第八章食品色素.

第8章食品色素内容概述第一节四吡咯色素第二节类胡萝卜色素第三节多酚类色素第四节天然色素第五节合成色素第六节酶促褐变色是色素对自然光中的可见光的选择吸收及反射而产生的。可见光的波长在380-770nm范围的电磁波，能够吸收可见光激发而发生电子跃迁的食物成分叫色素。1.发色团(Chromophore)在紫外或可见光区(200~770nm）具有吸收峰的基团被称为发色团,发色团均具有双键。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等。2.助色团(Auxochrome)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长波方向移动，这类基团被称为助色团。如：-OH,-OR,-NH2,-NHR,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。色素食品固有色素食品着色剂使食品保持良好色泽色泽的作用保持食品的风味用于判定食品的品质1、来源动物色素（血红素、虾、蟹皮类、胡萝卜素）植物色素（绿、红、紫）微生物色素（红曲素）卟啉类衍生物（叶绿素、血红素）异戊二烯类衍生物（类胡萝卜素）多酚类衍生物（花青素、儿茶素）酮类衍生物（姜黄、红曲）醌类衍生物（虫胶、胭脂虫红）2、化学结构3、溶解性脂溶性色素水溶性色素第一节四吡咯色素叶绿素血红素胆红素一、叶绿素1、结构植醇由四个吡咯联成的环称为卟吩,当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物。（绿色，水溶性）脱植叶绿素-植醇叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素酶-Mg2+酸/热-Mg2+酸/热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）-COCH3热-COCH3热焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）2.叶绿素的稳定性甲酯基3、性质酸碱金属植物体游离态4、护色①稀碱处理（0.1%Na2CO3）②烫漂（60～75℃）排除组织中的氧，防止氧化③加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等离子④添加叶绿素铜钠（0.5g/kg）⑤低温、冷冻干燥脱水⑥低温、避光贮藏二、血红素1、结构血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。血红素是血红蛋白和肌红蛋白的辅基。来自球蛋白his咪唑基上的氮原子咪唑基2、性质肉色改变氧合肌红蛋白肌红蛋白高铁肌红蛋白鲜红紫红褐色以上可逆变化与O2浓度有关：一般O2为1～4%，易变为高铁（变）肌红蛋白；新鲜肉放在空气中，因为细菌繁殖，内部O2↓，褐色↑。氧分压对三种肌红蛋白的影响(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧压时（1~20mm汞柱),主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。（2）与亚硝酸盐作用—护色Mb+NO→NOMb（桃红）→加热→硝酰血色原（鲜红）由于亚硝基肌红蛋白对氧、热比氧合肌红蛋白稳定，基于此原理，肉食加工中，为保持肉的鲜艳颜色而加入亚硝酸盐。肌红蛋白（Mb）（桃红）亚硝基酰基肌红蛋白（NOMb）（鲜桃红色）来自亚硝分解（3）偶尔变绿现象变绿现象主要是发生在卟啉环中α-甲烯基的反应：NO（过量）生成亚硝酰卟啉肌绿蛋白；H2O2（细菌作用）生成羟基卟啉胆绿蛋白；H2S（细菌作用）生成硫卟啉肌绿蛋白。