食品化学-色素章节总结讲课教案

1、食品化学-色素章节总结一、概述v1、食品色素的定义和作用v2、食品呈色的机理v3、食品色素的分类食品色素的定义和作用 食品色素的定义:v食品中能够吸收或反射可见光进而使食品呈食品中能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质统称为现各种颜色的物质统称为食品色素食品色素(food pigments)。包括：食品原料固有的天然色素；。包括：食品原料固有的天然色素；食品加工中形成的有色物质；外加的食品着食品加工中形成的有色物质；外加的食品着色剂色剂食品色素的定义和作用v食品色素的作用:v(1)刺激消费者的感觉器官;v(2)影响人们对食品风味的感受；v(3)颜色鲜艳的食品可以增加食欲；v(4)食品

2、的色泽主要由其所含的色素决定.色素呈色机理v食品色素一般为有机化合物，其分子结构中往往具有发色团和助色团。在紫外和可见光区（400800nm)具有吸收峰的基团被称为发色团或生色团。v常见的发色团:N=N、N=O、C=S、CN=O、CC、C=N 、C=CC=O等。v波段在紫外区，本身不产生颜色，但当与共轭体系或发色团连接时，可使整个分子的吸收波长方向迁移而产生颜色，这类基团被称为助色团或助色基。常见的助色基（团）：OH、OR、NH2、NR2、SR， Cl、-Br等。色素呈色机理物质的分子只含有一个上述基团时，由于它们的吸收物质的分子只含有一个上述基团时，由于它们的吸收波长在波长在200-400n

3、m200-400nm之间，物质仍是无色的。如果分之间，物质仍是无色的。如果分子中有子中有2 2个或个或2 2个以上生色基共轭时，可以使物质对个以上生色基共轭时，可以使物质对光的吸收波长移向可见光区域内，使物质呈现颜色。光的吸收波长移向可见光区域内，使物质呈现颜色。共轭体系越长，该结构吸收的光波长也越长。共轭体系越长，该结构吸收的光波长也越长。如：共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双如：共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双键的关系如下：键的关系如下：名称名称 吸收波长吸收波长 颜色颜色 C-C 乙烷乙烷 135 无色无色 CH=CH 乙烯乙烯 185 无色无色(CH=CH)3 己三己三烯烯 25

4、8 无色无色(CH=CH)4 二甲基辛四烯二甲基辛四烯 296 淡黄色淡黄色(CH=CH)5 维生素维生素A 335 淡黄色淡黄色(CH=CH)8 二氢胡萝卜素二氢胡萝卜素 415 橙色橙色(CH=CH)11 番茄红素番茄红素 470 红色红色(CH=CH)15 去氢番茄红素去氢番茄红素 504 紫色紫色v1.下列哪种物质吸收光的波长最长（ ）vA. CH=CH B. (CH=CH)3 vC. (CH=CH)11 D. (CH=CH)5v2.可见光范围内，某物质选择对吸收紫色光，则该物质呈现的颜色是（ ）vA紫色B绿色vC红色D黄色CB食品色素的分类 叶绿素 植物色素 类胡萝卜素 花青素 天然

5、色素 血红素 动物色素 卵黄 虾壳中的类胡萝卜素食品色素 微生物色素 如红曲色素（按来源） 人工色素食品色素的分类v 吡咯类 叶绿素v 血红素v天然色素 异戊二烯类 类胡萝卜素 （按化学结构） 辣椒红色素 多酚类 花青素 花黄素 酮类 红曲色素 姜黄素 醌类 虫胶色素 胭脂虫红素v判断: 天然色素的安全性比人工合成性高，稳定性比人工色素好.答：错，天然色素的安全性不一定比人工合成性高，稳定性一般比人工色素差。二、四吡咯色素v1.叶绿素v2.血红素叶绿素的结构性质v 结构：结构： 是含是含镁镁的四吡咯衍生物，由的四吡咯衍生物，由叶绿叶绿酸酸、甲醇甲醇、叶绿醇叶绿醇(植醇植醇)等构成的酯，为等构成

