红、蓝色橙、红、蓝色植物植物水溶性水溶性对对pH、金属敏感，、金属敏感，热稳定性不好热稳定性不好类黄酮类黄酮1000无色、黄色无色、黄色大多数植物大多数植物水溶性水溶性对热十分稳定对热十分稳定原花色素苷原花色素苷20无色无色植物植物水溶性水溶性对热较稳定对热较稳定单宁单宁20无色、黄色无色、黄色植物植物水溶性水溶性对热稳定对热稳定甜菜苷甜菜苷70黄、红黄、红植物植物水溶性水溶性热敏感热敏感醌醌200黄至棕黑色黄至棕黑色植物、细菌、藻植物、细菌、藻类类水溶性水溶性对热稳定对热稳定咕咕吨酮吨酮20黄黄植物植物水溶性水溶性对热稳定对热稳定类胡萝卜素类胡萝卜素450无色、黄、红无色、黄、红植物、动物植

36、物、动物脂溶性脂溶性对热稳定、易氧化对热稳定、易氧化叶绿素叶绿素25绿、褐色绿、褐色植物植物有机溶有机溶剂剂对热敏感对热敏感血红素色素血红素色素6红、褐色红、褐色动物动物水溶性水溶性对热敏感对热敏感核黄素核黄素1绿黄色绿黄色植物植物水溶性水溶性对热和对热和pH均稳定均稳定 天然色素的特性天然色素的特性7.5.酶促褐变酶促褐变Enzymic Browning1.酶促褐变机理酶促褐变机理 Machanism of Enzymic Browning 植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反应生成褐色的色素

37、。应生成褐色的色素。CH2CHCOOH CH2CHCOOH CH2CHCOOH NH2 O2 NH2 O2-H2O NH2 O2 甲酚酶甲酚酶 OH 儿茶酚酶儿茶酚酶 =O OH OH O（酪氨酸）（酪氨酸）O=HN =O O=COOH 聚合聚合 =O N O=O=NH 黑色素的局部结构黑色素的局部结构 OH OH OH O OH +2 +R2OH+H2O2 2 OH+O 过氧化物酶过氧化物酶 R2OOH+O2 R R1 R1 R O O n O 聚合聚合 O n R R （黑色物质）（黑色物质）2.酶促褐变的条件酶促褐变的条件 Condition of Enzymic Browning 多酚

38、类底物，酶及氧多酚类底物，酶及氧3.酶促褐变的防止酶促褐变的防止 Preservative of Enzymic Browning (1)抑制酶活抑制酶活 加热灭酶加热灭酶 调节调节pH 加酚酶抑制剂加酚酶抑制剂 (2)除氧除氧7.6 食品中的着色剂食品中的着色剂Colorants in Foods1.天然色素天然色素 Natural pigment(1)(1)叶绿素铜钠盐叶绿素铜钠盐 Chlorophyll 叶绿素铜钠盐称为铜叶绿素钠盐。叶绿素铜钠盐称为铜叶绿素钠盐。(2)(2)胭脂虫色素胭脂虫色素 Carminic acid 胭胭脂脂红红酸酸是是一一种种蒽蒽醌醌色色素素，存存在在于于胭胭脂

39、脂仙仙人掌上寄生的胭脂虫人掌上寄生的胭脂虫(cochineal)。胭脂红酸胭脂红酸胭胭脂脂红红酸酸色色素素可可溶溶于于水水、乙乙醇醇、丙丙二二醇醇，在在油油脂中不溶解。脂中不溶解。胭胭脂脂红红酸酸的的颜颜色色随随pHpH改改变变而而不不同同，pH4pH4以以下下显显pH4pH4时呈橙色，时呈橙色，pH6pH6时呈现红色，时呈现红色，pH8pH8时变为紫色。时变为紫色。胭胭脂脂红红黄黄色色，酸酸与与铁铁等等金金属属离离子子形形成成复复合合物物亦亦会改变颜色。会改变颜色。胭胭脂脂红红酸酸对对热热、光光和和微微生生物物都都具具有有很很好好的的耐耐受受性性，尤尤其其在在酸酸性性pHpH范范围围，但但染

