色素講課精講課件

第8章色素第8章色素1本章提要重點(diǎn)：常見食品天然色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及基本的物理化學(xué)性質(zhì)；常見食品天然色素可能在食品貯藏加工中發(fā)生的重要變化及其條件。難點(diǎn)：天然色素的護(hù)色本章提要重點(diǎn)：28.1

概述8.2食品中的天然色素8.3食品色調(diào)的原理和應(yīng)用本章內(nèi)容8.1概述8.2食品中的天然色素8.3食品色調(diào)的原理3色素講課精講課件4色素講課精講課件5色素講課精講課件6色素講課精講課件78.1概述顏色是色素對(duì)自然光中的可見光的選擇吸收及反射而產(chǎn)生的?？梢姽馐遣ㄩL(zhǎng)在400-800nm范圍的電磁波。能夠吸收或反射可見光而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)統(tǒng)稱為食品色素。8.1概述顏色是色素對(duì)自然光中的可見光的選擇吸收8食品呈色機(jī)理不同物質(zhì)吸收不同波長(zhǎng)的光：若吸收的光在可見區(qū)以外，這種物質(zhì)呈現(xiàn)無(wú)色；若吸收的光在可見光區(qū)域，該物質(zhì)呈現(xiàn)一定顏色，即未被吸收的可見光所組成的綜合顏色(也稱被吸收光波組成顏色的互補(bǔ)色)食品呈色機(jī)理不同物質(zhì)吸收不同波長(zhǎng)的光：9物質(zhì)吸收的光透過光（互補(bǔ)色）波長(zhǎng)（nm）相應(yīng)的顏色

400紫黃綠

425藍(lán)青黃

450青橙黃

490青綠紅

510綠紫

530黃綠紫

550黃藍(lán)青

590橙黃青

640紅青綠

730紫綠

不同波長(zhǎng)光的顏色及其互補(bǔ)色

10黃和藍(lán)混合成為綠色，紅和黃混合成為橙色，紅和藍(lán)混合成為紫色，紅綠藍(lán)三種顏色混合就成為黑色等等，顏色種類和數(shù)量不同，混合成的光的顏色色也不同，而紅橙黃綠藍(lán)淀紫共同混合，就是白色。黃和藍(lán)混合成為綠色，紅和黃混合成為橙色，紅和藍(lán)混合成為紫色，11發(fā)色團(tuán)(Chromophore)

在紫外或可見光區(qū)(200~800nm）具有吸收峰的基團(tuán)被稱為發(fā)色團(tuán)或生色團(tuán)，發(fā)色團(tuán)均具有雙鍵。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等。2.助色團(tuán)(Auxochrome)有些基團(tuán)的吸收波段在紫外區(qū)，不可能發(fā)色，但當(dāng)它們與發(fā)色團(tuán)相連時(shí)，可使整個(gè)分子對(duì)光的吸收向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，這類基團(tuán)被稱為助色團(tuán)或助色基。如：-OH,-OR,-NH2,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。發(fā)色團(tuán)(Chromophore)12增進(jìn)食欲顏色對(duì)食品的意義影響人們對(duì)風(fēng)味的感受用于判定食品的品質(zhì)增進(jìn)食欲顏色對(duì)食品的意義影響人們對(duì)風(fēng)味的感受用于判131、來源天然色素：動(dòng)物色素（血紅素、蝦、蟹皮類、胡蘿卜素）植物色素（綠、紅、紫）微生物色素（紅曲素）人工合成色素：莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、靛藍(lán)、亮藍(lán)等分類1、來源分類14紫膠蟲紫膠蟲15胭脂蟲胭脂蟲16葡萄果皮色素葡萄果皮色素17玫瑰茄玫瑰茄18蘿卜紅色素蘿卜紅色素19越橘越橘20紫蘇紫蘇21紫玉米紫玉米22黑莓黑莓23黑樹莓黑樹莓24覆盆子色素講課精講課件25色素講課精講課件26色素講課精講課件27接骨木果接骨木果28紅甜菜紅甜菜29紅花黃色素紅花黃色素30梔子果梔子果31四吡咯或卟啉類衍生物（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（姜黃素、紅曲色素）醌類衍生物（蟲膠、胭脂蟲紅）

2、化學(xué)結(jié)構(gòu)四吡咯或卟啉類衍生物（葉綠素、血紅素）2、化學(xué)結(jié)構(gòu)323、溶解性脂溶性色素(天然)水溶性色素(合成)

