着色剂、发色剂和漂白剂.ppt

第 九 章 着色剂、发色剂、漂白剂,泉州师范学院,泉 州 师 范 学 院,第一节 着色剂(Pigment),一、食品着色剂的定义 色、香、味、形是评价食品表观质量的指标。 天然食品，其天然颜色在加工、贮藏过程中往往会发生褪色和 变色现象。 为保持或改善食面的色泽，需要对食品进行人工着色。 着色剂： 以食品着色和改善食品色泽为目的的食品添加剂(食用色素)。 二、着色剂的分类 按来源和性质： 食用合成着色剂 食用天然着色剂 目前世界上常用的食品着色剂有60余种，我国允许使用的 有46种。人工合成着色剂须获得某些官方机构的批准方可 在食品中使用。,泉 州 师 范 学 院,（一）食用合成着色剂,又称食品合成染料，是人工合成方法所制得的有机着色剂。 其优点是： 着色力强、色泽鲜艳、不易褪色、稳定性好、易溶解、易调色、 成本低。 缺点是: 安全性低 按化学结构可分为： 偶氮类:苋菜红、柠檬黄 非偶氮类:赤藓红、亮蓝等 偶氮类着色剂 油溶性 水溶性 油溶性着色剂不溶于水，进入人体内不易排出体外，毒性较大， 目前基本上不再使用。目前世界各国允许使用的合成着色剂 有相当一部分是水溶性着色剂。制作食品时，在着色剂使用 中也需要水不溶性着色剂进行染色，如樱桃罐头等。,泉 州 师 范 学 院,色淀 是由水溶性着色剂沉淀在允许使用的不溶性基质上所制备的 特殊着色剂。 着色部分: 是允许使用的合成着色剂 基质部分: 多为氧化铝，称之为铝淀 即在同样条件下不溶于水的着色剂制品 铝色淀 是由某种合成色素在水溶液状态下与氧化铝混合、被完全吸 附后，经过滤、干燥、粉碎而制成的改性色素。 氧化铝 硫酸铝或氯化铝与氢氧化钠或碳酸钠等碱性物质反应后的水 合物 。,泉 州 师 范 学 院,（二）天然着色剂,来自于天然物，且大多是可食资源 天然着色剂按来源不同，可分三种： 植物色素： 甜菜红、姜黄、一胡萝卜素、叶绿素等。 动物色素： 紫胶红、胭脂虫红等。 微生物色素：红曲红等。 特性： 安全性较高，色泽自然，有些还具有一定的营养价值和药理 功能，但稳定性差，对光、热、酸、碱和某些酶等条件敏感， 从而导致在加工、贮存中发生变色或褪色影响食品的色泽。,泉 州 师 范 学 院,天然色素; 合成色素 (监测重点) 特性比较 我国允许使用的合成色素(包括二氧化钛 ),泉 州 师 范 学 院,色价表示天然色素强度，区分同类的比较指标 含义最大吸光波长下的吸光度乘以稀释倍数 计算公式： E1cm=A（1%） A吸光度； 稀释倍数； 1%产品浓度； 最大吸收光波长； 1cm光程,泉 州 师 范 学 院,三、食品着色剂的发色机理,（一）吸收波长 不同的物质能吸收不同波长的光。如果某物质所吸收的光，其波长在可见光区以外，这种物质看起来是白色的；如果它吸收的光波长在可见光区域（400800nm），那么该物质就一定会呈现一定的颜色，其颜色是由未被吸收的光波所反映出来的，即被吸收光波颜色的互补色。 （二）生色基（团）和助色基（团） 生色基（团）： 分子本身含有的能使物质吸收可见光而呈现不同的颜色的特殊基团。这些基团有碳一碳双键、酮基、醛基、羰基、偶氮等。