第八章_色素及着色剂

1、第八章 色素及着色剂1 第八章第八章 色素和着色剂色素和着色剂 Pigments and Colorants中国海洋大学食品科学与工程学院中国海洋大学食品科学与工程学院汪东风汪东风82031575W第八章 色素及着色剂21、食品质量与颜色、食品质量与颜色2、食品中颜色的来源、食品中颜色的来源 3、食品着色剂与食品质量、食品着色剂与食品质量第一节第一节 引言引言原有的原有的添加的添加的产生的产生的第八章 色素及着色剂34、食品中色素分类、食品中色素分类根据来源分类根据来源分类 根据色泽分类根据色泽分类 根据溶解性质分类根据溶解性质分类 根据化学结构分类根据化学结构分类第八章 色素及着色剂4一、一

2、、 血红素血红素(Haemachrome )血红素是亚铁卟啉化合物血红素是亚铁卟啉化合物血红素的结构血红素的结构1、 结构结构第二节第二节 食品中原有色素食品中原有色素第八章 色素及着色剂5肌红蛋白结构简图肌红蛋白结构简图 血红蛋白和肌红蛋白是球血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为位体进行配位，达到配位数为六的化合物。六的化合物。 血红蛋白血红蛋白（Hemoglobin)和肌红蛋白和肌红蛋白(Myoglobin)是动物是动物肌肉的主要色素蛋白质。肌肉的主要色素蛋白质。第八章 色素

3、及着色剂6第八章 色素及着色剂7（1）氧合作用）氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。合作用。（2）氧化作用）氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。2、性质、性质第八章 色素及着色剂8+FeFeFe+O2NNNNNNNNH2ONNNNOH 珠蛋白珠蛋白珠蛋白 氧合肌红蛋白氧合肌红蛋白 （oxymyoglobin） 鲜红色鲜红色 肌红蛋白肌红蛋白（myog

4、lobin） 红紫色红紫色 高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白（metmyoglobin） 褐色褐色 在新鲜肉中存在三种状态的血红素化合物：肌红蛋白（在新鲜肉中存在三种状态的血红素化合物：肌红蛋白（Mb）、氧合）、氧合肌红蛋白（肌红蛋白（MbO2）和高铁肌红蛋白（）和高铁肌红蛋白（MMb）,它们能够互相转化，使新鲜它们能够互相转化，使新鲜肉呈现不同的色泽。肌红蛋白和分子氧之间形成共价键结合为氧合肌红蛋肉呈现不同的色泽。肌红蛋白和分子氧之间形成共价键结合为氧合肌红蛋白的过程称为白的过程称为氧合作用氧合作用，肌红蛋白氧化（，肌红蛋白氧化（Fe2+转变为转变为Fe3+）形成高铁肌红）形成高铁肌红蛋白的过程称为

5、蛋白的过程称为氧化作用氧化作用。第八章 色素及着色剂9 氧分压对三种肌红蛋白的影响氧分压对三种肌红蛋白的影响 ( (引自引自W.H.Freeman,San Francisco.)W.H.Freeman,San Francisco.)低氧压时低氧压时（120mm汞柱汞柱), 主要为氧化作用；主要为氧化作用；高氧压时高氧压时主要为氧合作用。主要为氧合作用。第八章 色素及着色剂10 硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下： NO3- 细菌还原作用细菌还原作用 NO2- pH 5.46, H+ 2HNO2 肉内固有还原剂肉内固有还原剂 2NO + 2H2O或或 3 HNO2 歧化歧化

6、 HNO3 + 2NO + H2O3、 腌肉色素腌肉色素第八章 色素及着色剂11 Mb NO NOMb（氧化氮肌红蛋白）（氧化氮肌红蛋白） 加热加热 氧化氮肌色原氧化氮肌色原(紫红色紫红色) (鲜桃红鲜桃红) (鲜桃红鲜桃红) 还原剂还原剂 MMb NO NOMMb（氧化氮（氧化氮高铁肌红蛋白高铁肌红蛋白） (褐色褐色) (深红深红) NOMb, NOMMb, 氧化氮肌色原氧化氮肌色原统称为统称为腌肉色素，腌肉色素， 其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧)。 第八章 色素及着色剂12鲜肉和腌肉制品中血红色素的反应鲜肉和腌肉制品中血红色素的反应 第八章 色

