色素讲课课件

第8章色素本章提要重点：常见食品天然色素的化学结构及基本的物理化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工中发生的重要变化及其条件。难点：天然色素的护色8.1

概述8.2食品中的天然色素8.3食品色调的原理和应用本章内容8.1概述颜色是色素对自然光中的可见光的选择吸收及反射而产生的。可见光是波长在400-800nm范围的电磁波。能够吸收或反射可见光而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。物质吸收的光透过光（互补色）波长（nm）相应的颜色

400紫黄绿

425蓝青黄

450青橙黄

490青绿红

510绿紫

530黄绿紫

550黄蓝青

590橙黄青

640红青绿

730紫绿

不同波长光的颜色及其互补色发色团(Chromophore)

在紫外或可见光区(200~800nm）具有吸收峰的基团被称为发色团或生色团，发色团均具有双键。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等。2.助色团(Auxochrome)有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助色团或助色基。如：-OH,-OR,-NH2,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。1、来源天然色素：动物色素（血红素、虾、蟹皮类、胡萝卜素）植物色素（绿、红、紫）微生物色素（红曲素）人工合成色素：苋菜红、胭脂红、柠檬黄、靛蓝、亮蓝等分类紫胶虫胭脂虫葡萄果皮色素玫瑰茄越橘紫苏黑莓黑树莓接骨木果红花黄色素栀子果四吡咯或卟啉类衍生物（叶绿素、血红素）异成二烯类衍生物（类胡萝卜素）多酚类衍生物（花青素、儿茶素）酮类衍生物（姜黄素、红曲色素）醌类衍生物（虫胶、胭脂虫红）

2、化学结构3、溶解性脂溶性色素(天然)水溶性色素(合成)

分类8.2食品中天然色素叶绿素血红素(一).四吡咯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。由4个吡咯联成的环称为卟吩，当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物。一、叶绿素1、结构植醇叶绿素a、b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。色泽熔点乙醇溶液色泽荧光色泽旋光性叶绿素a蓝黑色粉末117～120℃蓝绿色深红色有叶绿素b深蓝色粉末120～130℃绿色或黄绿色红色有（绿色，水溶性）脱植叶绿素-植醇

叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素酶

-Mg2+

酸/热-Mg2+

酸/热

脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）

-CO2CH3

热

-CO2CH3

热

焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）

2.叶绿素的稳定性甲酯基3.影响稳定性的因素（1）酶（2）酸、热（3）光、氧等。4、护色①中和酸②高温瞬时杀菌③绿色再生：加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等离子；添加叶绿素铜，叶绿酸铜⑤其他护绿方法

二、血红素1、结构血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。血红素是血红蛋白和肌红蛋白的辅基。来自球蛋白his咪唑基上的氮原子咪唑基2.性质

（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。（2）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。2、性质肉色改变

高铁肌红蛋白肌红蛋白氧合肌红蛋白

棕褐色紫红色鲜红色以上可逆变化与O2浓度有关：一般O2为1～4%，易变为高铁（变）肌红蛋白；新鲜肉放在空气中，因为细菌繁殖，内部

O2↓，褐色↑。

氧分压对三种肌红蛋白的影响(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧压时（1~20mm汞柱),主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。（2）与亚硝酸盐作用—护色Mb+NO→NOMb（亮红色）→加热→亚硝基肌色原（粉红色）

由于亚硝基肌红蛋白对氧、热比氧合肌红蛋白稳定，基于此原理，肉食加工中，为保持肉的鲜艳颜色而加入亚硝酸盐。

肌红蛋白（Mb）（紫红）亚硝基肌红蛋白（NOMb）（亮红色）来自亚硝分解3.肉制品的护色除氧，真空密封；用O2和CO2适当比例气调，用100%CO2为好。避光，防菌，防失水。

(二)类胡萝卜素

按结构可分为两类胡萝卜素类：共轭多烯叶黄素类：共轭多烯含氧衍生物

异戊二烯衍生物为共轭多烯的一类色素。一、结构通过共价键头-尾或尾-尾相连产生很多对称结构一、结构叶黄素（C40H5602）番茄红素1、胡萝卜素类

包括四种化合物：α、β、γ-胡萝卜素和番茄红素，前3种是VA原。胡萝卜、甘薯、蛋黄和乳中Va原含量高。番茄红素是番茄主要色素，在瓜、柑、杏中也广泛存在。胡萝卜素在食品加工贮藏中的变化颜色：相当稳定，变化甚微， 如加热：胡萝卜由金黄变为黄色 西红柿由红色变为桔黄 有些加工条件使胡萝卜素在受热时从有色体中转出溶于脂类中 有氧，酸，热时胡萝卜素降解 有氧存在类胡萝卜素大量损失，使维生素A原减少。 具抗氧化剂的作用：可消除1O2，OH-，超、过氧自由基。2、叶黄素类

叶黄素类共轭多烯烃的含氧衍生物、呈浅黄、橙、黄等色。主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、蕃茄黄素、辣椒红素、柑桔黄素、虾黄素。二、性质