,泉 州 师 范 学 院,助色基（团） 有些基团，如 -OH，-OR，-NH2，-NR，-SR，-Cl，-Br等， 它们本身的吸收波段在远紫外区，但这些基团与共轭键或 生色基相连接，可使共轭键或生色基的吸收波移向长波而 显色。 四、食品着色剂的安全使用 （一）食品着色剂安全性 着色剂不一定具有营养价值，但其必须对人体是无毒无害的。 无论是合成着色剂还是天然着色剂，在使用过程中都必须严格 按照国家标准规定的使用范围以及最大使用量进行添加。 对于新开发的食品色素必须进行安全性评价。,泉 州 师 范 学 院,（二）着色剂溶液的配制,着色剂粉末直接使用时不方便，在食品中分布不均匀，可能形 成色素斑点，经常需要配置成溶液使用。 食品有液态、酱状及固态之分，对液态、酱状食品一般使用混 合法(食品与色素溶液混合并搅拌均匀)对不能搅拌的固态食品(将色素溶液涂刷在欲着色的食品表面)。 合成着色剂溶液一般使用的浓度为110，过浓则难于调节色调。 溶液应按每次的用量配制。 配置时，着色剂的称量必须准确。 配置着色剂水溶液所用的水，通常先将水煮沸，冷却后再用， 或者应用蒸馏水，或离子交换树脂处理过的水。 配制溶液时应尽可能避免使用金属器具，剩余溶液保存时应避 免日光直射，最好在冷暗处密封保存。,泉 州 师 范 学 院,（三）色调的选择与拼色,色调选择应该与食品原有色泽相似或与食品的名称相一致。 在使用合成着色剂时，我国规定允许使用8种食品合成着色剂拼 色，它们分属红、黄、蓝3种基本色，可以根据不同需要来选择 其中2种或3种拼配成各种不同的色谱。 基本方法： 由基本色拼配成二次色，或再拼成三次色。,泉 州 师 范 学 院,由于各种合成着色剂在不同的溶剂中的溶解度大小不一，可能 会产生不同的色调和强度，尤其在使用两种或多种合成色素拼 色时，情况会格外显著。不同的色调由不同的着色剂按不同比 例拼配而成。 另外，食品在着色时通常是潮湿的，随着水分蒸发，食品会逐 渐干燥，色素会随着集中于表层，造成“浓缩影响”，这种现 象在食品与着色剂之间的亲和力较低时更为显著。 对于吸湿性较强的着色剂，宜贮存在干燥、阴凉处；长期保存 时，应采用密封容器，以防受潮变质；拆封后未用完的，必须 重新密封，防止由于空气的氧化、污染、吸湿后造成色素色调 的变化。,泉 州 师 范 学 院,五、常用食用着色剂,（一）食用合成着色剂 1、苋菜红(水溶性偶氮类色素) 酸性红、杨梅红、鸡冠花红、蓝光酸性红、食用红色2号 紫红或暗红棕色均匀粉末或颗粒；无臭； 0.01水溶液里玫瑰红色；溶于甘油及丙二醇，不溶于油脂；耐光、耐热性强；对柠檬酸、酒石酸稳定；在碱液中则变成暗红色。 与Fe、Cu接触易褪色，易被细菌分解，对氧化、还原作用敏感，故不适用于发酵食品及含还原性物质的食品。 LD50：小鼠口服10gkg(bw) ADI：00.5mgkg(bw) 可用于果汁(味)饮料，碳酸饮料、糖果、糕点等，最大使用 量0.05gkg 冰淇淋、雪糕：0.025gkg,泉 州 师 范 学 院,注意事项： 尽量采用玻璃、搪瓷、不锈钢等耐腐蚀器具； 蒸馏水或去离子水，以免Ca2+引起色素沉淀，采用自来水时，必须去Ca2+ 、Mg2+及 煮沸赶气、，冷却后使用。 避光，于暗处或不透光容器中贮存。