《着色剂的基础知识》PPT课件.ppt

食品科学06级宿舍聚餐 写在前面 色 香 味 形是构成食品感官质量的四大要素 任何食品都与这四个要素有着密不可分的关系 而这四大要素中 颜色居于首位 因为它是对消费者的第一刺激信号 是食物最重要的感官指标 人们常说颜色是感动心灵的钥匙 适宜的颜色能刺激人的摄食 购买欲 生理学作用浅析 生理学上的其它作用 许多天然食品具有本身的色泽 这些色泽除了给人以视觉享受外 更主要的是能促进人的食欲 增加消化液的分泌 因而有利于消化和吸收 但是 天然食品在加工 保存过程中容易褪色或变色 有的食物本身颜色比较浅 为了改善食品的色泽 或为模拟天然食品 人们常常在加工食品的过程中添加食用色素 以改善感官性质 C1 着色剂 Colorant 食品着色剂 是指使食品赋予色泽和改善食品色泽的食品添加剂 功能分类代码 08CNS 08 0 合成08 1 天然 1着色剂概述一 着色剂的分类 常用的食品色素按来源 两类 天然色素与合成色素 天然色素来自生物机体 主要由植物组织中提取 也包括来自动物和微生物的一些色素 人工合成色素是指用人工化学合成方法所制得的有机与无机色素 主要是指以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成的有机色素 按溶解特性 分为水溶性和脂溶性 目前使用的合成着色剂均为水溶性 我国允许生产色淀 以改变它们的剂型 目前主要使用的是铝色淀 铝色淀 色淀定义 二 着色剂的基本要求 1 安全性2 溶解度 分散性 均匀程度 3 着色度 染着性 4 坚牢度 稳定性 耐热耐光耐酸碱耐氧化 还原 ADI值愈大 表示毒性愈小 天然不等于无毒 某些天然色素ADI值较小 并不比人工合成色素安全 见表格数据 不少天然色素的毒性资料比较少 未能制订ADI值 就是说 它们的毒性还不甚清楚 我国允许使用的人工合成色素 苋菜红与赤藓红ADI值较小 其他几种ADI值均在2 5以上 在一定使用量范围内是安全的 三 天然 合成色素比较 1着色剂概述二 着色剂的基本要求 三 天然与合成着色剂的比较 一 天然着色剂 优点 天然色素多来自动 植物组织 除藤黄外 其余对人体无毒害 安全性高 有的天然色素具有生物活性 如 胡萝卜素 VB2 因而兼有营养强化作用 天然色素能更好地模仿天然物颜色 着色时色调比较自然 有的品种具有特殊的芳香气味 添加到食品中能给人带来愉快的感觉 缺点 1 色素含量一般较低 着色力比合成色素差 2 成本高 3 稳定性差 有的品种随pH值 温度不同而色调有变化 4 难于用不同色素配出任意色调 5 在加工及流通过程中 受外界因素的影响易劣变 6 由于共存成分的影响 有的天然色素有异味 异臭 二 合成色素 三 天然与合成着色剂的比较 二 合成着色剂 优点 缺点 三 结论 成本低 价格廉 具有色泽鲜艳 着色力强 稳定性高 无臭无味 易溶解 易调色 大多以煤焦油为原料制成 其化学结构属偶氮化合物 可在体内代谢生成 萘胺和 氨基 1 1萘酚 这两种物质具有潜在的致癌性 2 合成色素 婴幼儿 老年人禁 合成色素 因其安全性问题 不单在品种和质量上有明确的限定 在生产单位也有明确的限制 我国曾指定上海市染料研究所为全国独家生产厂 全球最多时达100多种 现允许使用的40余种 各国准许使用的合成色素品种各不相同 美国10种 品种有所不同 英国22种 欧共体约22种 日本11种 我国11种 见表合成色素包括 有机和无机色素 后者比较少 仅二氧化钛一种 我国GB2760 2007允许使用的10种合成有机类色素分别是 苋菜红 胭脂红 赤藓红 新红 诱惑红 酸性红 柠檬黄 日落黄 靛蓝和亮蓝 及其同名色淀 按结构分为 1 偶氮类 红色或黄色 包括 苋 胭 新 诱 酸 柠 日2 三苯甲烷类 