分類分類338.2食品中天然色素葉綠素血紅素(一).四吡咯色素8.2食品中天然色素葉綠素(一).四吡咯色素34吡咯是含有一個(gè)N原子的五元雜環(huán)化合物，它本身在自然界并不存在，但其衍生物卻普遍存在，尤其是4個(gè)吡咯環(huán)相互之間通過次甲基橋（－CH＝）交替連接起來的卟啉類化合物，其母體是卟吩。由4個(gè)吡咯聯(lián)成的環(huán)稱為卟吩，當(dāng)卟吩環(huán)帶有取代基時(shí)，稱為卟啉類化合物。吡咯是含有一個(gè)N原子的五元雜環(huán)化合物35一、葉綠素1、結(jié)構(gòu)植醇一、葉綠素1、結(jié)構(gòu)植醇36葉綠素a、b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有機(jī)溶劑。色澤熔點(diǎn)乙醇溶液色澤熒光色澤旋光性葉綠素a藍(lán)黑色粉末117～120℃藍(lán)綠色深紅色有葉綠素b深藍(lán)色粉末120～130℃綠色或黃綠色紅色有葉綠素a、b都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、37（綠色，水溶性）脫植葉綠素-植醇

葉綠素（綠色，脂溶性）葉綠素酶

-Mg2+

酸/熱-Mg2+

酸/熱

脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）脫鎂葉綠素（橄欖綠，脂溶性）

-CO2CH3

熱

-CO2CH3

熱

焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）

2.葉綠素的穩(wěn)定性甲酯基（綠色，水溶性）脫植葉綠素-植醇383.影響穩(wěn)定性的因素（1）酶（2）酸、熱（3）光、氧等。3.影響穩(wěn)定性的因素394、護(hù)色①中和酸②高溫瞬時(shí)殺菌③綠色再生：加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等離子；添加葉綠素銅，葉綠酸銅⑤其他護(hù)綠方法

4、護(hù)色①中和酸40二、血紅素1、結(jié)構(gòu)血紅素是高等動(dòng)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。來自球蛋白his咪唑基上的氮原子二、血紅素1、結(jié)構(gòu)來自球蛋白his咪唑基上的氮原子41咪唑基咪唑基42色素講課精講課件432.性質(zhì)

（1）氧合作用：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，這種作用被稱為氧合作用。（2）氧化作用：血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用。2.性質(zhì)442、性質(zhì)肉色改變

高鐵肌紅蛋白肌紅蛋白氧合肌紅蛋白

棕褐色紫紅色鮮紅色以上可逆變化與O2濃度有關(guān)：一般O2為1～4%，易變?yōu)楦哞F（變）肌紅蛋白；新鮮肉放在空氣中，因?yàn)榧?xì)菌繁殖，內(nèi)部

O2↓，褐色↑。2、性質(zhì)肉色改變以上可逆變化與O2濃度有關(guān)：一般O45

氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白的影響(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧壓時(shí)（1~20mm汞柱),主要為氧化作用；高氧壓時(shí)主要為氧合作用。氧分壓對(duì)三種肌紅蛋白的影響低氧壓時(shí)（1~20mm汞柱),46（2）與亞硝酸鹽作用—護(hù)色Mb+NO→NOMb（亮紅色）→加熱→亞硝基肌色原（粉紅色）

由于亞硝基肌紅蛋白對(duì)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。

肌紅蛋白（Mb）（紫紅）亞硝基肌紅蛋白（NOMb）（亮紅色）來自亞硝分解（2）與亞硝酸鹽作用—護(hù)色Mb+NO→NOMb（亮紅473.肉制品的護(hù)色除氧，真空密封；用O2和CO2適當(dāng)比例氣調(diào)，用100%CO2為好。避光，防菌，防失水。

3.肉制品的護(hù)色除氧，真空密封；48(二)類胡蘿卜素

按結(jié)構(gòu)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

異戊二烯衍生物為共軛多烯的一類色素。(二)類胡蘿卜素按結(jié)構(gòu)可分為兩類異戊二烯衍生物為共軛49一、結(jié)構(gòu)通過共價(jià)鍵頭-尾或尾-尾相連產(chǎn)生很多對(duì)稱結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)通過共價(jià)鍵頭-尾或尾-尾相連產(chǎn)生很多對(duì)稱結(jié)構(gòu)50一、結(jié)構(gòu)葉黃素（C40H5602）番茄紅素一、結(jié)構(gòu)葉黃素（C40H5602）番茄紅素511、胡蘿卜素類