7、素及着色剂13 鲜肉、腌肉和熟肉中存在的色素鲜肉、腌肉和熟肉中存在的色素色素色素形成方式形成方式铁的价铁的价态态羟高铁血红素环羟高铁血红素环的状态的状态珠蛋白珠蛋白状态状态颜色颜色肌红蛋白高铁肌红蛋白还原，氧合肌红蛋白脱氧合作用Fe2+完整天然略带紫红色氧合肌红蛋白肌红蛋白氧合作用Fe2+完整天然鲜红色高铁肌红蛋白肌红蛋白和氧合肌红蛋白氧化作用Fe3+完整天然褐色亚硝酰肌红蛋白肌红蛋白和一氧化氮结合Fe2+完整天然鲜红（粉红）高铁肌红蛋白亚硝酸盐高铁肌红蛋白和过量的亚硝酸盐结合Fe3+完整天然红色珠蛋白血色原加热、变性剂对肌红蛋白、氧合肌红蛋白的作用，高铁血色原的辐照Fe2+完整变性暗红色珠蛋

8、白血色原加热、变性剂对肌红蛋白、氧合肌红蛋白、高铁肌红蛋白、血色原的作用Fe3+完整变性棕色亚硝酰血色原加热、盐对亚硝基肌红蛋白的作用Fe2+完整变性鲜红色（粉红）硫肌红蛋白硫化氢和氧对肌红蛋白的作用Fe3+完整但被还原变性绿色胆绿蛋白过氧化氢对肌红蛋白或氧合肌红蛋白的作用，抗坏血酸或其他还原剂对氧合肌红蛋白的作用Fe2+或Fe3+完整但被还原变性绿色氯铁胆绿素过量试剂对硫肌红蛋白的作用Fe3+卟啉环开环变性绿色胆汁色素大大过量的试剂对硫肌红蛋白的作用不含铁卟啉环开环被破坏；卟啉链不存在黄色或无色第八章 色素及着色剂14 MNO2(亚硝酸盐亚硝酸盐)的作用的作用： （1）发色）发色 （2）抑菌

9、）抑菌 （3）产生腌肉制品特有的风味。）产生腌肉制品特有的风味。 但过量使用安全性不好，在食品中导致亚但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。硝胺生成；肉色变绿。 第八章 色素及着色剂15（1）高氧压护色）高氧压护色(形成氧合肌红蛋白形成氧合肌红蛋白,呈色作用，鲜呈色作用，鲜肉肉)。（2）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。（3）采用）采用100%CO2条件，若配合使用除氧剂，条件，若配合使用除氧剂，效果更好。效果更好。 腌肉制品的护色一般采用避光、除氧。腌肉制品的护色一般采用避光、除氧。4、肉及肉制品的护色、肉及肉制品的护色第八章 色素及

10、着色剂16A. 由于一些细菌活动产生的由于一些细菌活动产生的H2O2可直接氧化可直接氧化 -亚甲亚甲基。基。 B. 由于细菌活动产生的由于细菌活动产生的H2S等硫化物，在氧或等硫化物，在氧或H2O2存存在下，可直接加在在下，可直接加在 -亚甲基上。亚甲基上。C. 由于由于MNO2过量引起。过量引起。 血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在在 -亚甲基上，绿色的形成有三种情况亚甲基上，绿色的形成有三种情况:5、 肉色变绿肉色变绿第八章 色素及着色剂17二、叶绿素类（一）、叶绿素的结构 由四个由四个吡咯吡咯联成的环联成的环称为称为卟吩卟吩, 当卟吩环带有当卟

11、吩环带有取代基时，称为取代基时，称为卟啉卟啉类类化合物。化合物。 第八章 色素及着色剂18叶绿素叶绿素a a、b b植醇植醇第八章 色素及着色剂19（二）、叶绿素的性质（二）、叶绿素的性质1、叶绿素的基本性质脂溶性与蛋白质结合，叶绿体对光、热敏感酸性条件下镁易被氢取代镁离子可被铜、锌、铁等取代第八章 色素及着色剂20（绿色，水溶性）脱植叶绿素（绿色，水溶性）脱植叶绿素 -植醇植醇 叶绿素叶绿素（绿色，脂溶性）（绿色，脂溶性） 叶绿素酶叶绿素酶 -Mg2+ 酸酸/热热 -Mg2+ 酸酸/热热 脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性） 脱镁叶绿素（橄榄绿脱镁叶绿素（橄榄绿

