1、食品色素和著色劑食品色素和著色劑第1頁(yè)香腸染色 飲料中色彩食品色素和著色劑第2頁(yè)五顏六色食品 食品色素和著色劑第3頁(yè) 人肉眼觀察到顏色是因?yàn)槲镔|(zhì)吸收了可見(jiàn)光區(qū)（400800nm）一些波長(zhǎng)光后，透過(guò)光所展現(xiàn)出顏色。即人們看到顏色是被吸收光互補(bǔ)色。 色素及著色劑發(fā)色機(jī)理食品色素和著色劑第4頁(yè) 不一樣波長(zhǎng)光顏色及其互補(bǔ)色 物質(zhì)吸收光 透過(guò)光（互補(bǔ)色） 波長(zhǎng)（nm） 對(duì)應(yīng)顏色 400 紫 黃綠 425 藍(lán)青 黃 450 青 橙黃 490 青綠 紅 510 綠 紫 530 黃綠 紫 550 黃 藍(lán)青 590 橙黃 青 640 紅 青綠 730 紫 綠食品色素和著色劑第5頁(yè)顏色及其互補(bǔ)色食品色素和著色劑第

2、6頁(yè)電磁波譜分類(lèi)食品色素和著色劑第7頁(yè)可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍食品色素和著色劑第8頁(yè)發(fā)色團(tuán)(Chromophore ) 在紫外或可見(jiàn)光區(qū)(200800nm）含有吸收峰基團(tuán)被稱(chēng)為發(fā)色團(tuán)，發(fā)色團(tuán)均含有雙鍵。 如：-N=N-、-N=O、 C=S、 C=C 、 C=O 等. 助色團(tuán)( Auxochrome) 有些基團(tuán)吸收波段在紫外區(qū)，不可能發(fā)色，但當(dāng)它們與發(fā)色團(tuán)相連時(shí)，可使整個(gè)分子對(duì)光吸收向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，這類(lèi)基團(tuán)被稱(chēng)為助色團(tuán)。 如：-OH、-OR、 -NH2、 -NHR、 -NR2、 -SR、Cl、 -Br 等。色素及著色劑發(fā)色機(jī)理食品色素和著色劑第9頁(yè)助色團(tuán) 波長(zhǎng)紅移 (nm） -X ( Cl, Br, I

3、) 230 -OR 1750 -SR 2385 -NR2 4095 食品色素和著色劑第10頁(yè) 食品中固有色素分類(lèi)： 食品色澤是決定食品品質(zhì)和可接收性主要原因。天然色素四吡咯衍生物異戊二烯衍生物多酚類(lèi)衍生物（苯并吡喃衍生物）其它天然色素食品中固有色素食品色素和著色劑第11頁(yè)蔬菜中主要天然色素物質(zhì)特征色素葉綠素胡蘿卜素花青苷類(lèi)黃酮甜菜紅大致數(shù)量506001503000100普通色澤綠色、橄欖綠黃、橙、紅紅、藍(lán)黃紅、黃化學(xué)結(jié)構(gòu)特征吡咯環(huán)異戊二烯多酚多酚氮雜環(huán)食品色素和著色劑第12頁(yè) 四吡咯色素共同特點(diǎn)： 在其基本化學(xué)單元中由四個(gè)吡咯組成卟啉環(huán)，環(huán)上有不一樣取代基。水溶性不好，易溶于有機(jī)溶劑。1 四吡

4、咯衍生物（卟啉類(lèi)色素）食品色素和著色劑第13頁(yè) 1.1 血紅素 1. 結(jié)構(gòu) 血紅素是亞鐵卟 啉化合物血紅素基團(tuán)結(jié)構(gòu)食品色素和著色劑第14頁(yè)肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 血紅蛋白和肌紅蛋白是動(dòng)物肌肉主要色素蛋白質(zhì)。 血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結(jié)構(gòu)為血紅素中鐵在卟啉環(huán)平面上下方再與配位體進(jìn)行配位，到達(dá)配位數(shù)為六化合物。食品色素和著色劑第15頁(yè)Figure 2: The pictureare the right is of the heme group in hemoglobin and shows the Fe(II) iron atom.Figure 1: The picture is the seco

