食品化学-6-添加剂

第六章色素与添加剂PigmentsandColorants第一节概述第二节食品中的天然色素第三节我国允许使用的合成色素第四节添加剂人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400~800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。第一节概述Introduction食品质量与颜色食品中颜色的来源食品着色剂与食品质量第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血红素（Haemachrome）1、结构2+血红素是亚铁卟啉化合物血红蛋白(Hemoglobin)和肌红蛋白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素蛋白质。

血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血红素（Haemachrome）1、结构肌红蛋白结构简图肌红蛋白的立体示意图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。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血红素（Haemachrome）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色肌红蛋白（myoglobin）紫红色氧合肌红蛋白（oxymyoglobin）鲜红色氧分压对三种肌红蛋白的影响低氧压时(1~20mm汞柱)

主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。2、性质

第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血红素（Haemachrome）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、血红素（Haemachrome）3、腌制肉的发色细菌还原作用pH5.4～6.0最适岐化反应肉内固有的还原剂肌红蛋白氧化氮肌红蛋白氧化氮肌色原高铁肌红蛋白氧化氮高铁肌红蛋白NONO加热还原剂（深红色）（褐色）（紫红色）（鲜红色）（鲜红色）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、叶绿素（Chlorophylls）1、结构叶绿素a、b植醇第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、叶绿素（Chlorophylls）2、基本性质脂溶性与蛋白质结合，叶绿体对光、热敏感酸性条件下易被氢取代镁离子可被铜、锌、铁取代第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、叶绿素（Chlorophylls）3、叶绿素的稳定性叶绿素（绿色，脂溶性）-植醇叶绿素酶（绿色，水溶性）脱植叶绿素脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）-Mg2+酸/热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）-Mg2+酸/热-COCH3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）-COCH3热第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、叶绿素（Chlorophylls）4、护绿方法加碱护绿高温瞬时灭菌加入铜盐和锌盐第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、类胡萝卜素（Carotenoids）

类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。

绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素（lutein）、堇菜黄质（violaxanthin）和新黄质（neoxanthin）。①纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）②上述化合物的含氧衍生物（氧合叶黄素）类胡萝卜素包括第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、类胡萝卜素（Carotenoids）1、结构具有共轭双键，构成其发色基团，这类化合物由异戊间二烯单位组成，异戊间二烯单位的连接方式是在分子中心的左右两边对称。结构特征β-胡萝卜素第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、类胡萝卜素（Carotenoids）1、结构玉米黄素(zeaxanthin)辣椒红素(capsanthin)第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、类胡萝卜素（Carotenoids）2、性质所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物；具有适度的热稳定性；易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子的存在将加速β-胡萝卜素的氧化；热、酸或光的作用下很容易发生异构化；类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶迅速降解；某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood三、类胡萝卜素（Carotenoids）3、类胡萝卜素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。反-β-胡萝卜素顺-β-胡萝卜素分裂产品、挥发性产品单-环氧化物、双-环氧化物、羰基化合物、醇类氧化热挤压加工非常高的温度第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）1、结构花色苷被认为是类黄酮的一种，具有C6C3C6碳的骨架机构。所有花色苷都具有2-苯基-苯并吡喃阳离子结构。+第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）1、结构食品中较重要的6种花色素第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）2、影响花色苷稳定性的因素

pH值

酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。氧气与还原剂

对氧气比较敏感，有抗坏血酸存在时，花色苷会消失。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-3-鼠李葡糖苷在pH0.71～4.02缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为1.6×10-2g/L光和温度

光照和加热会加速花色苷的降解。糖及其降解产物

高浓度的糖有利于花色苷的稳定第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）2、影响花色苷稳定性的因素第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）2、影响花色苷稳定性的因素

金属离子的影响(Al3+、Fe3+)

花色苷的相邻羟基可与多价金属离子形成螯合物而改变颜色。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood四、花色苷类（Anthocyans）2、影响花色苷稳定性的因素二氧化硫的影响

二氧化硫会作用于花色苷的C4而生成了一种无色物质。花色苷亚硫酸盐复合物（无色）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、类黄酮化合物（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。类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、类黄酮化合物（Flavonoids

）2、性质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P。此外，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，是高甜度的新型甜味剂。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood五、类黄酮化合物（Flavonoids

）3、类黄酮在食品中的重要性第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood六、甜菜色素类（betalains）1、结构甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子C-2和C-15，具有光学活性。热和酸

