食品色素和著色劑

食品色素和著色劑第1頁/共58頁主要內(nèi)容一、概述二、卟啉衍生物三、異戊二烯衍生物四、多酚類色素五、著色劑第2頁/共58頁白光照在物質(zhì)上，特定波長的光被吸收，其它波長的光被反射出去，因此我們才能看到該物質(zhì)特有的顏色。這樣有選擇性的將特定波長的光吸收或反射的物質(zhì)叫做色素。例如吸收綠色光的物質(zhì)，肉眼看就呈紅色（紅色是綠色的補(bǔ)色）；而吸收藍(lán)色光的物質(zhì)，用肉眼看就呈橙色（橙色是藍(lán)色的補(bǔ)色）。色素第3頁/共58頁第4頁/共58頁食品中色素的來源食品中原有的色素加工中添加的色素（食品著色劑）：天然色素、合成色素加工中產(chǎn)生的色素：紅茶&綠茶一、概述

第5頁/共58頁我國對在食品中添加合成色素也有嚴(yán)格的限制：凡是肉類及其加工品、魚類及其加工品、醋、醬油、腐乳等調(diào)味品、水果及其制品、乳類及乳制品、嬰兒食品、餅干、糕點(diǎn)都不能使用人工合成色素。只有汽水、冷飲食品、糖果、配制酒和果汁露可以少量使用，一般不得超過1/10000。我國限制使用合成色素第6頁/共58頁目前我國批準(zhǔn)使用的食用合成色素有6個品種，即莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃、靛藍(lán)和亮藍(lán)。雖然對這6種食用合成色素的危害性仍然沒有定論，但它們沒有任何營養(yǎng)價值，對人體健康也沒有任何幫助，能不食用就盡量不要食用。事實(shí)上，在巨大的經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，我國食品中合成色素的超標(biāo)、超范圍使用現(xiàn)象屢禁不止，大家在購買食品時一定要小心，不要過分追求食品的色澤。第7頁/共58頁與人們對合成色素的危害性認(rèn)識越來越深入相對應(yīng)的是，天然色素越來越受到重視。與合成色素截然不同的是，食用天然色素不僅沒有毒性，有的還有一定的營養(yǎng)，甚至一定的藥理作用。目前，開發(fā)研制天然色素，利用天然色素代替人工合成色素已經(jīng)成為食品、化妝品行業(yè)的發(fā)展趨勢。天然色素蓬勃發(fā)展第8頁/共58頁天然色素的來源天然色素一般來源于天然成分，比如甜菜、葡萄和辣椒，這些食品已經(jīng)得到了廣大消費(fèi)者的認(rèn)可與接受，因此，采用這些食物來源的天然色素更能得到消費(fèi)者的青睞，使用起來也更安全些。第9頁/共58頁植物色素的著色色調(diào)比較自然，既可增加色調(diào)，又與天然色澤相近，是一種自然的美。絕大多數(shù)植物色素?zé)o副作用，安全性高。植物色素大多為花青素類、類胡蘿卜素類、黃酮類化合物，是一類生物活性物質(zhì)，是植物藥和保健食品中的功能性有效成分。鑒于植物色素作為著色用添加劑而應(yīng)用于食品、藥品及化妝品中，用量達(dá)不到醫(yī)療及保健品的量效比例。在保健食品應(yīng)用中，這一類植物色素可分別發(fā)揮增強(qiáng)人體免疫機(jī)能、抗氧化、降低血脂等輔助作用；在普通食品中有的可以發(fā)揮營養(yǎng)強(qiáng)化的輔助作用及抗氧化作用。

植物色素的特性第10頁/共58頁植物色素在植物體中含量較少，分離純化較為困難；有的共存物存在時還可能產(chǎn)生異味，因此生產(chǎn)成本較合成色素高。大部分植物色素對光、熱、氧、微生物和金屬離子及值變化敏感，穩(wěn)定性較差；使用中一部分植物色素須添加氧化劑、穩(wěn)定劑方可提高商品的使用周期。大部分植物色素染著力較差，染著不易均勻，不具有合成色素的鮮麗明亮。植物色素種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜，就一種植物色素而言，應(yīng)用時專用性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍有一定的局限性。缺點(diǎn)：第11頁/共58頁分類