,泉 州 师 范 学 院,2、胭脂红(水溶性偶氮类色素),丽春红4R、大红、亮猩红 红色至深红色均匀粉末或颗粒；无臭；水溶液为红色；耐光、 耐盐性较好；对柠檬酸、酒石酸稳定；但耐热性、耐还原性相 当弱，耐细菌性也较弱。 无致癌、致畸作用，比较安全。 LD50：小鼠口服8gkg(bw) ADI：04mgkg(bW) 使用同苋菜红。 最大用量0.05 gkg 冰淇淋、雪糕；0.05gkg, 果冻、红肠肠衣：0.025gkg,泉 州 师 范 学 院,3、柠檬黄(水溶性偶氮类色素),酒石黄、酸性淡黄、食用黄色4号 橙黄色至橙色均匀粉末或颗粒；无臭；0.1水溶液呈黄色；溶 于甘油、丙二醇；耐光、耐热性强，耐酸、耐盐性均好；在柠 檬酸、酒石酸中稳定；但易氧化；遇碱稍变红，还原时退色。 LD50：小鼠口服12.75mgkg ADI ：0一7.5mgkg(bW) 安全性高，世界各国普遍许可使用 使用同前。 乳酸菌饮料，植物蛋白饮料：0.1gkg冰淇淋、雪糕0.09gkg,泉 州 师 范 学 院,4、亮蓝(水溶性非偶氮类色素),食用色素1号 红紫色均匀粉末或颗粒；有金属光泽；无臭； 0.05中性水 溶液呈亮监色；可溶于乙醇、甘油、丙二醇；耐光、耐热性 强；在柠檬酸、酒石酸，碱中均稳定；耐氧化性、微生物性 均强。 LD50：小鼠口服2gkg(bw) ADI：0-12.5mgkg(bw) 安全性高 使用同前。 最大用量：0.3gkg,泉 州 师 范 学 院,（二）食用天然色素,1、植物色素 （1）玫瑰茄红 干燥花萼为原料，水浸提(花色素苷)。 深红色液体、红紫色膏状或粉末；稍有特异臭；溶于水、甘油 和乙醇；对光、热敏感；对O2和金属离子不稳定，尤其是Cu、 Fe离子加速其变色。 LD50：小鼠口服：9260mgkg(bw) 按生产需要适量用于果汁(味)饮料类，糖果、配制酒。 注意： A只适用于偏酸性食品 B对光、热、O2、金属离子敏感。,泉 州 师 范 学 院,（2）桑椹红,紫红色粘稠液体；溶于水，不溶于非极性有机溶剂； 酸性：紫红色，中性：紫色，碱性：蓝紫色。 LD50：大鼠口服13.4gkg 果汁饮料、果酒：1.5gkg 糖果2gkg A适用于偏酸性食品。 B遇Cu、Fe、Zn离子极不稳定，但Ca、Mg、Al有护色作用。,泉 州 师 范 学 院,（3）一胡萝卜素 胡萝卜、棕榈毛油中提取，或从微生物中提取。 深红紫色至暗红色有光泽的结晶性粉末； 有轻微异臭和异味； 不溶于水、甘油，可溶于油脂及其它有机溶剂； 稀溶液呈橙黄至黄色，浓度较大时呈橙色； 对光、热、O2不稳定，易氧化；弱碱中较稳定； Fe离子可使其退色。 食物中的正常成分，在体内可转变成VA。 LD50：大鼠口服8gkg GRAS ADI：05mgkg,泉 州 师 范 学 院,（4）叶绿素铜钠 天然叶绿素稳定性差。 叶绿素经提取后，再经铜化、成盐可得到稳定的叶绿素铜钠。 墨绿色、有金属光泽的粉末；易溶于水、水溶液呈蓝绿色； 1溶液pH为9.5 10.2。 着色能力强，色泽鲜艳。 LD50：小鼠口服10gkg； ADl 015 mgkg 配制酒、糖果、青豌豆罐头、冰淇淋：0.5gkg 注意事项：遇硬水或酸性食品或含Ca食品，可产生沉淀。,泉 州 师 范 学 院,（5）姜黄素 多年生草本植物姜黄的根茎提取的。 