40、染着着力力很很弱弱，一一般般作为饮料着色剂，用量约为作为饮料着色剂，用量约为0.005%0.005%。(3)(3)紫胶虫色素紫胶虫色素laccaic acid紫紫胶胶虫虫(Coceus lacceae)其其体体内内分分泌泌物物紫紫胶胶中中含含有有五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又称为虫胶红酸。五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又称为虫胶红酸。紫紫胶胶红红酸酸蒽蒽醌醌结结构构中中的的苯苯酚酚环环上上羟羟基基对对位位取取代代不不同同，分别称为紫胶红酸分别称为紫胶红酸A A、B B、C C、D D、E E。紫紫胶胶红红酸酸与与胭胭脂脂红红酸酸性性质质相相类类似似，在在不不同同pHpH值值时时显显不不同同颜颜色

41、色，即即在在pHpH4 4，和和pH=4pH=4，6 6和和8 8时时，分分别别呈呈现现黄、橙、黄、橙、红红和紫色。和紫色。紫胶红酸紫胶红酸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）紫胶红酸紫胶红酸D(4)(4)红曲色素红曲色素 Monascin红曲色素红曲色素（monascin）为红曲菌为红曲菌(

42、Monascus sp.)产产生的色素，为混合物，属于氧茚并类化合物。生的色素，为混合物，属于氧茚并类化合物。红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶剂。醚等溶剂。红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对一些化学物质有较好的耐受性。一些化学物质有较好的耐受性。红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果汁等的着色。汁等的着色。(5)(5)姜黄色素姜黄色素 Curc

43、umin姜姜黄黄色色素素(curcumin或或turmeric yellow)主主要要成成分分为为姜黄素、脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素。姜黄素、脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素。姜姜黄黄色色素素不不溶溶于于水水，溶溶于于醇醇或或醚醚，显显鲜鲜艳艳黄黄色色，在在碱性溶液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色。碱性溶液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色。着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原.对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。一一般般用用于于咖咖喱喱粉粉和和蔬蔬菜菜加加工工产产品品等等着着色色和和增增香香。具具

44、体体允允许许使使用用量量参参见见我我国国GB2760-1996GB2760-1996食食品品添添加加剂剂使使用用卫生标准卫生标准规定。规定。(6)(6)焦糖色素焦糖色素 Caramel pigment 焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传统使用的色素之一。统使用的色素之一。我国已经明确规定加胺盐制成的焦糖色素因毒性我国已经明确规定加胺盐制成的焦糖色素因毒性问题不允许使用，非胺盐法生产的焦糖色素可用于问题不允许使用，非胺盐法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料等

45、。罐头、糖果和饮料等。2.人工合成色素人工合成色素Artificial color GB2760-1996食品添加剂使用卫生食品添加剂使用卫生标准标准规定允许使用的人工合成色素主规定允许使用的人工合成色素主要有：要有：苋菜红，胭脂红，苋菜红，胭脂红，赤藓红，柠檬黄，赤藓红，柠檬黄，靛蓝等。靛蓝等。(1)苋菜红苋菜红 Amaranth苋菜红属偶氮磺酸型水溶性红色色素。苋菜红属偶氮磺酸型水溶性红色色素。对光、热和盐类较稳定，且耐酸性很好，但在对光、热和盐类较稳定，且耐酸性很好，但在碱性条件下容易变为暗红色。碱性条件下容易变为暗红色。对氧化还原作用较为敏感。对氧化还原作用较为敏感。能使受试动物致癌致