这一类颜色主要为绿色和蓝色 如亮蓝 3 夹氧杂蒽 如赤藓红 4 靛蓝类 一 苋菜红 一 苋菜红 CNS 08 001用量 50 100ppm兰光酸性红 为水溶性偶氮类色素 多年来公认安全性高 并被世界各国普遍列为法定许可使用的色素 性状 棕红色粉末或颗粒 耐光 耐热性强 105 耐氧化 易被还原 不适用于发酵食品及含有还原性物质的食品 对柠檬酸 酒石酸稳定 遇碱变为暗红色 遇铜 铁易褪色 染色力较弱 易溶于水 溶解度为17 2克 21 水溶液呈紫色易溶于甘油 但微溶于乙醇 0 5g 100ml50 乙醇 在浓硫酸中呈紫色 稀释后呈桃红色 在浓硝酸中呈亮红色 在盐酸中呈棕色 发生黑色沉淀 若制品中色素含量高 则色素粉末有带黑的倾向 作为食用红色色素 着色力差 通常与其他色素配合使用 毒性 从1970年前后有关于苋菜红具有致癌性 可降低生育能力 增加死产数并产生畸胎等有关对人体有害的报道 1984年JECFA在对鼠的无作用量50mg kg的基础上规定其ADI为0 0 5mg kg体重 一直持续至今 尽管小鼠口服的LD50大于10g kg 欧共体儿童保护集团和美国等不准将苋菜红用于儿童食品使用范围 使用注意事项 使用注意事项 1 采用玻璃 搪瓷 不锈钢等耐腐蚀的清洁器具 2 所用水必须是蒸馏水或去离子水 以避免钙离子的存在引起着色剂沉淀 采用自来水时 必须去钙 镁及煮沸赶气 冷却后使用 采用稀溶液比浓溶液好 可避免不溶的着色剂存在 溶解性低 先用少量冷水打浆后 在搅拌下缓慢加入沸水 3 曝晒 会导致着色剂褪色 因而要避光 贮于暗处或不透光容器中 二 胭脂红及其铝色淀 CNS 08 002用量 25 100ppm丽春红 大红 在应用上基本与苋菜红相同 该着色剂的铝色淀在一些特性上优于该色素 如耐光 耐热性 由于制备成铝色淀 因此 其溶解性很差 性状 红色至深红色颗粒或粉末 耐光 耐酸 耐热 105 性强 对柠檬酸 酒石酸稳定 耐还原性 耐细菌性差 遇碱变为褐色 易溶于水 23g 100ml 20 水溶液呈红色 溶于甘油 难溶于乙醇 不溶于油脂 毒性小鼠经口LD5019 3g kg体重 1994年FAO WHO规定 ADI为0 4mg kg体重 使用范围 三 赤藓红及赤藓红铝色淀 CNS 08 003 ADI 2 5mg kg别名 樱桃红等属于夹氧杂蒽类水溶性色素 性状用量 50ppm红色至红褐色颗粒或粉末 赤藓红铝色淀为紫红色粉末易溶于水 10g 100ml室温 溶于乙醇 丙二醇和甘油 中性水溶液呈红色 酸性时有黄棕色沉淀 碱性时产生红色沉淀 不溶于油脂 赤藓红耐热 105 耐还原性好 耐光 耐酸性差赤藓红具有良好的的染着性 特别是对蛋白质染着性尤佳 在需高温焙烤的食品和碱性及中性食品着色力较其他色素强 吸湿性强 使用注意事项 赤藓红在酸性条件下可发生沉淀 尤其注意 其他注意事项参见苋菜红 四 柠檬黄及柠檬黄铝色淀 CNS 08 005用量 50 100ppm食用色素中使用最多 应用广泛 占全部食用色素使用量的1 4以上 易着色 坚牢度高 偶氮类水溶性色素 性状 柠檬黄为黄色至橙色颗粒或粉末 耐光性 耐热性 耐酸性和耐盐性均好 在柠檬酸 酒石酸中稳定 是着色剂中最稳定的一种 匹配性好 可与其他色素复配使用 耐氧化性较差 还原时褪色 易溶于水 11 8g 100ml 21 0 1 的水溶液呈黄色 遇碱稍变红 最大吸收波长428 2nm 溶于甘油 丙二醇 微溶于乙醇 不溶于油脂 毒性大鼠经口LD50 2g kg体重 小鼠经口服LD5012 75g kg体重 1985年FAO WHO规定 ADI为0 7 5mg kg体重 五 日落黄及日落黄铝色淀 CNS 08 006用量 90 200ppm性状橙色颗粒或粉末 耐光 耐热性 205 强 易吸湿 易溶于水 6 9 