橙黄色结晶粉末；具姜黄特有的香辛味；不溶于水，可溶于 醇和丙二醇；中性或酸性条件下呈黄色，碱性条件呈红褐色； 对光、热、氧化作用及Fe离子不稳定；对蛋白质着色力强。 ADI：暂定00.1 mgkg 糖果、果冻、碳酸饮料、冰淇淋0.01gkg,泉 州 师 范 学 院,2、动物色素 （1）紫胶红（虫胶红） 很小的昆虫 (蚧壳虫) (紫胶虫) 所分泌的色素。 红紫色或鲜红色粉末；微溶于水；在酸性条件下对光、 热稳定； 对金属离子尤其是Fe离子不稳定；色调随pH而改变， pH6：紫红色 LD50：大鼠口服1.8gkg 果蔬汁饮料、碳酸饮料、糖果、果酱等：0.5gkg,泉 州 师 范 学 院,（2）胭脂虫红 干燥的雌性胭脂虫受精虫体用水提取。 深红色液体；呈酸性(pH55.3)；易溶于水、丙二醇、甘油。 LD50 小鼠口服21.5gkg ADI：05mgkg 碳酸饮料：0.02gkg 冰淇淋、雪糕：0.025gkg,泉 州 师 范 学 院,3、微生物色素,红曲色素(红曲红)：由红曲霉经液体深层发酵液中提取。 红色或暗红色液体或粉末；略有异臭；溶于中性及偏碱性水 溶液；稳定性好：对pH值稳定，几乎不受Ca、Mg、Cu、Fe 和氧化、还原剂的影响，耐热性和耐酸性强；对蛋白质着色 性能极好。 LD50 ： 小鼠口服10gkg 糖果、腐乳、膨化食品，按正常需要最加入。,泉 州 师 范 学 院,（三）食用天然色素的优缺点,优点： 1、安全性较高； 2、某些具有维生素活性具营养强化作用(一胡萝卜素)； 3、接近天然物颜色，着色时色彩自然； 4、某些具有芳香味，增加食品风味。 缺点： 1、成本高； 2、色素含量较低，着色力较差； 3、稳定性较差，使用局限性大； 4、难于用不同色素配出任意色调(难于调色)； 5、多数天然色素有异味、异臭。,泉 州 师 范 学 院,第二节 发色剂 (Colour fixatives),一、定义 发色剂：能使肉及肉制品呈现良好色泽的非色素物质。 色素是直接对食品进行着色，而护色剂本身并无颜色，只是 加入到肉制品以后而呈色。 护色助剂：在使用护色剂的同时，往往加入一些能促进护色 的还原物质。 我国批准使用的护色剂：NaNO3、NaNO2、KNO3、KNO2 护色助剂： L一抗坏血酸(钠)、异抗坏血酸(钠)、烟酰胺等。,泉 州 师 范 学 院,二、肉制品变色原因及护色机理,肉类呈色的主要成分是肌红蛋白(亚铁肌红蛋白) (暗紫红色)， 不稳定。 在肉制品加工、贮藏过程中，Fe2+被氧化成高铁肌红蛋白(褐色)。 在加工过程中往往添加硝酸盐或亚硝酸盐，它与肌红蛋白反应， 生成鲜艳的、亮红色的亚硝基肌红蛋白(鲜红色)。 硝酸盐在(亚硝酸)细菌作用下还原成亚硝酸盐，由于肉中乳酸的 作用，亚硝酸盐转变成亚硝酸，不稳定，分解出亚硝基 (-NO) 与 肌红蛋白反应生成鲜艳的，亮红色的亚硝基肌红蛋白。 亚硝基肌红蛋白即使遇热，只是放出-SH，生成鲜红包的亚硝 基血色原，较稳定，不易褐变。,泉 州 师 范 学 院,在使用硝酸盐亚硝酸盐的同时，为何还要使用护色助剂? 亚硝酸很不稳定，会分解成NO，同时还会生成少量的HNO3。 