包括四種化合物：α、β、γ-胡蘿卜素和番茄紅素，前3種是VA原。胡蘿卜、甘薯、蛋黃和乳中Va原含量高。番茄紅素是番茄主要色素，在瓜、柑、杏中也廣泛存在。1、胡蘿卜素類包括四種化合物：α、β、γ-胡蘿卜素52胡蘿卜素在食品加工貯藏中的變化顏色：相當(dāng)穩(wěn)定，變化甚微， 如加熱：胡蘿卜由金黃變?yōu)辄S色 西紅柿由紅色變?yōu)榻埸S 有些加工條件使胡蘿卜素在受熱時(shí)從有色體中轉(zhuǎn)出溶于脂類中 有氧，酸，熱時(shí)胡蘿卜素降解 有氧存在類胡蘿卜素大量損失，使維生素A原減少。 具抗氧化劑的作用：可消除1O2，OH-，超、過氧自由基。胡蘿卜素在食品加工貯藏中的變化顏色：相當(dāng)穩(wěn)定，變化甚微， 有532、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。2、葉黃素類葉黃素類共軛多烯烴的含氧衍54二、性質(zhì)

親脂性。一般耐pH值變化，耐熱、耐MN+、與蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)時(shí)穩(wěn)定。有時(shí)對(duì)光、氧、熱敏感。脫水后類胡蘿卜素穩(wěn)定性↓，褪色。類胡蘿卜素的顏色在黃色至紅色范圍。二、性質(zhì)親脂性。55三、加工過程中的穩(wěn)定性在一般加工和貯藏條件下是相對(duì)穩(wěn)定。加熱或熱滅菌會(huì)誘導(dǎo)順/反異構(gòu)化反應(yīng)和氧化分解，食品緩慢褪色或褐變。

三、加工過程中的穩(wěn)定性在一般加工和貯藏條件下是相對(duì)穩(wěn)定。56(三)

多酚類色素(三)多酚類色素57由下列幾種類型：花色素、黃酮素、兒茶素、單寧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由下列幾種類型：花色素、黃酮素、兒茶素、單寧多酚類色素的分58

花色羊陽(yáng)離子由苯并吡喃和苯環(huán)組成的2-苯基-苯并吡喃陽(yáng)離子，A環(huán)、B環(huán)上都有羥基存在，花色苷顏色與A環(huán)和B環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)?；ㄉ蜿?yáng)離子

花色（青）素（Anthocyans)結(jié)構(gòu)花青素具有C6-C3-C6的碳骨架結(jié)構(gòu)。所有花色素苷都是花色羊（flavylium）陽(yáng)離子基本結(jié)構(gòu)的衍生物?；ㄉ蜿?yáng)離子由苯并吡喃和苯環(huán)組成的2-苯基-苯并吡喃陽(yáng)59在食品中較重要的6種花色素：天竺葵色素（pelargonidin）矢車菊色素（cyanidin）飛燕草色素（delphinidin）芍藥色素（peonidin）牽牛花色素（petunidin）錦葵色素（malvidin）

在食品中較重要的6種花色素：60花色苷由配基（花色素）與一個(gè)或幾個(gè)糖分子結(jié)合而成。

與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。

糖苷首先連接在花色素苷配基的3號(hào)位，其次5號(hào)位。

花色苷由配基（花色素）61食品中常見的花青素物質(zhì)光學(xué)吸收性質(zhì)

羥基取代基增多，藍(lán)色加強(qiáng)(穩(wěn)定性低)甲氧基增多，紅色加強(qiáng)(穩(wěn)定性高)食品中常見的花青素物質(zhì)光學(xué)吸收性質(zhì)羥基取代基增多，藍(lán)色加強(qiáng)62（二）影響花色苷和花青素穩(wěn)定性的因素1、花色素（1）pH值影響顏色的改變