5、ndary structure of hemoglobin, with only the protein backbone and without the side chains食品色素和著色劑第16頁(yè)2.性質(zhì) （1）氧合作用：血紅素中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(chēng)為氧合作用。（2）氧化作用：血紅素中亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高鐵血紅素作用被稱(chēng)為氧化作用。食品色素和著色劑第17頁(yè) 氧合肌紅蛋白 （oxymyoglobin） 鮮紅色（MbO2） 肌紅蛋白（myoglobin）紫紅色（Mb）高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin） 褐色（MetMb） 球蛋白 球蛋

6、白球蛋白肉中血紅素三種狀態(tài)食品色素和著色劑第18頁(yè) 氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白影響 (引自W.H.Freeman,San Francisco.)低氧壓時(shí)（120mm汞柱), 主要為氧化作用；高氧壓時(shí)主要為氧合作用。食品色素和著色劑第19頁(yè)NO3- 細(xì)菌還原作用 NO2- pH 5.46, H+ 2HNO2 肉內(nèi)固有還原劑 2NO + 2H2O 或 3HNO2 歧化 HNO3 + 2NO + H2O3. 腌肉色素 硝酸鹽或亞硝酸鹽發(fā)色原理以下：食品色素和著色劑第20頁(yè) Mb NO NOMb（亞硝?；〖t蛋白） 加熱 亞硝基血色原(紫紅色) (鮮桃紅) (鮮桃紅) 還原劑 MMb NO NOMMb（亞硝

7、?；哞F肌紅蛋白） (褐色) (深紅) 3. 腌肉色素 NOMb、NOMMb、亞硝基血色原統(tǒng)稱(chēng)為腌肉色素；其顏色愈加鮮艷，性質(zhì)愈加穩(wěn)定（對(duì)熱、氧)。食品色素和著色劑第21頁(yè) 1.2 葉綠素 1 結(jié)構(gòu)葉綠素a、b 植醇（葉綠醇）食品色素和著色劑第22頁(yè) 加工中，葉綠素改變后會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)主要衍生物。食品色素和著色劑第23頁(yè)（綠色，水溶性）脫植葉綠素 -植醇 葉綠素（綠色，脂溶性） 葉綠素酶/堿 -Mg2+ 酸/熱 -Mg2+ 酸/熱 脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性） 脫鎂葉綠素（橄欖綠 ，脂溶性） -COOCH3 熱 -COOCH3 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）

8、 2 葉綠素穩(wěn)定性食品色素和著色劑第24頁(yè) 3 影響葉綠素穩(wěn)定性原因（1）酶：葉綠素酶在蔬菜采收后加熱處理時(shí)被激活，被激活適宜溫度：6082，100葉綠素酶滅活； 脂酶、蛋白酶、果膠酶等經(jīng)過(guò)作用于對(duì)應(yīng)底物（非葉綠素），間接使葉綠素發(fā)生與蛋白或本身分解，降低穩(wěn)定性。食品色素和著色劑第25頁(yè) 3 影響葉綠素穩(wěn)定性原因（2）酸、熱：熱處理對(duì)葉綠素脫鎂反應(yīng)影響最大，綠色蔬菜經(jīng)過(guò)熱處理后，葉綠素含量降低 80100%，色澤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色甚至暗褐色；這種改變?cè)谒橘|(zhì)中是不可逆。 pH影響加熱時(shí)葉綠素分解速度，pH 9.0時(shí)葉綠素對(duì)熱穩(wěn)定性最高，3.0 時(shí)葉綠素最不穩(wěn)定。 在發(fā)酵過(guò)程中，pH逐步降低，葉綠素降