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O HNO3的氧化性很强，而NO极易被氧化成NO2，抑制了亚硝基 肌红蛋白的形成。 HNO3还会将部分肌红蛋白氧化成高铁肌红蛋白而变色。 因此在使用护色剂的同时，通常加入 VC 及盐等还原性物质以 防止肌红蛋白的氧化。 护色助剂还可以将褐色的高铁肌红蛋白还原为红色的肌红蛋白，以助发色。 烟酰胺也有促进护色的作用。它能与肌红蛋白结合生成很稳定的烟酰胺肌红蛋白，不被氧化。 烟酰胺和LVc或DVc同时使用，护色效果会更好。,泉 州 师 范 学 院,三、亚硝酸盐的安全性问题 亚硝酸盐的毒性是食品添加剂中的一个有很大争议的问题。 外观和滋味似食盐，但有剧毒性。人的中毒量为0.30.5g，致 死量为3g。 亚硝酸盐进入血液后，可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白而 失去携氧功能，严重时可因窒息而死亡。 亚硝酸盐可与动物及高蛋白食品中存在的胺类物质反应，生成 具有致癌性的亚硝胺类物质，对动物有很强的致癌性和毒性， 有的甚至可以通过胎盘或乳汁对下一代造成影响。 国际上对食品中添加硝酸盐和亚硝酸盐的问题非常重视。 JECFA建议在目前还没有理想的替代品之前，把用量限 制在最低水平。,泉 州 师 范 学 院,四、关于亚硝酸盐替代品的问题,目前大多数国家仍在继续使用? 亚硝酸盐对肉制品的色香味具有特殊作用。 1、护色作用； 2、具有增强肉制品特殊风味的作用； 3、对肉毒梭状芽孢杆菌具有很强的抑制作用，可防止肉毒中毒 的发生。 对于致癌性问题，至今尚未有人类因消费了这些含有硝酸盐和 亚硝酸盐的肉制品而致癌的确凿证据。 世界上各个国家都在努力寻求理想的替代品 为了降低亚硝酸盐在食品中危险性，在寻求其替代品的研究过 程中，有两种趋向：,泉 州 师 范 学 院,1、部分或完全取代亚硝酸盐的添加剂(降低其用量) 山梨酸钾、次磷酸钠 (NaH2PO2) 或辐射与亚硝酸盐并用，可明 显降低亚硝酸盐的使用量。 单独使用3.0gkg NaH2PO2， 或者将1.0gkg NaH2PO2与0.04gkg NaNO2合用， 其抗肉毒效果与使用常规NaNO2的效果相同。 辐射对肉毒杆菌也具有一定的效果，辐射与0.0250.04gkg 的NaNO2并用，对火煺和腊肉的效果较好。 山梨酸钾、次磷酸钠与辐射只能代替亚硝酸盐的抗菌作用， 不能使肉制品呈现良好的色泽。 因此，实际生产中仍需添加少量的亚硝酸盐。,泉 州 师 范 学 院,2、在常规亚硝酸盐浓度下能阻断亚硝胺形成的添加剂 较好的替代品是抗坏血酸盐、生育酚和亚硝酸盐的混合物。 它们能阻断亚硝胺的形成，从而降低了致癌物亚硝胺的危险 的可能性。 在用亚硝酸钠腌肉时，将抗坏血酸钠0.55gkg， 生育酚0.5gkg和亚硝酸钠0.04一0.05gkg合用。 即可护色，又可阻止亚硝胺的生成。,泉 州 师 范 学 院,五、常用的护色剂,1亚硝酸钠(Sodium Nitrite) 白一淡黄色结晶性粉末或颗粒；微咸；易吸湿；溶于水；能 缓慢吸收空气中的氧，逐渐变成NaNO3 护色(鲜艳、亮红色)； 增加肉制品的特殊风味； 抑菌作用，防止食物中毒。 注意事项： 外观、滋味与食盐相似，应防止误食中毒； 可与胺类物质生成强致癌物。