3、肉制品的护色除氧，真空密封；用O2和CO2适当比例气调，用100%CO2为好。避光，防菌，防失水。第二节类胡萝卜素按结构及溶解性可分为两类胡萝卜素类：共轭多烯叶黄素类：共轭多烯含氧衍生物异戊二烯衍生物为共轭多烯的一类色素。一、结构通过共价键头-尾或尾-尾相连产生很多对称结构一、结构叶黄素（C40H5602）番茄红素1、胡萝卜素类包括四种化合物：α、β、γ-胡萝卜素和番茄红素，前3种是VA原。胡萝卜、甘薯、蛋黄和乳中Va原含量高。番茄红素是番茄主要色素，在瓜、柑、杏中也广泛存在。2、叶黄素类叶黄素类共轭多烯烃的含氧衍生物、呈浅黄、橙、黄等色。主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、蕃茄黄素、辣椒红素、柑桔黄素、虾黄素。二、性质亲脂性、溶于石油醚。一般耐pH值变化，耐热、耐MN+、与蛋白质结合态时稳定。有时对光、氧、热敏感。脱水后类胡萝卜素稳定性↓，褪色。类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围。三、加工过程中的稳定性在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应。四、应用油质食品的着色:如人造黄油。类胡萝卜素的鉴定:许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位移。单重态氧猝灭剂:类胡萝卜素常与蛋白质结合，这种作用与氧分压的大小有关。第三节多酚类色素由下列几种类型：花色素、黄酮素、儿茶素、单宁多酚类色素的分子结构的基本母核是苯并吡喃衍生物。（一）结构花色素苷被认为是类黄酮的一种，具有C6-C3-C6碳骨架结构。所有花色素苷都是花色羊（flavylium）阳离子基本结构的衍生物。一、花色（青）素（Anthocyans)•花色羊阳离子由苯并吡喃和苯环组成的2-苯基-苯并吡喃阳离子，A环、B环上都有羟基存在，花色苷颜色与A环和B环的结构有关。花色羊阳离子一、花色（青）素（Anthocyans)花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结合而成。目前仅发现5种糖构成花色素苷分子的糖基部分，按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。糖苷首先连接在花色素苷配基的3号位，其次5号位。食品中常见的花青素物质光学吸收性质羟基取代基增多，蓝色加强甲氧基增多，红色加强（二）性质1、花色素（1）pH值影响颜色的改变如：矢车菊色素（花青素）pH≤3.0pH=8.5pH=11红紫罗兰蓝受pH变化的影响，在pH0.71时为深红色，pH升高色素转变成蓝色醌式碱。（二）性质（2）金属离子的影响（3）与氧气的作用（4）光照（5）二氧化硫（6）温度影响（7）糖及糖降解产物的影响（8）缩合反应的影响（9）酶促变化二、类黄酮（Flavonoids)（一）结构类黄酮的基本结构：2-苯基-苯并吡喃酮。最重要的类黄酮化合物是黄酮(flavone)和黄酮醇（flavonol）的衍生物。OOOH黄酮（2-苯基苯并吡喃酮）黄酮醇（二）性质类黄酮呈浅黄色，遇三氯化铁可呈兰、紫、蓝黑、棕色。羟基呈酸性。在碱性条件下，黄酮易开环生成查尔酮型结构呈黄色（橙、棕）。在酸性条件下，恢复闭环结构，颜色消失。如：马铃薯，小麦面粉、稻米、芦笋、荸荠等在碱性下烹煮变黄。（三）作用类黄酮具有抗氧化作用。柑桔类黄酮应用于室内除臭和消毒。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剂。柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P。橙皮素，芦丁等黄酮具有降低血管渗透性作用，具有降血压作用。