9、解主要是葉綠酸和脫鎂葉綠酸生成。食品色素和著色劑第26頁(yè) 3 影響葉綠素穩(wěn)定性原因（3）其它金屬離子影響：葉綠素脫鎂衍生物中，中心H+ 很輕易被 Cu2+、Zn2+ 等取代，形成綠色、穩(wěn)定性很好葉綠素衍生物。 葉綠酸與Cu2+ 形成葉綠素銅鹽色澤最為明亮； 葉綠素銅或鋅衍生物在酸性條件下比較穩(wěn)定，堿性條件下穩(wěn)定性反而變差，尤其是銅衍生物，若想從衍生物中除去Cu2+ ，其所需pH 條件已經(jīng)能夠使卟啉環(huán)分解。食品色素和著色劑第27頁(yè) 3 異戊二烯衍生物類(lèi)胡蘿卜素 類(lèi)胡蘿卜素又稱(chēng)多烯色素，廣泛分布于紅色、黃色和橙色水果及綠色蔬菜中。 類(lèi)胡蘿卜素為含有多個(gè)共軛雙鍵分子，現(xiàn)已發(fā)覺(jué) 650 各種以上化合物

10、，它是自然界中資源最豐富天然色素。 類(lèi)胡蘿卜素為脂溶性色素。 類(lèi)胡蘿卜素與蛋白質(zhì)結(jié)合以后愈加穩(wěn)定，同時(shí)也改變了原有色澤，如龍蝦殼中，蝦黃素與蛋白質(zhì)結(jié)合展現(xiàn)藍(lán)色，加熱后，蛋白質(zhì)變性顯出橙紅色。食品色素和著色劑第28頁(yè) 3 異戊二烯衍生物類(lèi)胡蘿卜素 種類(lèi)較多，色澤多呈淺黃、橙、黃等。番茄紅素-胡蘿卜素-胡蘿卜素-胡蘿卜素 類(lèi)胡蘿卜素 葉黃素類(lèi)：結(jié)構(gòu)中除含有由C、H元素組成官能團(tuán)外，還含有含氧基團(tuán)；是共軛多烯烴加氧衍生物 胡蘿卜素：為純碳?xì)浠?；由C、H元素組成共軛多烯烴食品色素和著色劑第29頁(yè) 胡蘿卜素類(lèi)為經(jīng)典脂溶性色素，易溶于石油醚、乙醚難溶于甲醇和乙醇。 3.1 胡蘿卜素食品色素和著色劑第30

11、頁(yè) 普通紅色、橙色、黃色植物中類(lèi)胡蘿卜素含量較高。水果成熟時(shí)，葉綠素含量降低而類(lèi)胡蘿卜素含量升高。 番茄在成熟過(guò)程中色素含量改變情況 單位：mg.kg-1鮮重 3.1 胡蘿卜素色素未成熟半成熟成熟番茄紅素1.18.478.5胡蘿卜素1.64.37.3葉黃素0.20.30.6葉黃素酯0.00.21.0食品色素和著色劑第31頁(yè) 胡蘿卜素類(lèi)，其顏色在多數(shù)加工和貯藏條件下表現(xiàn)相當(dāng)穩(wěn)定，其改變只是輕微； 但在有些加工條件下, 輕易發(fā)生異構(gòu)化和氧化降解反應(yīng)，嚴(yán)重影響胡蘿卜素在食品中色感。 胡蘿卜加工時(shí)類(lèi)胡蘿卜素、-胡蘿卜素?fù)p失情況 3.1 胡蘿卜素處理類(lèi)胡蘿卜素/mg.kg-1類(lèi)胡蘿卜素?fù)p失/%-胡蘿卜素

12、/mg.kg-1-胡蘿卜素?fù)p失/%無(wú)83.4444.06水煮72.9612.629.932.1蒸汽76.408.443.231.9微弱油炸74.1611.140.238.7食品色素和著色劑第32頁(yè)在類(lèi)胡蘿卜素降解反應(yīng)中，氧化反應(yīng)最為主要食品色素和著色劑第33頁(yè) 3.2 葉黃素葉黃素類(lèi)是胡蘿卜素類(lèi)含氧衍生物，伴隨含氧量增加，它們脂溶性下降 ，所以葉黃素在甲醇和乙醇中很好溶解，而難溶于乙醚、石油醚。葉黃素類(lèi)顏色為黃色或橙黃色，少數(shù)為紅色，如與蛋白質(zhì)相結(jié)合，顏色可能發(fā)生改變。食品色素和著色劑第34頁(yè)食品色素和著色劑第35頁(yè) 因?yàn)轭?lèi)胡蘿卜素特殊結(jié)構(gòu)（多烯，全反），使得其輕易發(fā)生異構(gòu)化和氧化降解反應(yīng)。