使用时，可适当添加Vc，VE 以阻止亚硝胺的生成，并可适当降低亚硝酸钠的用量。 婴幼儿比成人更易感受到本品的伤害。因此，不能用于婴幼 儿食品中。,泉 州 师 范 学 院,LD50 小鼠口服 220mgkg GRAS ADI 暂定：00.2 mgkg 肉类罐头、肉制品：0.15gkg残留量以NaNO2计 肉类罐头不得超过0.05gkg，肉制品不得超过0.03gkg 实际使用时，通常配成混合盐对原料肉进行腌制： 如食盐96、砂糖3.5， NaNO2 0.5 使用腌肉时可以与VC或异抗坏血酸钠或生育酚并用： 0.50.55gkg 降低形成的亚硝胺量,泉 州 师 范 学 院,2硝酸钠(Sodium Nitrate) 无色透明结晶或白色结晶粉末；味咸，略有苦味；高温下分解 并生成亚硝酸钠；易吸水，易溶于水。 在细菌作用下，可还原成亚硝酸钠。 LD50：大鼠口服3236mgkg GRAS ADI：05mgkg 硝酸钠的毒性： 在食物、水或胃肠道中，尤其是婴幼儿的谢肠道中，被还原成 亚硝酸盐。,泉 州 师 范 学 院,注意事项： 本品为强氧化剂，可因加热或磨擦着火。 在胃肠道内可大量转变成亚硝酸盐， 3个月以下婴儿比成 人更易感受到亚硝酸盐的伤害，故不应加入婴幼儿食出中。 肉制品：0.5 gkg 残留量小于0.03 gkg 可将本品与食盐、砂糖、亚硝酸钠按一定配方组成混合盐， 在肉类腌制时使用。,泉 州 师 范 学 院,笫三节 漂白剂 (bleaching agent),一、概述 （一）定义和分类 1、定义 漂白剂： 能破坏或抑制食品的发色因素，使色素褪色或使食品免于褐变 的食品添加剂。 2、分类 漂白剂是通过氧化、还原作用同色素物质发生化合，使其发色 基团变化或抑制某些褐变因素来达到目的的。 按作用方式分为：氧化漂白剂 还原漂白剂,泉 州 师 范 学 院,氧化漂白剂： 通过本身强烈的氧化作用使色素物质受氧化破坏，达到漂白的 目的。 作用较强。经漂白后，不会再受到空气中的氧所氧化而使颜色 再现。但是会破坏食品中的营养成分，残留量也较大，生产上 用得不多。 H2O2、KMnO4、过氧化苯甲酰、溴酸钾 还原漂白剂： 用得最多的一种漂白剂。 是利用还原作用而使色素物质褪色，达到漂白的作用。 对于植物性食品的漂白，漂白效果较好。花青素(红或紫)最明显，类胡萝卜素(黄)次之，对叶绿素几乎无效。,泉 州 师 范 学 院,亚硫酸及盐类： 通过产生的SO2的还原作用而使食品退色。 硫磺、SO2、H2SO3、NaHSO3、Na2SO3、Na2S2O4、（连二亚硫酸钠） Na2S2O5 （焦亚硫酸钠 ）等。 还原性漂白剂，只有当其存在于食品中时，方能发挥作用。 一旦消失，食品会因空气中氧的存在被氧化而再次显色。 （二）亚硫酸盐的作用 1、漂白作用 2、防褐变作用 褐变：非酶褐变和酶促褐变。 与葡萄糖发生加成反应，阻止羰氨反应。 亚硫酸是一种强的还原剂，对氧化酶的活性有很强的抑制作用。可以消耗食品组织中的氧。,泉 州 师 范 学 院,3、防腐作用 可以抑制好气性微生物的活动，并抑制微生物活动所必需的酶 的活性。靠未电离的分子起防腐作用，因而属于酸性防腐剂。 4、抗氧化作用 强还原剂，极易被氧化；本身具有较强的抗氧化作