12、，脂溶性），脂溶性） -COCH3 热热 -COCH3 热热 焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性） 焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性） 2、叶绿素的降解与色变、叶绿素的降解与色变第八章 色素及着色剂21叶绿素各种反应示意图叶绿素各种反应示意图第八章 色素及着色剂22金属离子金属离子光、氧光、氧酶酶酸、热酸、热水份活度水份活度3、 影影响叶绿响叶绿素稳定素稳定性的因性的因素素第八章 色素及着色剂234、常用的、常用的护绿技术护绿技术1）、中和酸2）、高温瞬时杀菌）、高温瞬时杀菌3）、绿色再生4）、其他方法）、其他方法第八章 色素及着色剂24 类胡

13、萝卜素类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动植是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。三、类胡萝卜素三、类胡萝卜素 Carotenoids类胡萝卜素包括：类胡萝卜素包括：纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）类胡萝卜素）上述化合物的含氧衍生物（氧合叶上述化合物的含氧衍生物（氧合叶黄素）黄素）第八章 色素及着色剂25 -胡萝卜素胡萝卜素1、烃类胡萝卜素烃类胡萝卜素(Carotenes，又称胡萝卜素类)（一）、类胡萝卜素的结构（一）、类胡萝卜素的结构 - 胡萝卜素胡萝卜素第八章 色素及着色剂26（1）玉米黄素）玉米黄

14、素(zeaxanthin)： 3, 3 -二羟基二羟基- -胡萝卜素，胡萝卜素，存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。（2）叶黄素）叶黄素(lutein)： 3, 3 -二羟基二羟基- -胡萝卜素，存在于金胡萝卜素，存在于金盏花、绿叶中。盏花、绿叶中。（3）辣椒红素）辣椒红素(capsanthin)及辣椒玉红素及辣椒玉红素(capsorubin)：存：存在于红辣椒中。在于红辣椒中。（4）柑橘黄素）柑橘黄素(citroxanthin)：5, 8-环氧环氧- -胡萝卜素，存在胡萝卜素，存在于柑橘皮和辣椒中。于柑橘皮和辣椒中。（5）虾青素）虾青素(astaxanthin)： 3,

15、3 -二羟基二羟基-4, 4 -二酮基二酮基- -存在于虾、蟹、牡蛎等体内。存在于虾、蟹、牡蛎等体内。2、含氧衍生物含氧衍生物(Xanthophylls)第八章 色素及着色剂27COOCH3HOOCHOOCOCOH新黄质（新黄质（C C4040H H5656O O4 4） 玉米黄素（玉米黄素（C C4040H H5656O O2 2） 辣椒红（辣椒红（C C4040H H56560 03 3） 胭脂树素（胭脂树素（C C2525H H3030O O4 4） 辣椒玉红素辣椒玉红素第八章 色素及着色剂28HOOOHOOCOCH3OHHO岩藻黄质岩藻黄质 叶黄素叶黄素堇菜黄质堇菜黄质OOHOHO虾青

16、素虾青素 第八章 色素及着色剂29 类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合，或与脂肪类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合，或与脂肪酸以酯类的形式存在。酸以酯类的形式存在。 类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素稳类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素稳定，而且可以改变颜色。定，而且可以改变颜色。 类类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合。胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合。3、其、其 它它第八章 色素及着色剂301 1）、所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物。）、所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物。2 2）、具有适度的热及酸碱稳定性。）、具有适度的热及酸碱稳定性。3 3）、易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离

17、子的存在将加速）、易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子的存在将加速-胡萝卜素的氧化。胡萝卜素的氧化。4 4）、光的作用下很容易发生光敏氧化及异构化。）、光的作用下很容易发生光敏氧化及异构化。5 5）、类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围，其检测波长一般）、类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围，其检测波长一般在在430430480nm480nm。（二）、类胡萝卜素的化学性质及应用（二）、类胡萝卜素的化学性质及应用1、 类胡萝卜素的性质类胡萝卜素的性质第八章 色素及着色剂316 6）、许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位移，因此）、许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位移，因此可用于类胡萝卜素的鉴定。可用于类胡

18、萝卜素的鉴定。类胡萝卜素常与蛋白质类胡萝卜素常与蛋白质结合，比游离态稳定。结合，比游离态稳定。7 7）、类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系特别是）、类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系特别是脂肪氧合酶迅速降解。脂肪氧合酶迅速降解。 8 8）、某些）、某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂，这种作用与氧分压的大小有关。这种作用与氧分压的大小有关。第八章 色素及着色剂322、 类胡萝卜素的降解及对品质的影响类胡萝卜素的降解及对品质的影响单-环氧化物、双-环氧化物羰基化合物、醇类等反反- -胡萝卜素胡萝卜素顺顺- -胡萝卜素胡萝卜素分裂产品、挥发性产品等氧化在