1、來源

動物色素（血紅素、蝦、蟹皮類、胡蘿卜素）

植物色素（綠、紅、紫）

微生物（紅曲素）

2、化學(xué)結(jié)構(gòu)

卟啉類衍生物（葉綠素、血紅素）

異成二烯類衍生物（類胡蘿卜素）

多酚類衍生物（花青素、兒茶素）

酮類衍生物（姜黃、紅曲）

醌類衍生物（蟲膠、胭脂蟲紅）

3、溶解性

脂溶性色素

水溶性色素第12頁/共58頁二、四吡咯衍生物類色素第13頁/共58頁（一）葉綠素

Chlorophylls1、結(jié)構(gòu)

有葉綠素a，3位為甲基

有葉綠素b，3位為醛基

a：b=3：1第14頁/共58頁

2、性質(zhì)葉綠素在植物體內(nèi)與蛋白質(zhì)、脂類、結(jié)合為葉綠體。（P—卟啉環(huán)—植醇末端—脂類）植物細(xì)胞死亡后，葉綠素游離出來。游離的葉綠素很不穩(wěn)定，對光、熱敏感，不溶于水，溶于乙醇、丙酮。

第15頁/共58頁在適當(dāng)條件下，葉綠素分子中Mg2+可被Cu2+、Fe2+、Zn2+取代，較穩(wěn)定,其中葉綠素銅鈉為食品著色劑。第16頁/共58頁果蔬護(hù)綠技術(shù)①稀堿處理（0.1%Na2CO3）②燙漂（60～75℃）排除組織中的氧，防止氧化③加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等離子④添加葉綠素銅鈉（0.5g/kg）⑤低溫、冷凍干燥脫水⑥低溫、避光貯藏第17頁/共58頁（二）血紅素1、結(jié)構(gòu)血紅素是高等動物血液和肌肉中的紅色色素。

血紅素是血紅蛋白和肌紅蛋白的輔基。第18頁/共58頁2、性質(zhì)(1)色變(p281)(氧合作用，氧化反應(yīng)）

氧合肌紅蛋白

肌紅蛋白

高鐵肌紅蛋白

鮮紅

紫紅

褐

NNNNFe2+PO2NNNFe2+PH2ONNNFe3+POH第19頁/共58頁表面：鮮紅—氧合肌紅蛋白內(nèi)部：紫紅—肌紅蛋白有氧：褐色—高鐵肌紅蛋白新鮮肉放置空氣中，表面會形成很薄一層氧合肌紅蛋白的鮮紅色澤。在中間部分，由于肉中原有的還原性物質(zhì)存在，肌紅蛋白就會保持還原狀態(tài)，故為深紫色。當(dāng)鮮肉在空氣中放置過久時，還原性物質(zhì)被耗盡，高鐵肌紅蛋白的褐色就成為主要色澤。動物屠宰后的肌肉第20頁/共58頁①氧合作用Oxygenation——血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結(jié)合，而亞鐵原子不被氧化，生成鮮紅色的氧合血紅素，這種作用被稱為氧合作用。②氧化作用Oxidation——血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成棕褐色的高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用。第21頁/共58頁第22頁/共58頁（2）腌肉中的色素

肌紅蛋白+NO→鮮桃紅色的亞硝?；〖t蛋白（NO-Mb）+受熱（蛋白質(zhì)變性）→較穩(wěn)定的鮮紅色亞硝基血色原由于亞硝基肌紅蛋白對氧、熱比氧合肌紅蛋白穩(wěn)定，基于此原理，肉食加工中，為保持肉的鮮艷顏色而加入亞硝酸鹽。但過量的亞硝酸鹽會導(dǎo)致生成綠色的硝基氯化血紅素。第23頁/共58頁肉制品的護(hù)色方法

1：通過亞硝酸鈉打底色，這個是基礎(chǔ)。

2：添加的色素，常用如紅曲紅，誘惑紅，胭脂蟲紅等等色素進(jìn)行復(fù)配。

3：加入一定的抗氧化劑。

4：通過肉制品的外包裝，防光照等，光線是引起褪色的原因之一。

5：熱加工工藝控制，烘烤，干燥等溫度。

6：肉制品成品的存放環(huán)境，如濕度，光線等。

第24頁/共58頁三、類胡蘿卜素類胡蘿卜素（carotenoid）：一類重要的天然色素的總稱，屬于化合物。普遍存在于動物、高等植物、真菌、藻類和細(xì)菌中的黃色、橙紅色或紅色的色素。植物的類胡蘿卜素存在于各種黃色質(zhì)體或有色質(zhì)體內(nèi)；如秋季的黃葉，黃色花卉，黃色和紅色的果實(shí)和黃色塊根。