46、畸。能使受试动物致癌致畸。苋菜红在食品中的最大允许用量为苋菜红在食品中的最大允许用量为50mg/kg，主要限用于糖果、汽水和果子露等种类。主要限用于糖果、汽水和果子露等种类。(2)日落黄日落黄 Sunset yellow 日落黄（日落黄（sunset yellow FCF）的呈橘）的呈橘黄色黄色，易溶于水、甘油，微溶于乙醇，易溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。不溶于油脂。耐光、耐酸、耐热，在酒石酸和柠檬耐光、耐酸、耐热，在酒石酸和柠檬酸中稳定，遇碱变红褐色。酸中稳定，遇碱变红褐色。ADIADI为为02.5mg/kg02.5mg/kg体重。可用于饮料、体重。可用于饮料、配制酒、糖果等，最大允

47、许使用量为配制酒、糖果等，最大允许使用量为100mg/kg100mg/kg食品。食品。(3)(3)胭脂红胭脂红 Ponceau胭脂红胭脂红(ponceau 4R)即食用红色即食用红色1 1号，是苋菜红的号，是苋菜红的异构体。异构体。胭脂红为红色水溶性色素。胭脂红为红色水溶性色素。对光和酸较稳定，但对高温和还原剂的耐受性很对光和酸较稳定，但对高温和还原剂的耐受性很差，能被细菌所分解，遇碱变成褐色。差，能被细菌所分解，遇碱变成褐色。这种色素无致肿瘤作用。我国食品添加剂使用卫这种色素无致肿瘤作用。我国食品添加剂使用卫生标准规定胭脂红最大允许用量为生标准规定胭脂红最大允许用量为50mg/kg50mg/

48、kg食品。食品。主要用于饮料、配制酒、糖果等。主要用于饮料、配制酒、糖果等。(4)(4)柠檬黄柠檬黄 Tartrazine 柠檬黄即食用黄色柠檬黄即食用黄色5 5号，为水溶性色素。号，为水溶性色素。对热、酸、光及盐均稳定对热、酸、光及盐均稳定;耐氧性差耐氧性差;遇碱变红色，还原时褪色。遇碱变红色，还原时褪色。人体每日允许摄入量（人体每日允许摄入量（ADIADI）7.5mg/kg7.5mg/kg体重。体重。最大允许使用量为最大允许使用量为100mg/kg100mg/kg食品食品。(5)(5)靛靛 蓝蓝 Indigo carmine 靛蓝是世界上使用最广泛的食用色素之一。靛蓝是世界上使用最广泛的食

49、用色素之一。靛靛蓝蓝的的水水溶溶液液为为紫紫蓝蓝色色，在在水水中中溶溶解解度度较较低低，溶溶于甘油、丙二醇，稍溶于乙醇，不溶于油脂。于甘油、丙二醇，稍溶于乙醇，不溶于油脂。对热、光、酸、碱、氧化作用均较敏感，对热、光、酸、碱、氧化作用均较敏感，耐盐性也较差，易为细菌分解，还原后褪色，耐盐性也较差，易为细菌分解，还原后褪色，染着力好，常与其他色素配合使用以调色。染着力好，常与其他色素配合使用以调色。靛蓝的靛蓝的ADIADI2.5mg/kg2.5mg/kg体重。体重。最大允许使用量为最大允许使用量为100100mg/kgmg/kg食品。食品。小小 结结1.1.发色团发色团发色团发色团是在紫外或可见

50、光区是在紫外或可见光区是在紫外或可见光区是在紫外或可见光区(200800nm(200800nm）具有吸收）具有吸收）具有吸收）具有吸收峰的基团发色团均具有双键。峰的基团发色团均具有双键。峰的基团发色团均具有双键。峰的基团发色团均具有双键。2.2.助色团助色团助色团助色团是有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发是有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发是有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发是有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团色，但当它们与发色团色，但当它们与发色团色，但当它们与发色团 相连时，可使整个分子对相连时，可使整个分子对相连时，可使整个分子对相连时，可使整个分子对光的吸收