19、一般加工和在一般加工和贮藏条件下是贮藏条件下是相对稳定。相对稳定。加热或热灭菌加热或热灭菌会诱导顺会诱导顺/反异反异构化反应。构化反应。酶促氧化及酶促氧化及光敏氧化光敏氧化第八章 色素及着色剂33在加工和贮藏过程中类胡萝卜素降解和异构化的可能机制在加工和贮藏过程中类胡萝卜素降解和异构化的可能机制第八章 色素及着色剂341、类胡萝卜素可作为食品添加剂用于、类胡萝卜素可作为食品添加剂用于油脂食品的着色，作为食品添加剂使油脂食品的着色，作为食品添加剂使用无限量。用无限量。3、 应用应用2、在某些产品加工中添加类胡萝卜素，、在某些产品加工中添加类胡萝卜素，还可提高其香气。还可提高其香气。第八章 色素及

20、着色剂35四、花色苷类四、花色苷类 花色素苷被认为是类花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有黄酮的一种，只有C C6 6-C-C3 3- -C C6 6碳骨架结构。所有花色碳骨架结构。所有花色素苷都具有素苷都具有2-2-苯基苯基- -苯并苯并吡喃阳离子的基本结构。吡喃阳离子的基本结构。（一）、花色苷结构（一）、花色苷结构1O8765432654321+BA+第八章 色素及着色剂36 花葵素（天竺葵色素，花葵素（天竺葵色素，pelargonidin） 花青素（矢车菊色素，花青素（矢车菊色素，cyanidin） 飞燕草色素（翠花素，飞燕草色素（翠花素，delphinidin） 芍药色素（芍药色素（pe

21、onidin） 3-甲花翠素（甲花翠素（petunidim） 二甲花翠素（锦葵色素，二甲花翠素（锦葵色素，malvidin） 在食品中较重要的花色素有在食品中较重要的花色素有6种：种：第八章 色素及着色剂37 目前仅发现目前仅发现5 5种糖构成花色素苷分子的糖基部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、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。半乳糖、木糖和阿拉伯糖。 在自然状态下上述花色素多以苷的形式存在。在自然状态下上述花色素多以苷的形式存在。花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结合而成。

22、结合而成。花色素苷按其所结合的糖分子数的多少可分成：花色素苷按其所结合的糖分子数的多少可分成： 单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在3碳位上。碳位上。 二糖苷含二个糖分子，二个可以都在二糖苷含二个糖分子，二个可以都在3碳位，或碳位，或3和和5碳位各有一碳位各有一个。个。 三糖苷的三个糖分子通常二个在三糖苷的三个糖分子通常二个在3碳位和一个在碳位和一个在5碳位的，有时碳位的，有时三个在三个在3碳位上形成支链结构或直链结构。碳位上形成支链结构或直链结构。第八章 色素及着色剂381、结构：、结构：分子中羟基数目增加则稳定性降低；甲基化程度提高则增加分子中羟基数目增加则稳定

23、性降低；甲基化程度提高则增加稳定性；糖基化也有利于色素稳定。稳定性；糖基化也有利于色素稳定。（二）、影响花色素苷稳定性的因素（二）、影响花色素苷稳定性的因素2、酸度、酸度：酸度的改变，花：酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之色素的结构改变，颜色随之改变。改变。 花青素花青素-3-鼠李葡糖苷在鼠李葡糖苷在pH0.714.02缓冲液缓冲液 中的吸收光谱，色素浓度为中的吸收光谱，色素浓度为1.610-2g/L 受受pHpH变化的影响，变化的影响，在在pH0.71pH0.71时为深红色，时为深红色，pHpH升高色素转变成蓝色升高色素转变成蓝色醌式碱。醌式碱。第八章 色素及着色剂3921OHOOOGL

24、ROHR +HOROHROGLOOH12O HOHOOGLROHRHO1221OHOGLROHRHOOHO C C：查尔酮（无色）：查尔酮（无色） B B：甲醇假碱（无色）：甲醇假碱（无色） AH+:花色羊阳离子（红）A：醌型碱（蓝） +H+ 二甲花翠素二甲花翠素-3-3-葡萄糖苷不同葡萄糖苷不同pHpH时的结构变化时的结构变化第八章 色素及着色剂40 低低pHpH值时，以二甲花翠素值时，以二甲花翠素-3-3-葡萄糖苷葡萄糖苷羊羊阳离子占优阳离子占优势；而在势；而在pH4pH46 6主要为主要为无无色甲醇假碱结构；当溶液在色甲醇假碱结构；当溶液在pH6pH6时呈现无色。时呈现无色。 蓝色醌式碱