第25頁/共58頁動物的類胡蘿卜素主要是脂肪、卵黃、羽毛和魚鱗以及蝦蟹的甲殼的色素。動物的類胡蘿卜素一般與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，如蝦青蛋白含有蝦青素。β-胡蘿卜素是哺乳動物合成維生素A的前體，稱為維生素A原。許多動物（尤其是水生動物）的體內(nèi)也含有豐富的類胡蘿卜素，如：鳥綱動物的毛、皮及蛋黃中經(jīng)常有大量的類胡蘿卜素存在。但到目前為止，沒有證據(jù)證明動物自身可生物合成類胡蘿卜素。所有動物體內(nèi)的類胡蘿卜素均是通過食物鏈最終來源于植物和微生物。第26頁/共58頁（一）結(jié)構(gòu)

異戊二烯衍生物為共軛多烯的一類色素。按結(jié)構(gòu)及溶解性可分為兩類：胡蘿卜素類--共軛多烯

葉黃素類--共軛多烯含氧衍生物第27頁/共58頁1、胡蘿卜素類第28頁/共58頁2、葉黃素類葉黃素類共軛多烯烴的含氧衍生物、呈淺黃、橙、黃等色。主要有：葉黃素、玉米黃素、隱黃素、蕃茄黃素、

辣椒紅素、柑桔黃素、蝦黃素第29頁/共58頁第30頁/共58頁第31頁/共58頁

（二）性質(zhì)

類胡蘿卜素具有親脂性、溶于石油醚。類胡蘿卜素耐pH值變化，耐熱、耐Mn+，與蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)時穩(wěn)定。提純后，對光、氧、熱敏感。脫水后類胡蘿卜素穩(wěn)定性↓，褪色。

易發(fā)生氧化而褪色，亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速β-胡蘿卜素的氧化。熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生異構(gòu)化。（三）應(yīng)用廣泛用于油質(zhì)食品的著色，如人造黃油。第32頁/共58頁四、多酚類色素（一）種類及結(jié)構(gòu)多酚類色素的分子結(jié)構(gòu)的基本母核是苯并吡喃衍生物。有下列幾種類型：花色苷、類黃酮、原花色素、丹寧。

第33頁/共58頁（二）性質(zhì)1、花色素Anthocyans第34頁/共58頁（1）pH值影響顏色的改變?nèi)纾菏杠嚲丈兀ɑㄇ嗨兀?/p>

pH≤3.0pH=8.5pH=11

紅紫羅蘭藍(lán)（2）與Mn+作用與Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Al3+等絡(luò)合生成深色色素。（3）與氧氣的作用顏色變成暗棕色（4）光加速降解（5）二氧化硫，退色、漂白第35頁/共58頁是一類黃烷醇單體及其聚合體的多酚化合物。其共同的特點(diǎn)是在酸性介質(zhì)中加熱均可產(chǎn)生花色素，故被稱為原花色素。最簡單的原花色素是兒茶素、或表兒茶素、或兒茶素與表兒茶素形成的二聚體，此外還有三聚體、四聚體等直至十聚體。在各類原花色素中，低聚體分布最廣，更具抗氧化和自由基清除能力的生理活性，是最重要的一類原花色素。國內(nèi)外以葡萄籽中原花色素作為主要活性成分的藥品及保健食品開發(fā)較多。2.原花色素第36頁/共58頁3、類黃酮(1)呈淺黃色主要有黃酮、黃酮醇、黃烷酮、查耳酮及衍生物。

