9第八章色素与着色剂.doc

第八章 色素与着色剂 教学目的：介绍食品颜色的基本知识，了解各种色素的化学结构及性质，掌握我国允许使用的食品色素品种，食品褐变的原因、抑制方法及应用。 教学重点：各种色素的结构性质、食品褐变的原因、抑制方法。 教学难点：各种色素的结构及性质。 引 言 第一节 食品呈色原理 第二节 天然色素 第三节 合成食品着色剂 ◆色素是指动植物细胞中的天然有色物质，着色剂是指具有一定颜色的、天然或人工合成的物质。 ◆食品的色泽——食品的新鲜度、可口性、成熟度和风味等。颜色与食品的品质密切相关。 ◆食品中的天然色素在加工、贮存过程中常褪色或变色。 第一节 食品呈色原理 ?色素与着色剂分子结构中一般含有生色基（又：生色团、发色团）和/或助色基。 ?生色基是吸收波长在近紫外光区及可见光区（200～800nm）的基团，如 C=C，－CHO，－N=N－等。 ?助色基的吸收波长在远紫外区，本身不产生颜色，当它们与生色基或生色基组成的共轭体系相连时，使吸收波长向可见光区移动，呈现颜色。如：－OH，－NH2，－Cl，－Br等。 第二节 天然色素 食品中的天然色素按其来源主要有三类： （1）植物色素，如叶绿素，胡萝卜素等。 （2）动物色素，如血红素，紫胶虫色素、胭脂虫红等。 （3）微生物色素，如红曲色素等。 按化学结构不同，食用天然色素分为： （1）四吡咯化合物（卟啉类化合物）：叶绿素，血红素等。 （2）异戊二烯衍生物：胡萝卜素等。 （3）酚类色素：花色苷、类黄酮化合物、儿茶素、单宁等。 （4）酮类色素:红曲色素、姜黄色素。 （5）醌类色素:虫胶色素、胭脂虫色素、紫草色素。 （6）其它天然色素：焦糖色素等。 食品中的天然色素按其溶解性分为： （1）脂溶性色素，如叶绿素，类胡萝卜素等。 （2）水溶性色素，如花青素等。 一、吡咯色素 铁卟啉又称血红素，若为Fe2+称亚铁血红素（Heme），若为Fe3+称高铁血红素（Hemin）。 Mb由1分子血红素与1分子含1条肽链的球蛋白组成的，而Hb是由4分子血红素与1分子含4条肽链的球蛋白构成的，是一个四聚体。 （一）肌红蛋白(Mb)与血红蛋白 (Hb)1、结构 亚铁血红素中，Fe2+以配位键与4个吡咯环的氮原子连接。Fe2+还通过第5个配位部位与球蛋白（珠蛋白，含组氨酸残基）结合，第6个配位部位则可与O2、H2O、CO、NO、CN－等结合。其中，与O2、H2O、CO2的结合不太稳定，但与CO、NO、CN－的结合则较牢固。 2、化学性质（1）氧合与氧化 肉的颜色取决于Mb中铁原子的氧化状态和球蛋白的物理状态。 （2）加热 将肉加热，球蛋白变性，铁氧化成三价铁，生成棕褐色的高铁血色原（hemichrome），亦称肌色质，熟肉的颜色即源于此。 为了防止这种肉色变化，在火腿、香肠等腌制肉制品中，常添加亚硝酸盐、硝酸盐，使Mb变成稳定的粉红色的亚硝酰基肌红蛋白（NOMb），经加热后球蛋白变性形成亚硝酰基血色原（NO-血色原），色泽仍呈粉红色。发色时常同时使用还原剂抗坏血酸。 （3）与亚硝酸盐、硝酸盐反应 为了防止肉加热时变棕褐色，在火腿、香肠等腌制肉制品中，常添加亚硝酸盐、硝酸盐，发色时常同时使用还原剂抗坏血酸。 血红素卟啉环上的α-次甲基也可被一些细菌活动产生的H2O2强烈氧化而生成绿色的胆绿蛋白（choleglobin）。一些细菌活动产生的H2S等硫化物也可直接与卟啉环α-次甲基反应而生成绿色的硫肌红蛋白（sulfomyglobin）。以上均会导致肉变绿，特别是一些陈腐的肉。 （4）与H2O2 、H2S反应 （二）叶绿素（Chlorophyll） 1、结构 叶绿素为含Mg2+的卟啉化合物，由叶绿酸、叶绿醇（植醇）、甲醇三部分组成。叶绿素a、b的区别在于R基团的不同。 叶绿醇 （植醇） 甲醇 叶绿酸 叶绿素的结构：高等植物叶绿素有a, b两种，当3位上的R为甲基时为叶绿素a；为醛基时为叶绿素b，通常a∶b=3∶1。其分子结构如下： 叶绿素a 叶绿素b 2、叶绿素的性质 （1）与酸、碱的反应 蔬菜腌渍时失去绿色就是因为发酵产乳酸所致。 在烹饪或罐藏杀菌时，细胞中的有机酸使叶绿素脱镁而生成脱镁叶绿素。绿色蔬菜在加工前用石灰水或Mg（OH）2处理提高pH值可保持蔬菜的绿色。 （2）叶绿素铜钠的生成 在一定条件下，镁原子还可被铜、铁、锌取代。在各种取代叶绿素中，以铜叶绿素的色泽最鲜亮，对光和热均较稳定，在食品工业中作着色剂用。 将富含叶绿素的原料用碱性乙醇提取、皂化，再以硫酸铜处理，