6、的酯，为脂溶脂溶性物质，呈绿色。性物质，呈绿色。v 叶绿素的头部：叶绿素的头部： 卟啉环卟啉环（4个吡咯环和个吡咯环和4个甲烯基个甲烯基CH=组成）组成）;亲水亲水v 叶绿素的尾部：叶绿素的尾部： 叶绿醇或植醇叶绿醇或植醇（由（由4个个异戊二烯单位组成的双萜）异戊二烯单位组成的双萜）;亲脂亲脂叶绿素发生化学变化后产生的衍生物v主要为：脱镁叶绿素v 脱植基叶绿素v 焦脱镁叶绿素v 脱镁脱植叶绿素v 焦脱镁脱植叶绿素 v 叶绿素发生化学变化后产生的衍生物叶绿素在食品加工和储藏中的变化v 1.酶促褐变v 间接作用：脂酶、蛋白酶破坏叶绿素脂蛋白复合体；果胶酯酶使果胶酸增加提高质子浓度而使叶绿素脱镁；脂

7、氧合酶、过氧化物酶产生氧化物质引起氧化分解。v 直接作用：叶绿素酶催化叶绿素中的植醇酯键，产生脱植叶绿素。(叶绿素酶叶绿素酶:较耐热，其最适温度为较耐热，其最适温度为6082 ，80以上活性下降，以上活性下降，100完全钝化。完全钝化。)叶绿素在食品加工和储藏中的变化v2.酸和热及光的影响v酸和热使叶绿素脱镁，颜色从绿变褐。加热时，由于酸的作用，叶绿素脱镁叶绿素焦脱镁叶绿素;叶绿素在pH9.0时，很耐热，而在pH3.0时不稳定。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

8、绿素在食品加工和储藏中的变化v3.金属离子的影响v叶绿素脱镁衍生物中，中心的叶绿素脱镁衍生物中，中心的H+很容易被很容易被Cu2+、Zn2+等取代，形成绿色、稳定等取代，形成绿色、稳定性很好的叶绿素衍生物，其中以叶绿素铜盐的色泽最为明亮。例如：叶绿素铜性很好的叶绿素衍生物，其中以叶绿素铜盐的色泽最为明亮。例如：叶绿素铜钠是我国允许使用的一种食品着色剂。钠是我国允许使用的一种食品着色剂。v叶绿素的铜或锌的衍生物在酸性条件下稳定，在碱性条件下稳定性差，与叶绿叶绿素的铜或锌的衍生物在酸性条件下稳定，在碱性条件下稳定性差，与叶绿素相反。素相反。v叶绿素及其衍生物的色泽如何，与其中心离子的存在与种类有关

9、：当卟啉环的叶绿素及其衍生物的色泽如何，与其中心离子的存在与种类有关：当卟啉环的中心离子为中心离子为Mg2+、Cu2+、Zn2+时，呈绿色；无中心离子时是黄绿色或褐色。时，呈绿色；无中心离子时是黄绿色或褐色。叶绿素及其衍生物的各种反应示意图叶绿素及其衍生物的各种反应示意图叶绿素 (绿色脂溶)叶绿素分解物(无色)光/氧气脂肪氧合酶、不饱和脂肪、氧气叶绿素分解物(无色)酸/热脱镁脱植叶绿素(橄榄绿水溶)-Mg 2+脱植叶绿素(绿色水溶)叶绿素酶-植醇热-CO2CH3焦脱镁脱植叶绿素(褐色水溶)酸/热 -Mg 2+脱镁叶绿素(橄榄绿脂溶)热-CO2CH3焦脱镁叶绿素(褐色脂溶)护绿技术v1.中和酸：

10、加入氧化钙和磷酸二氢钠pH接近7.0。但会促进组织软化和产生碱味。v2.高温瞬时：但保绿时间短。v3.绿色再生：用锌或铜离子作用使产生取代叶绿素。v4.调气、脱水、避光等。v1、叶绿素中，占据卟啉环中的离子为（ ）vA铁离子 B镁离子 C 锌离子 D铜离子v2、绿素a和叶绿素b及在某个波长范围内（红光）有尖锐的吸收峰，可以借助这一特性来鉴定它们，这个波长范围是（ ）vA 450550 B 500600 C 550650 D 600700BDv3、下列护绿技术中哪种效果在最适合条件下持续的时间最短（ ）vA中和酸而护绿B高温瞬时杀菌vC绿色再生D降低水分活度v 叶绿素在哪个pH值下最耐热（A）v