4、食品加工贮藏中的变化类黄酮可与多价金属离子形成络合物，呈色力加强。Al3+黄色；Fe3+兰、黑、紫；Sn4+黄；pH由酸呈碱时，由无色呈有色，可逆反应多。酚类酶促褐变：类黄酮是一类重要的生物活性物质。第四节天然色素色素种类颜色来源溶解性稳定性花色素苷150橙、红、蓝色植物水溶性对pH、金属敏感，热稳定不好类黄酮800无色、黄色大多数植物水溶性对热十分稳定原花色素苷20无色植物水溶性对热稳定单宁20无色、黄色植物水溶性对热稳定甜菜苷70黄、红植物水溶性对敏感醌200黄至棕黑色植物、红菌藻类水溶性对热稳定咕吨酮20黄植物水溶性对热稳定类胡萝卜素450无色、黄、红植物、动物脂溶性对热稳定、易氧化叶绿素25绿、褐色植物有机溶剂对热敏感血红素6红、褐色动物水溶性对热敏感核黄素1绿黄色植物水溶性对热和pH均稳定第五节着色剂为保持或改善食品的色泽，需对食品进行人工着色。（一）合成色素苋菜红、胭脂红、新红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝（二）天然色素1、花色素2、黄酮类3、类胡萝卜素4、酮类5、醌类6、卟啉类7、其它（三）色淀1、概念将可溶于水的色素沉淀在可使用的不溶性基质上所制备的一种特殊的着色剂。基质为氧化铝的为铝色淀，还有氧化锌、碳酸钙、二氧化钛、滑石粉等。2、作用增强水溶性色素在油脂中的分散性，提高耐光、耐盐性。3、应用粉末食品、油脂食品、糖果、包衣等。第六节酶促褐变酶促褐变概念较浅色的水果、蔬菜在受到机械性损伤及处于异常环境变化，在酶促（催化）下氧化而呈褐色，称为酶促褐变。机理酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。酚酶酚酶为邻二酚：氧－氧化还原酶（E.C.1.10.3.3），以Cu为辅基，必需以氧为受氢体，为末端氧化酶复合体:酚羟化酶（甲酚酶）+多元酚氧化酶（儿茶酚酶）最适pH＝7；比较耐热，100℃钝化2－8min；西瓜、香瓜、桔子、柠檬无酚酶，不褐变。酶促褐变酶促褐变底物水果、蔬菜中底物为：一元酚类邻二酚类（对位二酚也可）注：间位二酚不作底物褐变防止方法酶促褐变的三个条件：多酚类物质、酚酶、氧气。防止方法一般为：降低酚酶活性、驱氧。酶促褐变4种褐变防止方法在适当温度和时间，加热新鲜果蔬，可使酚酶及其它酶失活。常用的方法有：漂烫、巴氏杀菌。（1）加热处理加工中，必须严格控制时间，既要彻底，又不能过度。不彻底加热，反而促进褐变；过度则影响风味、质构。微波加热，热穿透力强，迅速均匀，不影响风味。（2）酸处理法多数酚酶最适pH＝6～7，pH3失活。常用的酸有：柠檬酸、苹果酸、磷酸、抗坏血酸、混合酸。4种褐变防止方法柠檬酸可降低pH，还可络合酚酶辅基Cu，但单独用效果不大。常与抗坏血酸、亚硫酸合用。实践证明：0.5柠檬酸+0.3%抗坏血酸效果好。抗坏血酸还可使酚酶失活，且可耗氧。（3）亚硫酸盐类处理法常用的有：二氧化硫SO2亚硫酸钠Na2SO3亚硫酸氢钠NaHSO3焦亚硫酸钠Na2S2O5低亚硫酸钠Na2S2O44种褐变防止方法亚硫酸类是酚酶抑制剂。（4）驱氧涂Vc液：浸涂抗坏血酸液，可消耗细胞表面的氧，使形成一层阻氧扩散层（隔离层）。4种褐变防止方法浸没：将去皮、切开的果蔬浸没在清水、糖水中，隔离氧，但重新暴露在空气中，又可褐变,时间久了，组织中的氧可引起缓慢褐变。渗入：用真空渗入法将糖水或盐水渗入组织内部，驱除空气。（700mm真空度下，保持5－15min，将糖水、盐水强行渗入内部驱氧）褐变的利用苹果酒、红茶发酵（生成茶红素）、可可粉、葡萄干、梅干、椰枣、无花果。本章重点几类重要色素的结构；肉色的变化和亚硝的利用；花青素的性质；酶促褐变。在绿色蔬菜加热过程中，叶绿素如何变化的？肌红蛋白在食品贮藏和加工中的变化如何控制?多酚类色素主要肯发生哪些变化？