甜菜色素在pH4.0～5.0最稳定。氧和光

氧会加速色素的褪色，抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。光加速甜菜色苷降解第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood六、甜菜色素类（betalains）2、影响其稳定性的因素第三节合成食品着色剂ArtificialColorsGB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》规定允许使用的人工合成色素主要有：苋菜红胭脂红柠檬黄日落黄靛蓝亮蓝赤藓红新红1）食品添加剂的定义为改善食品品质和色、香、味、形以及为防腐或根据加工工艺的需要的而加入食品中的化学合成的或者天然的物质.2）食品添加剂的分类按来源分：天然的和化学合成的按功能分：防腐剂、漂白剂、发色剂、着色剂、酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、膨松剂、稳定剂和凝固剂、胶姆糖基础剂、乳化剂、酶制剂、调味剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、甜味剂、增稠剂、香料及其它，共22类第四节食品添加剂3）食品添加剂的作用食品添加剂的发展大大地促进了食品工业的发展，其所以如此，是因为食品添加剂具有以下作用：(1)增加食品的保藏性，防止腐败变质(2)改善食品的感官性状(3)有利于食品加工操作，适应生产的机械化和连续化(4)保持或提高食品的营养价值(5)满足其他特殊需要

4）食品添加剂的一般要求根据多年来的工作，由动物实验对添加剂已作出毒理学的评价，从而规定了添加剂的“每日允许摄取量”（AcceptedDailyIntake),即ADI值。ADI值，是指人每天允许食用的量，就是说，某种化学物质某种化学物质一个人每天食用同样的数量，并且长期不断食用下去，对人体也不致产生危害的剂量。这是通过动物试验的结果将它应用到人类而制定的。ADI=ＭＮＬ／１００ＭＮＬ：为某种添加剂对动物的最大无作用量１００：安全系数，根据种间毒性相差约10倍，而同种动物敏感程度不同的个体，也相差约10倍。10×10＝100，此值是估计值。国家批准使用的大多数食品添加剂是低毒性的合成物，例如山梨酸如果用在一个体重50千克的成人身上，每天摄入210克，才可能产生毒性反应。按照食品卫生规定山梨酸用于食品中的最高量是50毫克/千克，也就是要每天食用4200千克此食物，才会造成毒性反应。在低剂量下，使用含食品添加剂的食品是绝对安全的。随着食品工业的现代化，食品添加剂的研制和应用越来越广泛，据统计，全世界目前约有一万多种。我国允许使用的食品添加剂有20类884个品种，并且每年都有不少新的品种被批准使用。

任何对人体有重要作用的不可缺少的物质，都是有一定的限量的，超过就会对人体有害。防腐剂能杀死微生物或抑制其增殖，使食品不致腐败变质。食品防腐剂的用量一般控制在0.1%以内。防腐剂常用的有苯甲酸及苯甲酸钠、山梨酸及山梨酸钾、对羧基苯甲酸乙酯等。杀菌剂有漂白粉、漂白精、过氧醋酸等氧化性杀菌剂，以及亚硫酸及其盐类的还原性杀菌剂。防腐剂防腐剂氧化会使食品褪色、维生素破坏，降低食品质量和营养价值，甚至引起食物中毒。因而抗氧化剂也属防腐剂。在水果罐头、饮料中常用抗坏血酸Vc作为抗氧剂，通过氧化还原反应还原高价的金属离子，从而保护食品的色素不致被氧化。氧化酸败是导致食品败坏的一大因素。抗氧化剂通常有两大类，一是油溶性抗氧化剂如丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯，没食子酸丙酯等；二是水溶性抗氧化剂如L-抗坏血酸，L-抗坏血酸纳等。抗氧化剂着色剂发色剂及发色助剂有亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钾等，具有发色、抑菌和增强风味的作用。漂白剂有二氧化硫、亚硫酸钠等，它能破坏、抑制食品的发色因素，使色素退色或使食品免于褐变。食用色素