25、（蓝色醌式碱（A A）质子化生成红色花色）质子化生成红色花色羊羊阳离子阳离子（AHAH+ +），然后水解形成无色甲醇碱（），然后水解形成无色甲醇碱（B B），甲醇假碱与），甲醇假碱与无色查耳酮（无色查耳酮（C C）处于平衡状态，可概略表示于下：）处于平衡状态，可概略表示于下： C BH2OAH+H+A第八章 色素及着色剂413、氧化剂与还原剂、氧化剂与还原剂亚硫酸盐与花色苷的反应亚硫酸盐与花色苷的反应 花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂和还原剂非花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂和还原剂非常敏感。如常敏感。如在贮藏和加工时添加亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色

26、在贮藏和加工时添加亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色 。第八章 色素及着色剂424、温度、温度 食品中花色苷的稳定性与温度关系较大。研究表明，花色苷的热降食品中花色苷的稳定性与温度关系较大。研究表明，花色苷的热降解机制与花色苷的种类和降解温度有关。高度羟基化的花色苷比甲基化、解机制与花色苷的种类和降解温度有关。高度羟基化的花色苷比甲基化、糖基化或酰基化的花色素苷的热稳定性差。温度越高，其降解速度越快；糖基化或酰基化的花色素苷的热稳定性差。温度越高，其降解速度越快；pH对花色苷的热稳定性有很大影响，在低对花色苷的热稳定性有很大影响，在低pH时，稳定性较好，在接近中时，稳定性较好，在接近中性

27、或微碱性的条件下，其稳定性明显下降。性或微碱性的条件下，其稳定性明显下降。 pH3时吸光度随时间的变化时吸光度随时间的变化 pH4吸光度随时间的变化吸光度随时间的变化第八章 色素及着色剂43 pH5.4吸光度随时间的变化吸光度随时间的变化 pH6.7吸光度随时间的变化吸光度随时间的变化pH7.5吸光度随时间的变化吸光度随时间的变化第八章 色素及着色剂445、金属离子、金属离子6、光、光 光通常会加速花色素的降解。花色素苷的结构影响其对光的稳定性，光通常会加速花色素的降解。花色素苷的结构影响其对光的稳定性，酰化和甲基化的二糖苷比未酰化的稳定，双糖苷比单糖苷更稳定。研酰化和甲基化的二糖苷比未酰化的

28、稳定，双糖苷比单糖苷更稳定。研究表明，紫外光的降解作用比室内光的降解作用更明显。究表明，紫外光的降解作用比室内光的降解作用更明显。 花色苷分子中因为具有邻位羟基，能和金属离子形成复合物，色花色苷分子中因为具有邻位羟基，能和金属离子形成复合物，色泽一般为兰色，这也是自然界中的一些花青素呈现蓝色的原因泽一般为兰色，这也是自然界中的一些花青素呈现蓝色的原因 第八章 色素及着色剂457、有机化合物、有机化合物 在抗坏血酸、氨基酸、酚类、糖衍生物等存在时，由于这些化合在抗坏血酸、氨基酸、酚类、糖衍生物等存在时，由于这些化合物与花色素苷发生缩合反应可使褪色加快物与花色素苷发生缩合反应可使褪色加快 花色苷与

29、小分子化合物形成的聚合物花色苷与小分子化合物形成的聚合物 第八章 色素及着色剂468、酶及其他因子、酶及其他因子 糖苷酶和多酚氧化酶能引起花色苷失去颜糖苷酶和多酚氧化酶能引起花色苷失去颜色，它们也被称为花色苷酶。糖苷酶的作用色，它们也被称为花色苷酶。糖苷酶的作用是水解花色苷的糖苷键，生成糖和苷元花青是水解花色苷的糖苷键，生成糖和苷元花青素；多酚氧化酶是在有氧和邻二酚存在时，素；多酚氧化酶是在有氧和邻二酚存在时，首先将邻二酚氧化成为邻苯醌，然后邻苯醌首先将邻二酚氧化成为邻苯醌，然后邻苯醌与花色苷反应形成氧化花色素苷和降解产物。与花色苷反应形成氧化花色素苷和降解产物。加工过程中的漂烫处理，会对这些