13、在加熱、酸或光作用下，類(lèi)胡蘿卜素可發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，部分雙鍵構(gòu)型由反式變?yōu)轫樖?，造成其吸收波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。（生物活性當(dāng)然發(fā)生大改變） 在食品加工普通條件下，類(lèi)胡蘿卜素并不發(fā)生嚴(yán)重降解反應(yīng)，尤其是含水量較大情況下，有足夠穩(wěn)定性。 3.2 葉黃素食品色素和著色劑第36頁(yè)食品色素和著色劑第37頁(yè)4 多酚類(lèi)色素 這類(lèi)色素分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有苯并氧雜環(huán)，氧雜環(huán)通常是吡喃環(huán)，所以也將它們統(tǒng)稱(chēng)為苯并吡喃衍生物色素。 它們是植物組織中水溶性色素主要成份，并大量存在于自然界，含有各種不一樣色澤。 它們色澤改變非常大，從無(wú)色到含有黃色、橙色、紅色、紫色以及藍(lán)色。花青素類(lèi)黃酮兒茶素多酚類(lèi)色素食品色素和著色劑第38頁(yè)4 多

14、酚類(lèi)色素4.1 花青素（花青苷） 花青苷類(lèi)普通是水溶性紅色色素，有時(shí)也以藍(lán)色或紫色、紫紅色出現(xiàn)，許多植物花、果實(shí)、種子中因含有它們而含有鮮艷顏色。 花青苷普通是由花青素和糖基結(jié)合，因糖苷形式存在。糖基能夠是葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖或阿拉伯糖，花青素分子上能夠連接一個(gè)或幾個(gè)糖基，連接方式能夠是單糖、低聚糖。食品色素和著色劑第39頁(yè) 1 花青素基本結(jié)構(gòu) 伴隨不一樣花青素結(jié)構(gòu)中所帶基團(tuán)種類(lèi)和數(shù)量不一樣，其顏色有所不一樣。其原因是不一樣基團(tuán)及數(shù)量不一樣基團(tuán)其助色效果不一樣，基本結(jié)構(gòu)上所帶給電子基團(tuán)越多，顏色越深。食品色素和著色劑第40頁(yè) 自然界存在花青素有 20 各種，最主要有 6 種： R1=R

15、2=H，天竺葵色素； R1=OH、R2H，矢車(chē)菊色素； R1=OCH3、R2=H，芍藥色素； R1=R2=OH，飛燕草色素； R1=OCH3、R2=OH，牽?；ㄉ?（碧冬茄素）； R1=R2 =OCH3 ，錦葵色素（銀葵素） 食品色素和著色劑第41頁(yè)食品色素和著色劑第42頁(yè)花青素形成花青苷時(shí)，糖基普通 連接在 3 位-OH基， 也有一些花青苷存在5位 OH 糖苷另外，花青苷中還可能含有一些羧酸或金屬離子，羧酸普通是與糖基部分結(jié)合，常見(jiàn)有機(jī)酸包含阿魏酸、蘋(píng)果酸、咖啡酸、琥珀酸、乙酸等。自然界中最少已經(jīng)分離出250種以上花青苷化合物，天然食品中存在花青苷普通是各種共同存在，也有少數(shù)食品中主要存在

