食品化学色素课案.ppt

第五章 色素和着色剂 一、天然色素的概念 即食品中固有的色素，一般是指新鲜原料中眼睛能看到的有色物质，或者本来无色而能经过化学反应呈现颜色的物质。 二、食品中天然色素的分类 （一）按来源的不同 1. 植物色素 如绿色（叶绿素）、红色或紫色（花青素）等。 2. 动物色素 如肌肉中的血红色，虾、蟹表皮的类胡萝卜素等。 3. 微生物色素 如红曲霉的红曲素等。 （二）按化学结构的不同 1. 四吡咯衍生物（或卟啉衍生物） 如叶绿素、血红色、肌红素等。 2. 异戊二烯衍生物 如类胡萝卜素。 3. 多酚类衍生物 如花青素、花黄素（花酮素）、儿茶素、单宁等。 4. 酮类衍生物 红曲红色素、姜黄素等。 5. 醌类衍生物 虫胶色素、胭脂虫红等。 （三）按溶解性质不同 1. 水溶性色素 2. 脂溶性色素 5.2 卟啉类色素 吡咯是含有一个 N原子的五元杂环化合物，它本身在自然界并不存在，但其衍生物却普遍存在，尤其是4个吡咯环相互之间通过次甲基桥（－CH＝）交替连接起来的卟啉类化合物，其母体是卟吩。 叶绿素a b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。 ① 叶绿素的加氧作用与光降解 叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化，将此过程称为加氧作用（allomerization）。当叶绿素吸收等摩尔氧后，生成的加氧叶绿素呈现蓝绿色。 植物正常细胞进行光合作用时，叶绿素由于受到周围的类胡萝卜素和其他脂类的保护，而避免了光的破坏作用。然而一旦植物衰老或从组织中提取出色素，或者是在加工过程中导致细胞损伤而丧失这种保护，叶绿素则容易发生降解。当有上述条件中任何一种情况和光、氧同时存在时，叶绿素将发生不可逆的褪色。 叶绿素的光降解是四吡咯环开环并降解为小分子量化合物的过程，主要的降解产物为甲基乙基马来酰亚胺、甘油、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、丙二酸和少量的丙氨酸。 叶绿素及类似的卟啉在光和氧的作用下可产生单重态氧和羟基自由基。一旦单重态氧和羟基自由基形成，即会与四吡咯进一步反应，生成过氧化物及更多的自由基，最终导致卟啉降解及颜色完全消失。 ②酶促变化 叶绿素酶是目前已知的唯一能使叶绿素降解的酶。叶绿素酶是一种酯酶，能催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇，分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。 对于叶绿素的其他衍生物，因其结构不同，叶绿素酶的活性显示明显的差别。 叶绿素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性，在蔬菜中的最适反应温度为60～82.2℃，因此植物体采收后未经热加工，脱植基叶绿素不可能在新鲜叶片上形成。如果加热温度超过80℃，酶活力降低，达到100℃时则完全丧失活性。 ③叶绿素在酸、热条件下的变化 pH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解，在碱性介质中（pH9.0），叶绿素对热非常稳定，然而在酸性介质中（pH3.0）易降解。植物组织受热后，细胞膜被破坏，增加了氢离子的通透性和扩散速率，于是由于组织中有机酸的释放导致pH降低一个单位，从而加速了叶绿素的降解。 叶绿素分子受热首先是发生异构化，形成叶绿素a′和叶绿素b′，当叶片在100℃加热10min，大约5%～10%的叶绿素a 和叶绿b 异构化为叶绿素a′和叶绿素b′。叶绿素中镁原子易被氢取代，形成脱镁叶绿素，极性小于母体化合物，反应在水溶液中是可逆的。在加热时叶绿素b 显示较强的热稳定性。 叶绿素在受热时的转化过程是按下述动力学顺序进行： 叶绿素→脱镁叶绿素→焦脱镁叶绿素 ④盐 盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解，有试验表明，在烟叶中添加盐(如NaCl、 MgCl2 和CaCl2)后加热至90℃，脱镁叶绿素的生成分别降低47%、70%和77%，这是由于盐的静电屏蔽效果所致。 ⑤水分活度 低水分活度有利于叶绿素的保存。 ⑥ 气体环境 O2 不利于叶绿素的保存；N2有利于叶绿素的保存 肌红蛋白的三级结构 4. 肉及肉制品的护色 类胡萝卜素 5.4.4 酚类色素 （9）二氧化硫 二氧化硫可与花色苷发生反应从而时花色苷退色。 （10）酶 花色苷的降解与酶有关，糖苷水解酶合多酚氧化酶是已知的可以引起花色苷加速降解的酶。 性质 无定型粉末，易溶于水、酒精及丙酮； 水溶液呈酸性并有涩味； 遇生物碱沉淀‘ 与铁盐生成黑色或蓝、绿色沉淀‘ 与蛋白质作用生成不溶于水的沉淀； 在氧化酶的作用下，发生氧化聚合而生成黑褐色沉淀。 5、儿茶素 性质 白色结晶，在空气中氧化成黄棕色胶状物，易溶于水、乙醇、甲醇、