产品具有鲜艳的色彩，有促进食欲的作用，不少食用天然色素是人们的饮食成分，有的还具有—定的营养成分或药理作用。“色素”在食品添加剂行业里被称为“着色剂”，它是能使食品着色和改善食品色泽的物质。食用天然色素有红曲色素、紫胶色素、甜菜红、姜黄、β-胡萝卜素、叶绿素铜钠、焦糖等。食用合成色素的使用，必须符合国家的相关标准。吊白块、日落黄、胭脂红、苏丹红，这些都是工业色素，全球多数国家都禁止将它们运用到食品生产中。但是由于它们在着色或改善物品色泽方面确实起到其它东西所不可比拟的作用，而且成本低廉，因此被一些利欲熏心的厂家违法使用。调味剂调味剂可以改善食品的感官性，增进食欲，而且有些调味剂还具有一定的营养价值。◆鲜味剂赋予产品鲜味为主要目的的添加剂，常用的有谷氨酸钠、5-肌苷酸钠等。味精(谷氨酸钠)是最常见的鲜味剂。在烹调中不宜长时间加热。味精不是营养品，仅作调味剂，不能当滋补品使用，食之过多对身体有害。◆甜味剂以赋予产品甜味为主要目的的添加剂。按来源可分为天然甜味剂和合成甜味剂两大类◆酸味剂赋予产品酸味为主要目的的添加剂。主要的酸味剂是天然的有机酸味剂如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、醋酸、乳酸等。酸味剂能增进食欲，还具有一定的防腐作用，有助于钙、磷等营养的消化吸收。其中柠檬酸广泛应用于各种汽水、饮料、果汁、水果罐头、蔬菜罐头等。增稠剂和乳化剂增稠剂和乳化剂是指能改善食品的物理性质或状态，起到乳化、稳定液体的作用，常用于果蔬汁制品和果蔬酱制品中。常用的增稠剂有改性淀粉、琼脂、明胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、果胶、魔芋粉等。常用的乳化剂有单硬脂酸甘油酯、大豆磷酯、山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸蔗糖酯等。营养强化剂以增强和补充食品的营养为目的而使用的化学食品添加剂。如食用维生素（如VA、VC、VD、VE等）强化食品可补充人体内的维生素；以增强和补充食品的营养为目的而使用的化学食品添加剂。如食用维生素（如VA、VC、VD、VE等）强化食品可补充人体内的维生素；食用氨基酸强化食品可避免人体内氨基酸的缺乏；食用无机盐强化食品（如钙或锌强化饼干等）可补充人体内某些无机盐。食用加铁强化酱油、加碘盐香精香料食用香精是由各种食用香料和许可使用的附加物调合而成，附加剂包括载体、溶剂、添加剂。载体有蔗糖、糊精、阿拉伯树胶等。食用香精的调配主要是模仿天然瓜果的香气、食品的香和味，注重于香气和味觉的仿真性。膨松剂有碱性膨松剂如碳酸氢钠、碳酸氢胺，复合膨松剂是由碱性碳酸盐类和酸性物质及淀粉、脂肪等组成的。钾明矾是果蔬加工中传统使用的膨松剂。酶制剂◆从生物体中提取的酶制品称为酶制剂。◆酶制剂广泛应用于食品加工中，在食品加工中应用的酶制剂已有60多种，酶制剂的使用可大大缩短工艺时间,提高原料的利用率和产品的质量。◆酶制剂应用于果蔬加工中如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶、脂肪酶等。随着食品工业的发展，酶制剂在加工中的应用将会更加广泛。5)某些食品添加剂的分析方法防腐剂：苯甲酸和苯甲酸钠的测定方法(1)气相色谱法食品中苯甲酸和苯甲酸钠由气相色谱法定量苯甲酸，再乘以适当的分子量比，求出苯甲酸钠的量．食品中含有天然苯甲酸，其定量值应为食品中天然和添加的总量．(2)薄层色谱法苯甲酸、苯甲酸钠经分离提纯后，用薄层层析分离，在紫外光下或显色后与标准比较定性与概略定量。(3)紫外分光光度法苯甲酸、苯甲酸钠在酸性溶液中蒸发出来后，在重铬酸钾硫酸溶液中氧化除去挥发性的杂质及山梨酸，再进行蒸馏分离，蒸馏液在波长225λ处测光密度与标准比较定量．本法适用于酱油、酱菜、果汁、果酱等样品。山梨酸和山梨酸钾的测定方法(1)

气相色谱法食品中的山梨酸和山梨酸钾可依气相色谱定量山梨酸，按需要乘以分子量，从而求出山梨酸钾的量。(2)

比色法山梨酸在酸性条件下蒸出后，再氧化