亲脂性。一般耐pH值变化，耐热、耐MN+、与蛋白质结合态时稳定。有时对光、氧、热敏感。脱水后类胡萝卜素稳定性↓，褪色。类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围。三、加工过程中的稳定性在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应和氧化分解，食品缓慢褪色或褐变。

(三)

多酚类色素由下列几种类型：花色素、黄酮素、儿茶素、单宁多酚类色素的分子结构的基本母核是苯并吡喃衍生物

花色羊阳离子由苯并吡喃和苯环组成的2-苯基-苯并吡喃阳离子，A环、B环上都有羟基存在，花色苷颜色与A环和B环的结构有关。花色羊阳离子

花色（青）素（Anthocyans)结构花青素具有C6-C3-C6的碳骨架结构。所有花色素苷都是花色羊（flavylium）阳离子基本结构的衍生物。在食品中较重要的6种花色素：天竺葵色素（pelargonidin）矢车菊色素（cyanidin）飞燕草色素（delphinidin）芍药色素（peonidin）牵牛花色素（petunidin）锦葵色素（malvidin）

花色苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结合而成。

与花色素成苷的糖主要有：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。

糖苷首先连接在花色素苷配基的3号位，其次5号位。

食品中常见的花青素物质光学吸收性质

羟基取代基增多，蓝色加强(稳定性低)甲氧基增多，红色加强(稳定性高)（二）影响花色苷和花青素稳定性的因素1、花色素（1）pH值影响颜色的改变

如：矢车菊色素（花青素）

pH≤3.0pH=8.5pH=11

红紫罗兰蓝受pH变化的影响，在pH0.71时为深红色，pH升高色素转变成蓝色醌式碱。花青素对光和温度敏感，富含花青素的食品在光照或较高的温度下很快会变褐色。(2)（4）金属离子花色苷与钙、镁、锰、铁、铝等金属络合，生成紫红色、蓝色或灰色等深色色素，它们不受pH影响而变色。因此含花色苷的水果加工需要涂料罐或玻璃包装。同时加工过程中应避免与这些金属接触。（5）氧化还原剂由于花色苷高度的不饱和结构使它对氧和氧化剂极为敏感；当花色苷与还原剂——抗坏血酸同时存在时，由于抗坏血酸氧化时可产生过氧化氢，导致花色苷的破坏。(3)(4)(5)水分活度（AW)

在AW为0.63～0.79的范围内，花色苷的稳定性相对较高。(6)糖及其降解物高浓度的糖可降低水分活度，花色苷的颜色得到保护；低浓度的糖使花色苷的降解或变色加速。(7)缩合反应

花色苷自身或与蛋白质、单宁、其它类黄酮和多糖之间能够缩合。有些产物可以使花色苷退色。(8)二氧化硫二氧化硫可与花色苷发生反应从而使花色苷退色。(9)酶

花色苷的降解与酶有关，葡萄糖苷酶和多酚氧化酶是已知的可以引起花色苷加速降解的酶。二、

类黄酮（Flavonoids)1.结构

类黄酮的基本结构：2-苯基-苯并吡喃酮。最重要的类黄酮化合物是黄酮(flavone)和黄酮醇（flavonol）的衍生物。黄酮（2-苯基苯并吡喃酮）

黄酮醇2.性质类黄酮呈浅黄色，遇三氯化铁可呈兰、紫、蓝黑、棕色。在碱性条件下，黄酮易开环生成查尔酮型结构呈黄色（橙、棕）。在酸性条件下，恢复闭环结构，颜色消失。如：马铃薯，小麦面粉、稻米、芦笋、荸荠等在碱性下烹煮变黄。

3作用类黄酮具有抗氧化作用。柑桔类黄酮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，是高甜度的新型甜味剂。柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P。橙皮素，芦丁等黄酮具有降低血管渗透性作用，具有降血压作用。(四)食品着色剂为保持或改善食品的色泽，需对食品进行人工着色。天然食品着色剂：焦糖色素红曲色素姜黄素甜菜红素其他天然着色剂：辣椒红，虫胶红，玉米黄合成色素

苋菜红、胭脂红、新红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝

了解食用合成色素的性质是选择和正确使用它的依据。以上8种都是水溶性色素，不溶于植物油和有机溶剂，所以在应用于油脂或醇中时必须借助于助溶剂或乳化剂的分散、乳化作用来达到相应的着色目的。合成色素的一般性质合成色素及天然色素的特点（1）合成色素①优点:a.价格低廉b.稳定性c.水溶性好

d.着色力强e.可以配色②缺点：安全性低。（2）天然色素：①优点:安全性高。②缺点：a.价格高b.着色力差c.不能配色

d.不稳定，易产生沉淀e.可能存在异味8.3食品调色的原理和实际应用1.着色剂溶液的配制合成着色剂浓度一般为1%～10%2.食品着色的色调选择原则依据心理或习惯上对食品颜色的要求

与食品原有色泽或与食品名称一直等3.色调的调配以红、黄、蓝为基本色，并根据不同需要选择其中2种或3种拼配成各种不同的色谱窝窝头“秘制配方”原来有柠檬黄色素金灿灿的“窝窝头”，以为是健康食品，日吃夜吃，吃得上了瘾；有的一家老少吃上瘾，打着粗粮的招牌，每人一次只能买