（2）類黃酮羥基呈酸性。遇三氯化鐵可呈蘭、紫、藍(lán)黑、棕色。在堿性條件下，黃酮易開環(huán)生成查爾酮型結(jié)構(gòu)呈黃色（橙、棕），在酸性條件下，又恢復(fù)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，顏色消失，如：馬鈴薯，小麥面粉、稻米、蘆筍、荸薺等在堿性下烹煮變黃。（3）黃酮可與金屬離子生成絡(luò)合物。（4）類黃酮色素在空氣中久置，易氧化生成褐色沉淀。第37頁/共58頁（5）橙皮素，蘆?。ㄊ|香苷）等黃酮具有降低血管滲透性作用，具有降血壓作用。類黃酮具有抗氧化作用。第38頁/共58頁第39頁/共58頁4、單寧Tannin

存在于柿子、茶葉、石榴等植物中，具有收斂性澀味。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水解后生成葡萄糖沒食子酸，及其它多酚酸（鞣花酸）。易溶于水，無色→黃色，水溶液呈酸性，澀味，遇堿↓+Fe3+↓（黑or藍(lán)、綠）；+P（蛋白質(zhì)）↓（去單寧）第40頁/共58頁甜菜色素甜菜色素:是存在于食用紅甜菜中的天然植物色素，由紅色的甜菜紅素和黃色的甜菜黃素所組成。甜菜紅素中主要成分為甜菜紅苷，占紅色素的75～95%，其余尚有異甜菜苷、前甜菜苷等。甜菜色素易溶于水呈紅紫色，在pH4.0～7.0范圍內(nèi)不變色；pH小于4.0或大于7.0時，溶液顏色由紅變紫；pH超過10.0時，溶液顏色迅速變黃，此時甜菜紅素轉(zhuǎn)變成甜菜黃素。第41頁/共58頁甜菜色素的耐熱性不高，在pH4.0～5.0時相對穩(wěn)定，光、氧、金屬離子等可促進(jìn)其降解。水分活性對甜菜色素的穩(wěn)定性影響較大，其穩(wěn)定性隨水分活性的降低而增大。甜菜色素對食品的著色性好，能使食品具有楊梅或玫瑰的鮮紅色澤，我國允許用量按正常生產(chǎn)需要而定。第42頁/共58頁為保持或改善食品的色澤，需對食品進(jìn)行人工著色。（一）天然色素五、著色劑第43頁/共58頁(1)胭脂蟲色素胭脂紅酸是一種蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂蟲。第44頁/共58頁(2)紫膠蟲色素laccaicacid第45頁/共58頁(3)紅曲色素紅曲色素（monascin）為紅曲菌(Monascussp.)產(chǎn)生的色素，為混合物，屬于氧茚并類化合物。紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶劑。紅曲色素可具有較強(qiáng)的耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，并且對一些化學(xué)物質(zhì)有較好的耐受性。紅曲色素是我國食品衛(wèi)生法規(guī)定允許使用的食用色素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等的著色。第46頁/共58頁姜黃色素(curcumin或turmericyellow)主要成分為姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。姜黃色素不溶于水，溶于醇或醚，顯鮮艷黃色，在堿性溶液中呈紅色，經(jīng)酸中和后仍恢復(fù)原來的黃色。著色性（特別是對蛋白質(zhì)）較強(qiáng)，不易被還原.

對光、熱穩(wěn)定性較差，易與鐵離子結(jié)合而變色。一般用于咖喱粉和蔬菜加工產(chǎn)品等著色和增香。具體允許使用量參見我國GB2760-1996《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定。(4)姜黃色素Curcumin第47頁/共58頁(5)焦糖色素Caramelpigment焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫水生成的復(fù)雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳統(tǒng)使用的色素之一。我國已經(jīng)明確規(guī)定加胺鹽制成的焦糖色素因毒性問題不允許使用，非胺鹽法生產(chǎn)的焦糖色素可用于罐頭、糖果和飲料等。第48頁/共58頁（二）合成色素目前我國允許使用的合成色素有莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、日落黃和靛藍(lán)。2011年6月開始實(shí)施的《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中，27種食品添加劑禁止在食品中添加，其中包括合成色素。月餅生產(chǎn)首當(dāng)其沖，今年的月餅不如往年鮮艷，且影響到了月餅的保質(zhì)期。第49頁/共58頁第50頁/共58頁第51頁/共58頁第52頁/共58頁第53頁/共58頁第54頁/共58頁前蘇聯(lián)在1968-1970年曾對莧菜紅這種食用色素進(jìn)行