11、A 9.0 B 7.0 C 5.0 D 3.0v4、叶绿素由疏水的 部分+亲水的 部分+甲醇+Mg离子组成B叶绿醇叶绿醇卟啉环卟啉环v5.请对下表的结果进行相应的分析.图中图中表明：表明：pH值越低，值越低，菠菜的变色速度越快；菠菜的变色速度越快；同时，同时，pH值越高，菠菜值越高，菠菜中的叶绿素越耐热，加中的叶绿素越耐热，加热有一定的护色作用。热有一定的护色作用。v原因分析:vpH值是决定脱镁反应速度的一个重要因素，当pH小于7时，溶液中的氢离子便可取代镁离子，叶绿素发生脱镁反应，鲜绿色变为橄榄绿-暗绿-褐色，直到pH略偏碱性（pH=7.5）时，保持生物体内真正维持中性状态时，才能防止叶绿素

12、发生脱镁反应的进行；另外，由于加热使叶绿素酶和脂肪氧化酶等失去活性，也起到防止氧化变色和酶解脱色反应的进行的作用，从而达到护色的目的血红素v1.血红素及其衍生物的结构和物理性质血红素及其衍生物的结构和物理性质v动物肌肉和血液中的主要红色色素,在肌肉中主要以肌红蛋白存在,在血液中主要以血红蛋白存在。这两种蛋白质都是球蛋白，由蛋白质和含铁的亚铁血红素结合而成。v。肌红蛋白的结构肌红蛋白的结构血红素基团的结构血红素基团的结构-血红素血红素是是亚铁卟啉化合物亚铁卟啉化合物，由两个，由两个部分即部分即一个铁原子一个铁原子和和一个平面卟啉一个平面卟啉环环所组成。所组成。-肌红蛋白肌红蛋白是由是由1条多肽链

13、组成条多肽链组成的球状蛋白质（称珠蛋白）的球状蛋白质（称珠蛋白）与与1分子血红素分子血红素结合组成。结合组成。-血红蛋白血红蛋白是由是由2条条肽链和肽链和2条条 肽肽链链组成的组成的四聚体四聚体，每条肽链结合，每条肽链结合1分子血红素。因此，分子血红素。因此，血红蛋白由血红蛋白由4分子亚铁血红素与分子亚铁血红素与1分子蛋白结合分子蛋白结合而成。而成。肌肉颜色肌肉颜色在在储藏和储藏和肉品加工中的变化肉品加工中的变化v卟啉环内的血红素以卟啉环内的血红素以Fe2+或或Fe3+状态存在。状态存在。v（1）氧合作用：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，这种作用被称为氧合作用。v（2

14、）氧化作用：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。v低氧压时，主要为氧化作用；高氧压时，主要为氧合作用。1.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 -亚甲基，亚甲基，生产生产胆绿蛋白（绿色）。（绿色）。 2.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，生成亚甲基上，生成硫代肌红蛋白（绿色）。（绿色）。3.由于由于亚硝酸盐（MNO2 ）过量引起。）过量引起。肉色变绿：肉色变绿： 血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在卟啉环的血红素在强烈氧化

15、后会变成绿色，反应发生在卟啉环的 -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:肉和肉制品的护色v1.抽真空采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂加入抗氧化剂，不但可阻止脂质氧化，还有利于延长和稳定鲜肉及肉制品的颜色，防止血红素氧化。v2.气调v一氧化碳具有使鲜肉形成亮红色或樱桃红色的能力，即使在很低的浓度也可以达到呈色的效果。v3.高分压v4.用亚硝酸盐v腌肉制品的颜色虽在多种条件下稳定，但见光会变褐，因此腌制肉的应腌肉制品的颜色虽在多种条件下稳定，但见光会变褐，因此腌制肉的应避光避光和和除氧除氧保存。保存。v1.以下哪种说法是错误的（ ）vA 血红素是由一个铁原子和一个平面卟

16、啉环所组成的vB 血肌红色素的红色是由于亚铁血红素所形成的vC 肌红蛋白是球状蛋白，其蛋白部分称为球蛋白vD 血红蛋白和肌红蛋白都是结合蛋白Cv2.由图可知我们想要色泽鲜艳及新鲜的猪肉，氧气的分压应该控制在：( )vA020 B2040 C4060 D6080Dv判断:动物胴体被分割后，由于分割肉与空气中的氧气结合而使动物肉保持鲜红色。错误。当胴体被分割后，随着肉与空气的接触，还原态的肌红蛋白向两种不同的方向转变，一部分肌红蛋白与氧气反应生成鲜红色的氧合肌红蛋白，产生人们熟悉的鲜肉色，同时，一部分肌红蛋白与氧气发生氧化反应，生成棕褐色的高铁肌红蛋白，而且随着分割肉在空气中放置时间的延长，肉色会