16、一個(gè)花青苷。食品色素和著色劑第43頁(yè) 2 花色苷改變 花青素、花色苷穩(wěn)定性差，其主要原因是其結(jié)構(gòu)中環(huán)氧正離子結(jié)構(gòu)及多個(gè)羥基存在。本身結(jié)構(gòu)影響：結(jié)構(gòu)中自由酚羥基越多越不穩(wěn)定，花青素不如花色苷穩(wěn)定，花色苷中糖基不一樣穩(wěn)定性亦不一樣。pH影響：溶液pH不一樣時(shí)花青素結(jié)構(gòu)不一樣，顏色亦有所不一樣。普通情況下，花色苷類(lèi)色素在酸性溶液中呈色效果最好。 溫度影響：加熱影響花色苷溶液平衡，使其向形成查爾酮方向移動(dòng)。 加熱也可使花色苷分解食品色素和著色劑第44頁(yè)（1）pH對(duì)花青素影響食品色素和著色劑第45頁(yè)食品色素和著色劑第46頁(yè)食品色素和著色劑第47頁(yè)（2）光照影響：光照能夠加速花色苷分解，多羥基黃酮、異黃酮

17、等對(duì)光分解有保護(hù)作用。（3）抗壞血酸影響：花色苷受抗壞血酸影響是抗壞血酸能夠?qū)⒀醴肿愚D(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫，而過(guò)氧化氫能夠進(jìn)攻花色苷2-C,造成紅色苷分解。（4）SO2影響：食品色素和著色劑第48頁(yè)（5）金屬離子影響：花色苷與Al3+、Fe2+、Fe3+、Sn2+等金屬離子能夠形成配位化合物，而使顏色變深而發(fā)生改變。（6） 酶影響：能夠造成花色苷分解酶有糖苷水解酶及多酚氧化酶。食品色素和著色劑第49頁(yè)（7）與其它植物性成份發(fā)生縮合： 花色苷能夠與本身、蛋白質(zhì)、單寧、其它黃酮或多糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)生縮合反應(yīng)，形成產(chǎn)物普通顏色會(huì)加深（紅移），少數(shù)顏色消失。 3 原花色素（無(wú)色花青素） 原花色素基本結(jié)構(gòu)單元為黃烷-

18、3,4-二醇：食品色素和著色劑第50頁(yè) 原花色素是黃烷-3,4-二醇二聚物、三聚物甚至多聚物。 原花色苷本身沒(méi)有顏色，但在酸熱條件下能夠分解為花青素和其它多酚類(lèi)化合物而顯示一定顏色。如：食品色素和著色劑第51頁(yè)食品色素和著色劑第52頁(yè)4.2 類(lèi)黃酮色素 類(lèi)黃酮是一大類(lèi)結(jié)構(gòu)相同天然化合物，廣泛存在于各類(lèi)植物體內(nèi)。 大部分這類(lèi)化合物不但含有特殊顏色，而且含有特殊生物學(xué)功效。 類(lèi)黃酮類(lèi)化合物在水中溶解度較大。食品色素和著色劑第53頁(yè) 1 結(jié)構(gòu)及類(lèi)型：4.2 類(lèi)黃酮色素食品色素和著色劑第54頁(yè)一些常見(jiàn)類(lèi)黃酮化合物結(jié)構(gòu)：食品色素和著色劑第55頁(yè) 其中一部分類(lèi)黃酮類(lèi)化合物呈黃色，另外一些無(wú)色。有顏色黃酮類(lèi)

19、化合物?？膳c金屬離子發(fā)生配位而顏色加深， 黃酮類(lèi)化合物化學(xué)性質(zhì)比較活勃，可受食品中成份或加工條件影響而結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，類(lèi)黃酮都含有酚羥基，是弱酸性化合物，能夠與強(qiáng)堿作用。 類(lèi)黃酮在堿性條件下轉(zhuǎn)化為查爾酮形式，展現(xiàn)明亮黃色。食品色素和著色劑第56頁(yè) 2 加工與貯藏時(shí)改變 類(lèi)黃酮與Al3+、Fe2+、Fe3+、Sn2+等金屬離子能夠形成配合物，而使顏色變深而發(fā)生改變。 加工條件中使pH上升，無(wú)色黃烷酮或黃烷酮醇可變?yōu)橛猩槎?lèi)。 發(fā)生酶促褐變中間生成物可氧化類(lèi)黃酮而產(chǎn)生褐色物質(zhì)。 類(lèi)黃酮熱穩(wěn)定性好于花青苷，熱加工對(duì)它們破壞不大。食品色素和著色劑第57頁(yè)4.2 類(lèi)黃酮色素作為一類(lèi)主

