812食品化学第七章色素着色剂

第七章色素第一节 概述第二节天然色素的化学结构与性质第三节天然食品着色剂生色基和助色基生色基：含π键的化合物的吸收波长在紫外区（

200-400nm）,或可见光区（400-800nm）内。-C=C--N=N--C=O-N=O-CHO

-COOH-NO2助色基：吸收波长在远紫外区，但这些基团与共轭链或生色基相连时可使分子的吸收波长移向长波方向-OH,–OR,–NH2,-NR2,-Cl等，天然色素的分类(一)天然色素按其来源不同可分为：（1）植物色素：叶绿素类胡萝卜素花青素等（2）动物色素：血红素虾青素虾红素等（3）微物色素：红曲色素(二)按色素的溶解性质可分为：（1）水溶性色素：花青素（2）脂溶性色素：叶绿素类胡萝卜素(三)按化学结构的特征可分为：（1）四吡咯衍生物：叶绿素血红素（2）异戊二烯衍生物：类胡萝卜素虾青素虾红素（3）多酚类衍生物：花青素（4）酮类衍生物：红曲色素姜黄素（5）醌类衍生物：虫胶色素一、四吡咯衍生物（卟啉色素Porphyrin）1、叶绿素（

Chlorophylls

）四吡咯色素的母体结构为ABCD四个吡咯分子通过

αβγδ四个次甲基碳原子连接形成大环共轭体系。在吡咯环C处还并合了一个环戊烯（c），形成环戊烷并卟啉。NNHNHNABCD2134567abgdIIIIII8IV(a)第二节天然色素的化学结构与性质H3CH

H3CHNNNNMgHHCH

CHH3CRCH3CH2HH1234HH3CHCH2H2CHCO

CH2

3OCH3CO2561087叶绿素a

R=-CH3叶绿素b

R=

-CHO(c)HHHHO

CCH3H3CH

H3CH(d)NNHN2134578abdIIIHNIIIIVg6910(b)V叶绿素结构特征：卟啉环螯合镁离子植醇（二萜）侧链R取代叶绿素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、铁取代叶绿素的稳定性-植醇叶绿素酶叶绿素（绿色，脂溶性）（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-植醇热焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）-COCH3焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）热护色原理1、中和酸：CaO－NaH2PO3；Ca（OH）2；Mg（OH）2产品pH值保持或提高至7.02、高温瞬时杀菌减少焦脱镁叶绿素产生3、Cu2＋；Zn2＋替代镁4、光、氧、水分活度控制2、血红素（

Haemachrome）血红素是亚铁卟啉化合物血红蛋白高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色肌红蛋白（myoglobin）紫红色氧合肌红蛋白（oxymyoglobin）鲜红色肌红蛋白：（myoglobin）由一条153个氨基酸组成的肽链和一个血红素辅基组成的结合蛋白，是肌肉内储存氧的蛋白质分子量为

16700道尔顿。氧合作用：亚铁与一分子氧以配位键结合，亚铁原子不被氧化。氧化作用：亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素。腌制肉的发色NO3-NO2-+H2O细菌还原作用2NO-HNO2+H+pH5.4～6.0最适HNO3

+

2NO

+

H2O岐化反应H2O3

HNO22

HNO22

NO

+肉内固有的还原剂NONO加热还原剂氧化氮高铁肌红蛋白（深红色）高铁肌红蛋白（褐色）肌红蛋白（紫红色）氧化氮肌红蛋白（鲜红色）氧化氮肌色原（鲜红色）护色1、无氧：低透气性材料、抽真空和加除氧剂。2、气调：高氧压、100%CO2护色3、避光二、异戊二烯衍生物（类胡萝卜素Carotenoids

）a-胡萝卜素b-胡萝卜素g-胡萝卜素番茄红素玉米黄素(zeaxanthin)：3,

3´-二羟基-b-胡萝卜素叶黄素(lutein)：

3,

3´-二羟基-a-胡萝卜素辣椒红素(capsanthin)及辣椒玉红素(capsorubin)柑橘黄素(reticulataxanthin)：5,8-环氧-b-胡萝卜素， 虾青素(astaxanthin)：3,

3´-二羟基-4,4´-二酮基-b-胡萝卜素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降解；3多酚类色素8765432'6'5'4'3'2'11O+BA（Polyphenol

Pigments）花青素黄酮儿茶酚与单宁多酚色素在自然界广泛存在植物组织中水溶性色素具有各种不同的色泽 在食品加工过程中，多酚色素稳定性不高导致颜色变化，是植物性食品产生色变的重要原因。（1）花色苷（

Anthocyans

）花青（色）素结构花色苷：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖有机酸酰化糖基：香豆酸、咖啡酸、阿魏 酸、丙二酸、对羟基苯 甲酸等O+OHHOOHOHOHOH（2）花青素在食品储藏加工中的变化pH温度氧气抗坏血酸光照金属离子酶OR1OHR2OR4OR3OR1OHR2OR4OR3HOOR1OHR2OR4OR3OR1OHR2OR4OR3HO醌式结构（蓝色）花 结构（红色）OH拟碱式结构（无色）查耳酮式结构（无色）OOH花青苷在不同pH下结构和颜色的变化醌式花

式拟碱式查耳酮式H+OH-OH-H++O②温度和光照影响含羟基多的花青苷的热 稳定性不如含甲氧基或 含糖苷基多的花青苷。光照加速花色苷降解。结构特征：酰化和甲基化的二糖苷比非酰化的二糖苷稳定二糖苷又比单糖苷稳定③氧气及抗坏血酸的影响花色苷对氧气敏感热灌装果汁充氮灌装减压灌装④二氧化硫的影响O+HOOHOHOH+

HSO3-OHOH

OHHO

OHOHOHSO3HHOOHOHOHOHHO3SO⑤金属元素的影响花青素与金属离子作用产生色素Fe3＋，Cu2＋增加花色苷氧化速度O+HOOHOR'ROHOH+Al3+

O+HOOHOR'ROOAl3+HH⑥糖及糖的降解产物的影响。高浓度糖，减慢花色苷水解速度，颜色较稳定。果汁等低糖食品，花青苷的降解生成褐色物质。

⑦酶促变化。能够引起花色苷降解的酶:糖苷水解酶-----水解花色苷为稳定性较差的花青素多酚氧化酶-----氧化小分子酚类成醌类黄酮化合物（

Flavonoids

）黄酮类色素母核的结构HOOHORR2R3R17865423O11'2'3'4'5'6'OHOOHOOHOHOH槲皮素OHOOHOOHOH圣草素OHOOHOOHOHOHOH杨梅素OHOOHOOH柚皮素OHOOHOOCH3OH橙皮素食品中典型的黄酮类化合物类