17、越来越转向褐红色。三、类胡萝卜素v1，胡萝卜素v2，叶黄素类胡萝卜素v定义：又称多烯色素，是天然食品原料中分布最广泛的色素。v红色，黄色和橙色水果及根茎类作物和蔬菜都富含类胡萝卜素。一般富含叶绿素的植物组织也富含类胡萝卜素，因为叶绿体和有色体是类胡萝卜素含量较丰富的细胞器。v结构分类：结构分类：v1.纯碳氢化物，称为胡萝卜素类v2.含羟基，环氧基，醛基，酮基等含氧 基 团,称为叶黄素类 胡萝卜素类的结构特征：胡萝卜素类的结构特征：-包括四种化合物，即包括四种化合物，即 、 、 -胡胡萝卜素和番茄红素萝卜素和番茄红素，自然界中以，自然界中以 -胡萝卜素含量最多，分布最广。胡萝卜素含量最多，分布最

18、广。-都是含都是含40个碳的个碳的多烯四萜多烯四萜，由异，由异戊二烯经头戊二烯经头-尾或尾尾或尾-尾相连而成。尾相连而成。具有共轭双键，构成其发色基团具有共轭双键，构成其发色基团。-番茄红素是直链结构，番茄红素是直链结构，无无VA的功的功能能， 、 断裂后可形成断裂后可形成1分子分子VA， 可形成两个可形成两个VA 。胡萝卜素类胡萝卜素类-胡萝卜素胡萝卜素 -胡萝卜素胡萝卜素 -胡萝卜胡萝卜素素番茄红素番茄红素胡萝卜素分类：-胡萝卜素，-胡萝卜素，-胡萝卜素和番茄红素胡萝卜，甘薯，蛋黄，牛奶中- - -胡萝卜素含量较高番茄红素是番茄的主要色素，也广泛存在于西瓜，南瓜，柑橘，杏和桃等水果中。脂溶

19、性，具有许多共轭双键，极容易被氧化v番茄红素:一种很强的抗氧化剂，具有很强的清除自由基的能力。一种很强的抗氧化剂，具有很强的清除自由基的能力。v在清除人体在清除人体“万病之源万病之源”自由基方面，番茄红素的作用比自由基方面，番茄红素的作用比-胡萝卜素胡萝卜素更强大。更强大。叶黄素结构和基本性质结构和基本性质:v是胡萝卜素类的是胡萝卜素类的含氧衍生物含氧衍生物，在其分子中含有羟基、在其分子中含有羟基、甲氧基、羧基、酮基或环氧基。种类比胡萝卜素类甲氧基、羧基、酮基或环氧基。种类比胡萝卜素类多。多。广泛存在于生物材料中，含胡萝卜素的生物组广泛存在于生物材料中，含胡萝卜素的生物组织中往往也含有叶黄素。

20、织中往往也含有叶黄素。v叶黄素的种类很多，如叶黄素的种类很多，如叶黄素叶黄素(金盏花、绿叶金盏花、绿叶)、辣、辣椒红素椒红素(红辣椒红辣椒)、柑橘黄素、玉米黄素、柑橘黄素、玉米黄素(玉米、柑橘、玉米、柑橘、蘑菇蘑菇)、虾青素、虾青素(虾、蟹、牡蛎虾、蟹、牡蛎)。叶黄素v叶黄素的作用叶黄素的作用:v又名又名“植物黄体素植物黄体素”，是构成视网膜黄斑区域，是构成视网膜黄斑区域的主要色素，其作用主要有：的主要色素，其作用主要有： 保护视力保护视力，降低白内障的发生率，防治糖尿，降低白内障的发生率，防治糖尿病性视网膜病变病性视网膜病变抗氧的作用抗氧的作用延缓动脉硬化作用延缓动脉硬化作用 抗癌作用抗癌作用v、下列色素不属于叶黄素类的是（ ）vA隐黄素B柑橘黄素vC辣椒红素D番茄红素D虾青素v虾青素是由几种藻类和浮游生物产生的。虾青素是由几种藻类和浮游生物产生的。v作用作用:v1、抗氧化作用、抗氧化作用v2、抗肿瘤作用、抗肿瘤作用v3、增强免疫作用、增强免疫作用 虾青素能促进抗体产生，分泌虾青素能促进抗体产生，分泌IgM和和IgG的细胞数增加。的细胞数增加。v4、预防心血管疾病、预防心血管疾病 v5、和防晒美容、和防晒美容四、多酚类色素v主要包括:花色苷、类黄酮色素、儿茶素