30、酶灭活，加工过程中的漂烫处理，会对这些酶灭活，保持产品色泽。保持产品色泽。第八章 色素及着色剂47五、儿茶素类及类黄酮1、儿茶素类的结构特征R1=HL-ECGR1=OHL-EGCGR1=HR2=HL-ECR2=HR1=OHL-EGC（一）、儿茶素及氧化产物（一）、儿茶素及氧化产物第八章 色素及着色剂48茶黄素茶黄素R1=R2=H茶黄素单没茶黄素单没食子酸酯食子酸酯R1=H，R2=没食子酰基茶黄素双没茶黄素双没食子酸酯食子酸酯R1=R2=没食子酰基2、儿茶素氧化物茶黄素的结构、儿茶素氧化物茶黄素的结构第八章 色素及着色剂493、茶红素的结构、茶红素的结构偶联氧化4、儿茶素氧化产物的性质及应用：

31、茶黄素（茶黄素（TF）纯品为结晶状）纯品为结晶状粉末，色泽金黄；粉末，色泽金黄；TF及茶红素（及茶红素（TR）均能溶于热水、乙酸乙酯、正丁醇，）均能溶于热水、乙酸乙酯、正丁醇，较易氧化；由于较易氧化；由于TR类形成的多途径和结构的异质性，目前对其性质和功类形成的多途径和结构的异质性，目前对其性质和功能不完全清楚。能不完全清楚。 TF及及TR是红茶中特有色素，一般红茶中是红茶中特有色素，一般红茶中TF为为0.5%左右、左右、TR为为10%左右；它们具有呈色性能，是天然的食品着色剂；茶色素具有较强的刺激左右；它们具有呈色性能，是天然的食品着色剂；茶色素具有较强的刺激性和收敛性，赋予茶叶特有的风味。

32、性和收敛性，赋予茶叶特有的风味。第八章 色素及着色剂50 类黄酮的基本结构类黄酮的基本结构：2-苯基苯基-苯并吡喃酮苯并吡喃酮 最重要的类黄酮化合物是最重要的类黄酮化合物是黄酮黄酮(flavone)和和黄酮醇黄酮醇（flavonol）的衍生物的衍生物 。654321OOOOOH黄酮（黄酮（2-2-苯基苯并吡喃酮苯基苯并吡喃酮） 黄酮醇黄酮醇（二）、（二）、 类黄酮（类黄酮（Flavonoids )1、结构、结构第八章 色素及着色剂51 黄酮醇黄酮醇常见的有常见的有莰非醇莰非醇（kaempferol) )、槲槲皮素皮素（querein）等。等。HOOHOHOHOOHOOHOHOHOHOO槲皮素槲

33、皮素 莰非醇莰非醇第八章 色素及着色剂52黄酮黄酮主要有主要有芹菜素芹菜素、槲皮酮等、槲皮酮等 槲皮酮槲皮酮（黄酮类）（黄酮类） 芹菜素（黄酮类）芹菜素（黄酮类） 第八章 色素及着色剂53 类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。 类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈黄色、橙色或褐色。呈黄色、橙色或褐色。 类黄酮可与金属离子生成络合物。类黄酮可与金属离子生成络合物。 类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。2、 性质性质第八章 色素及着色剂54类黄酮具有

34、抗氧化作用类黄酮具有抗氧化作用。 柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P P。此。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。外，柑桔类黄酮还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。高甜度的新型甜味剂。类黄酮具有苦味，苷类可溶于水，呈微黄色，类黄酮具有苦味，苷类可溶于水，呈微黄色，对食品的味和色有一定的影响。对食品的味和色有一定的影响。3 3、类黄酮类黄酮在食品中的作用在食品中的作用第八章 色素及着色剂55六、六、 单宁单宁(tannin)1、单宁概述单宁概述 单宁没有严格的定义。它包含有

35、缩合单宁和可水解单宁。单宁没有严格的定义。它包含有缩合单宁和可水解单宁。相对分子质量为相对分子质量为50050030003000的水溶性单宁；可作为生物碱、果胶的水溶性单宁；可作为生物碱、果胶及蛋白质的澄清剂；及蛋白质的澄清剂；单宁使食品具有收敛性涩味，并产生酶促单宁使食品具有收敛性涩味，并产生酶促褐变反应褐变反应。2、缩合单宁、缩合单宁 缩合单宁又称为缩合单宁又称为原花色素原花色素(proanthocyanidins)。原花色素是无原花色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过程中可转变成有色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过程中可转变成有颜色的物质。颜色的物质。第八章 色素及