20、要植物化學(xué)成份，類(lèi)黃酮被研究功效性質(zhì)包含：抗氧化、植物雌激素作用、去除游離基、降血脂、降低膽固醇、防治冠心病等。類(lèi)黃酮存在一些食品：紅茶、綠茶、黑巧克力、洋蔥、紅葡萄酒、蘋(píng)果等，顯示出較強(qiáng)心臟保護(hù)作用。食品色素和著色劑第58頁(yè)4.2 類(lèi)黃酮色素3 兩種主要類(lèi)黃酮化合物（1）異黃酮： 異黃酮在植物中存在范圍、存在量均不大，普通存在于豆科植物，主要是大豆中。 大豆中異黃酮主要分布于種皮、胚軸、子葉內(nèi)，尤以胚軸含量最高。 大豆品種不一樣，異黃酮含量不一樣；大部分大豆食品中異黃酮含量不一樣，主要是不一樣加工造成。食品色素和著色劑第59頁(yè)大豆制品中異黃酮含量 單位：mg.kg-1制品黃豆苷原染料木黃酮黃

21、豆黃素異黃酮總量全脂豆粉9.637.121.6217.79脫脂豆粉7.125.750.7613.12濃縮蛋白（水洗）5.564.300.5210.21濃縮蛋白（醇洗）0.530.680.161.25分離蛋白5.963.360.959.74食品色素和著色劑第60頁(yè)濃縮大豆蛋白：從高質(zhì)量、完整、潔凈和脫殼大豆中，除去大豆油和水溶性物質(zhì)及非蛋白質(zhì)部分后，含有不少于70（干基）蛋白質(zhì)，這么得到大豆蛋白質(zhì)叫做濃縮大豆蛋白。生產(chǎn)濃縮蛋白時(shí)，主要是用不一樣方法去除蛋白粉中水溶性糖類(lèi)，當(dāng)前所使用方法主要有稀酸沉淀濃縮分離法（稀酸浸出法），酒精水溶液洗滌濃縮法（含水乙醇浸出法）和濕熱水洗法等。 食品色素和著色劑

22、第61頁(yè)（2）兒茶素 兒茶素也為多酚類(lèi)化合物，常見(jiàn)四種為：食品色素和著色劑第62頁(yè) 以上兒茶素名稱(chēng)中“表”表示吡喃環(huán)上以單鍵相連兩個(gè)基團(tuán)處于該環(huán)同側(cè)。 兒茶素本身沒(méi)有顏色，當(dāng)其與金屬離子結(jié)合后產(chǎn)生白色或有色沉淀； 兒茶素含有輕微澀味； 兒茶素含有還原性，很輕易被空氣中氧氣氧化為有顏色物質(zhì)（高溫下尤其如此）。 植物中存在多酚氧化酶能催化兒茶素氧化為各種產(chǎn)物這在茶葉加工中非常主要。食品色素和著色劑第63頁(yè)綠茶、紅茶中多酚物質(zhì)含量水平（干重/%）成份綠茶紅茶成份綠茶紅茶表碚兒茶素沒(méi)食子酸酯101545黃烷雙醇23表兒茶素沒(méi)食子酸酯31034黃酮醇51068表碚兒茶素31012酚酸和縮酚酸351012表兒茶素1512茶黃素36茶紅素1030食品色素和著色劑第64頁(yè)一些兒茶素還原電勢(shì)和相反抗氧化活性化合物還原電勢(shì)/V相反抗氧化活性化合物還原電勢(shì)/V相反抗氧化活性表兒茶素0.572.40.02茶黃素二沒(méi)食子酸酯0.546.20.43表碚兒茶素0.433.80.06綠茶(1g.kg-1)3.80.03表兒