如：矢車菊色素（花青素）

pH≤3.0pH=8.5pH=11

紅紫羅蘭藍(lán)受pH變化的影響，在pH0.71時(shí)為深紅色，pH升高色素轉(zhuǎn)變成藍(lán)色醌式堿。（二）影響花色苷和花青素穩(wěn)定性的因素1、花色素如：矢車菊色素63花青素對(duì)光和溫度敏感，富含花青素的食品在光照或較高的溫度下很快會(huì)變褐色。(2)花青素對(duì)光和溫度敏感，富含花青素的食品在光照或較高的溫度下很64（4）金屬離子花色苷與鈣、鎂、錳、鐵、鋁等金屬絡(luò)合，生成紫紅色、藍(lán)色或灰色等深色色素，它們不受pH影響而變色。因此含花色苷的水果加工需要涂料罐或玻璃包裝。同時(shí)加工過程中應(yīng)避免與這些金屬接觸。（5）氧化還原劑由于花色苷高度的不飽和結(jié)構(gòu)使它對(duì)氧和氧化劑極為敏感；當(dāng)花色苷與還原劑——抗壞血酸同時(shí)存在時(shí)，由于抗壞血酸氧化時(shí)可產(chǎn)生過氧化氫，導(dǎo)致花色苷的破壞。(3)(4)（4）金屬離子(3)(4)65(5)水分活度（AW)

在AW為0.63～0.79的范圍內(nèi)，花色苷的穩(wěn)定性相對(duì)較高。(6)糖及其降解物高濃度的糖可降低水分活度，花色苷的顏色得到保護(hù)；低濃度的糖使花色苷的降解或變色加速。(7)縮合反應(yīng)

花色苷自身或與蛋白質(zhì)、單寧、其它類黃酮和多糖之間能夠縮合。有些產(chǎn)物可以使花色苷退色。(5)水分活度（AW)(6)糖及其降解物(7)縮合反66(8)二氧化硫二氧化硫可與花色苷發(fā)生反應(yīng)從而使花色苷退色。(9)酶

花色苷的降解與酶有關(guān)，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。(8)二氧化硫(9)酶67二、

類黃酮（Flavonoids)1.結(jié)構(gòu)

類黃酮的基本結(jié)構(gòu)：2-苯基-苯并吡喃酮。最重要的類黃酮化合物是黃酮(flavone)和黃酮醇（flavonol）的衍生物。黃酮（2-苯基苯并吡喃酮）

黃酮醇二、類黃酮（Flavonoids)黃酮（2-苯基苯并吡喃682.性質(zhì)類黃酮呈淺黃色，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，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。

2.性質(zhì)類黃酮呈淺黃色，遇三氯化鐵可呈蘭、紫、藍(lán)黑、棕色。693作用類黃酮具有抗氧化作用。柑桔類黃酮應(yīng)用于室內(nèi)除臭和消毒。柚皮苷、橙皮苷在堿性條件下加氫開環(huán)，是高甜度的新型甜味劑。柑桔類黃酮被稱為生物黃酮，即維生素P。橙皮素，蘆丁等黃酮具有降低血管滲透性作用，具有降血壓作用。3作用類黃酮具有抗氧化作用。70(四)食品著色劑為保持或改善食品的色澤，需對(duì)食品進(jìn)行人工著色。天然食品著色劑：焦糖色素紅曲色素姜黃素甜菜紅素其他天然著色劑：辣椒紅，蟲膠紅，玉米黃(四)食品著色劑為保持或改善食品的色澤，需對(duì)食品進(jìn)行71合成色素

莧菜紅、胭脂紅、新紅、檸檬黃、日落黃、亮藍(lán)、靛藍(lán)合成色素72

了解食用合成色素的性質(zhì)是選擇和正確使用它的依據(jù)。以上8種都是水溶性色素，不溶于植物油和有機(jī)溶劑，所以在應(yīng)用于油脂或醇中時(shí)必須借助于助溶劑或乳化劑的分散、乳化作用來達(dá)到相應(yīng)的著色目的。合成色素的一般性質(zhì)合成色素的一般性質(zhì)73合成色素及天然色素的特點(diǎn)（1）合成色素①優(yōu)點(diǎn):a.價(jià)格低廉b.穩(wěn)定性c.水溶性好

d.著色力強(qiáng)e.可以配色②缺點(diǎn)：安全性低。（2）天然色素：①優(yōu)點(diǎn):安全性高。②缺點(diǎn)：a.價(jià)格高b.著色力差c.不能配色

d.不穩(wěn)定，易產(chǎn)生沉淀e.可能存在異味合成色素及天然色素的特點(diǎn)（1）合成色素748.3食品調(diào)色的原理和實(shí)際應(yīng)用1.著色劑溶液的配制合成著色劑濃度一般為1%～10%2.食品著色的色調(diào)選擇原則依據(jù)心理或習(xí)慣上對(duì)食品顏色的要求

與食品原有色澤或與食品名稱一直等3.色調(diào)的調(diào)配以紅、黃、藍(lán)為基本色，并根據(jù)不同需要選擇其中2種或3種拼配成各種不同