36、着色剂56 原花色素的基本结构单元原花色素的基本结构单元是黄烷是黄烷3-醇或黄烷醇或黄烷3，4-二醇以二醇以48或或46键形成的二聚物，但通常也有三聚物或高聚物。键形成的二聚物，但通常也有三聚物或高聚物。OHOHOHOHOHOOH黄烷黄烷-3-3，4-4-二醇二醇 HOOHOHOHOHOHOHOOHHOOOH无色花色素无色花色素 第八章 色素及着色剂57O HH2HOOHHOO HHO HHO HO HO HO HHOO HO HHOOO HH+HOO HHO HO HO HO HO HHOOHH+O HOHOO HO HOHO HO HO HO HHO HHO HHO原花色素的结构单元和水解

37、机制原花色素的结构单元和水解机制 原花色素原花色素 表儿茶素表儿茶素 原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素第八章 色素及着色剂58抑菌及抗病毒作用抑菌及抗病毒作用原花青素原花青素的主要生的主要生物功能物功能具有很强的抗氧化活性具有很强的抗氧化活性抗癌抗癌清除自由基清除自由基第八章 色素及着色剂591、甜菜色素类概述、甜菜色素类概述 甜菜色素类的甜菜色素类的颜色不受颜色不受pHpH的影响。包括甜菜色苷的影响。包括甜菜色苷（betacyanin，红色）和甜菜黄质红色）和甜菜黄质（ betaxanthin，黄色）两黄色）两种类型的化合物。种类型的化合物。仅

38、存在于仅存在于10个科的种子植物中，含甜菜个科的种子植物中，含甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类似。色素植物的颜色与含花色素苷类似。 七、七、 甜菜色素类甜菜色素类(betalaines)2、甜菜色素类甜菜色素类结构结构 甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子C-2和和C-15，具有光学活性，结构中，具有光学活性，结构中R和和R为氢原子或芳香取代基。为氢原子或芳香取代基。第八章 色素及着色剂60 NH10NRHO+H123456789COOHHOOCN11121314151617181920COO（1 1）甜菜色苷配基，）甜菜色苷配基， R= -OH

39、R= -OH（2 2）甜菜色苷（甜菜红素），）甜菜色苷（甜菜红素），R= -R= -葡萄糖葡萄糖（3 3）苋菜红素，）苋菜红素，R=2-R=2-葡糖醛酸葡糖醛酸- -葡萄糖葡萄糖H10NRHO+H123456789COOHHOOCN11121314151617181920NCOO（4 4）异甜菜色苷配基，）异甜菜色苷配基， R= -OHR= -OH（5 5）异甜菜色苷（异甜菜红素），）异甜菜色苷（异甜菜红素），R= -R= -葡萄糖葡萄糖（6 6）异苋菜红素，）异苋菜红素，R=2-R=2-葡糖醛酸葡糖醛酸- -葡萄糖葡萄糖第八章 色素及着色剂61 色素的色素的颜色是由于共振结构引起颜色是由于共

40、振结构引起的。的。 R R或或RR不扩展共振不扩展共振，则此化合物呈黄色，称为则此化合物呈黄色，称为甜菜黄素；甜菜黄素； R R或或RR扩展共振扩展共振，则此化合物显红色，称为，则此化合物显红色，称为甜菜色苷。甜菜色苷。 HCOOHHOOCRR+NNN7CRR6CHCH5R43CH2RN1R+HNRRRCHCHCHRR+HCN一般形式一般形式甜菜色素的共振结构甜菜色素的共振结构3、甜菜色素类成色机理甜菜色素类成色机理第八章 色素及着色剂621 1）、）、热和酸热和酸 甜菜色素在甜菜色素在pH4.0pH4.05.05.0最稳定。最稳定。2）、）、氧和光氧和光 氧会加速色素的褪色氧会加速色素的褪色

41、，抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血，抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。酸可增加甜菜苷的稳定性。 光加速甜菜色苷降解。光加速甜菜色苷降解。4 4、影响、影响甜菜色素甜菜色素稳定性的因素稳定性的因素第八章 色素及着色剂63 天然色素的特性天然色素的特性色素色素种种类类颜色颜色来源来源溶解性溶解性稳稳 定定 性性花色素苷150橙、红、蓝色植物水溶性对pH、金属敏感，热稳定性不好类黄酮1000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较稳定单宁20无色、黄色植物水溶性对热稳定甜菜苷70黄、红植物水溶性热敏感醌200黄至棕黑色植物、细菌、藻类水溶性对热稳定类胡萝卜素

42、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色素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均稳定第八章 色素及着色剂64八、红曲米和红曲色素八、红曲米和红曲色素 红曲米即红曲，古称丹田。红曲米是由曲霉科中的红曲霉、紫红红曲霉、变红红曲霉和马米加红曲霉等菌种接种于蒸熟的大米，经培育所得。 红曲色素耐热性强，色调受pH变动影响小，几乎不受金属离子，如Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+等影响，也不受氧化剂和还原剂的影响，对蛋白质着色性特好。第八章 色素及着色剂65第三节第三节 食用着色剂简介食用着色剂简介一一 、 天然色素天然

43、色素(natural pigment)1 1、胭脂虫色素、胭脂虫色素（carminic acid）胭脂红酸是一种蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂虫胭脂红酸是一种蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂虫(cochineal)。HOOCOOHOHCH(CHOH)4CH3OHOCH3HO第八章 色素及着色剂66 胭脂红酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中胭脂红酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解。不溶解。 胭脂红酸的颜色随胭脂红酸的颜色随pHpH改变而不同，改变而不同，pH4pH4以下显黄色，以下显黄色，pH4pH4时呈橙色，时呈橙色，pH6pH6时呈现红色，时呈现红色，pH8pH8

44、时变为紫色。时变为紫色。 胭脂红酸与铁等金属离子形成复合物亦会改变颜色。胭脂红酸与铁等金属离子形成复合物亦会改变颜色。 胭脂红酸对热、光和微生物都具有很好的耐受性，胭脂红酸对热、光和微生物都具有很好的耐受性，尤其在酸性尤其在酸性pHpH范围，但染着力很弱，一般作为饮料着色范围，但染着力很弱，一般作为饮料着色剂，用量约为剂，用量约为0.005%0.005%。第八章 色素及着色剂67OHROHOHHOOCHOOCHOOO紫胶红酸紫胶红酸A A，B B，C C，E EA A：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHCOCHNHCOCH3 3 （N-N-乙酰乙胺基）乙酰乙胺基）B B：R= -

45、CHR= -CH2 2CHCH2 2OHOH（乙醇基）（乙醇基）C C：R= -R= -氨基丙酸基氨基丙酸基E E：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHNH2 2（乙胺基）（乙胺基） OOHOHOOCOHOHOHCH3紫胶红酸紫胶红酸D2 2、紫胶虫色素、紫胶虫色素(laccaic acid)第八章 色素及着色剂68 紫胶虫紫胶虫(Coceus lacceae) 其体内分泌物紫胶其体内分泌物紫胶中含有五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又称为虫中含有五种蒽醌类色素，称紫胶红酸，又称为虫胶红酸。胶红酸。 紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取代不同，分别

46、称为紫胶红酸代不同，分别称为紫胶红酸A A、B B、C C、D D、E E。 紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似，在不同紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似，在不同pHpH值时显不同颜色，即在值时显不同颜色，即在pHpH4 4，和，和pH=4pH=4，6 6和和8 8时，时，分别呈现黄、橙、红和紫色。分别呈现黄、橙、红和紫色。 第八章 色素及着色剂69 红曲色素红曲色素（monascin）为红曲菌为红曲菌(Monascus sp.)产生的色产生的色素，为混合物，属于氧茚并类化合物。素，为混合物，属于氧茚并类化合物。 红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等红曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙

47、醚等溶剂。溶剂。 红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对一些红曲色素可具有较强的耐光、耐热等优点，并且对一些化学物质有较好的耐受性。化学物质有较好的耐受性。 红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色素之红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果汁等的着色。一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果汁等的着色。3 3、红曲色素、红曲色素（monascin）第八章 色素及着色剂70 姜黄色素姜黄色素(curcumin或或turmeric yellow) 主要成分为姜黄素、主要成分为姜黄素、脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素。脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄

48、素。 姜黄色素不溶于水，溶于醇或醚，显鲜艳黄色，在碱性溶姜黄色素不溶于水，溶于醇或醚，显鲜艳黄色，在碱性溶液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色。液中呈红色，经酸中和后仍恢复原来的黄色。 着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原。着色性（特别是对蛋白质）较强，不易被还原。 对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。对光、热稳定性较差，易与铁离子结合而变色。 一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香。具体允许一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香。具体允许使用量参见我国使用量参见我国GB2760-1996GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准规规定。定。4 4、姜黄

49、色素、姜黄色素(curcumin)第八章 色素及着色剂71 焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传统使用的色素之一。传统使用的色素之一。 我国已经明确规定加铵盐制成的焦糖色素因毒我国已经明确规定加铵盐制成的焦糖色素因毒性问题不允许使用，非氨法生产的焦糖色素可用于性问题不允许使用，非氨法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料等。罐头、糖果和饮料等。 5 5、焦糖色素、焦糖色素第八章 色素及着色剂72GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准食品添加剂使用卫生标准规定允许使用的