0 0 1 水溶液呈橙黄色 溶于甘油 丙二醇 微溶于乙醇 不溶于油脂 在柠檬酸 酒石酸中稳定 耐酸性强 遇碱呈红褐色 耐碱性尚好 还原时褪色 最大吸收波长482 2nm 毒性大鼠经口LD50 2g kg体重 小鼠经口服LD502g kg体重 1985年FAO WHO规定 ADI为0 2 5mg kg体重 六 亮蓝及亮蓝铝色淀 CNS 08 007用量 25 100ppm食品蓝2号 水溶性三苯甲烷类色素 性状 红紫色均匀粉末或颗粒 有金属光泽 易溶于水 21 时溶解度为18 7g 0 时溶解度为15g 水溶液呈绿蓝色溶液 亦溶于乙醇 1 5g 100ml 21 甘油 乙二醇 丙二醇 不溶于油脂 耐光性和耐热性 205 很强 在酒石酸 柠檬酸中稳定 耐碱性强 耐盐性好 但是水溶液加金属盐后会缓慢的沉淀 耐还原作用较偶氮色素强 着色度极强 通常都是与其他色素配合使用 使用量也很小 在0 0005 0 01 之间 毒性大鼠经口LD50 2g kg体重 ADI为0 12 5mg kg体重 七 靛蓝及靛蓝铝色淀 CNS 08 008用量 10 200ppm靛蓝是人类最早使用的天然色素之一 最初是从靛蓝植物的叶中提取得到的 常用的是靛蓝的5 5 二磺酸盐 属于水溶性非偶氮类色素 性状 深紫色至紫褐色均匀粉末或颗粒 易溶于水 1 1g 100ml 21 中性水溶液中呈蓝色 酸性时呈蓝紫色 碱性时呈绿色至黄绿色 溶于浓硫酸时呈紫蓝色 用水稀释后转呈蓝色 溶于甘油 丙二醇 难溶于乙醇 油脂 耐热性 耐光性 耐碱性 耐氧化性 耐盐性和耐细菌性均较差 还原时褪色 靛蓝易着色 有独特的色调 使用广泛 毒性大鼠经口LD502g kg体重 用靛蓝对大鼠进行皮下注射 发现有致癌性 而且死亡率提高 ADI为0 2 5mg kg体重 八 二氧化钛 又名 钛白粉 CNS 08 011TiO2 作为一种由矿物质加工成的无机食用色素 常作为白色色素 使用时常用二氧化硅 氧化铝或二者混合物作为分散剂 性状白色无定形粉末 无臭 无味 不溶于水 盐酸 稀硫酸 乙醇及其他有机溶剂 毒性小鼠经口LD50大于12000mg kg体重 人体不吸收 不积累 无致癌性 使用糖果包衣 最大使用量2 0g kg 日本规定 不得用于着色以外的目的 德国 不准用于食品 合成色素归纳 归纳几种合成色素的性质比较 3 食用天然色素 3 食用天然色素 食用天然色素的安全性较高 特别是来自果蔬等食物的天然色素 按来源不同 可分为三类 按结构不同 可分为四类日本市场上年需求量在200吨以上的是 焦糖色素 胭脂树橙色素 红曲色素 栀子黄色素 辣椒红色素和姜黄色素等6种 其中焦糖色素的需求量最大 每年消费量达2000吨 约占天然色素消费总量的40 我国天然食用色素产品中 焦糖色素的产量最大 年产量约占天然食用色素的86 主要用于国内酿造行业和饮料工业 其次是红曲红 高梁红 栀子黄 萝卜红 叶绿素铜钠盐 胡萝卜素 可可壳色 姜黄等 主要用于配制酒 糖果 熟肉制品 果冻 冰淇淋 人造蟹肉等食品 一 四吡咯衍生物 卟啉类衍生物 四吡咯类色素包括血红素 叶绿素和叶绿素铜钠等 我国现许可使用叶绿素铜钠 为叶绿素的衍生物 目前 对动物的血红素开发和利用的报道逐年增加 叶绿素铜钠铜叶绿素二钠和铜叶绿素三钠 a盐 R为CH3b盐 R为CHO 性状 墨绿色粉末 无臭或微带氨臭 有吸湿性 易溶于水 水溶液呈蓝绿色 透明 无沉淀 水溶液中加入钙盐析出沉淀 微溶于乙醇和氯仿 几乎不溶于乙醚和石油醚 耐光性较叶绿素强 着色坚牢度强 色彩鲜艳 但在酸性食品或含钙食品中使用时产生沉淀 遇硬水也生成不溶性盐而影响着色和色彩 毒性 小鼠经口LD50大于10g kg体重 1994年FAO WHO规定 ADI值0 15mg kg 使用用于配制酒 糖果 青豌豆罐头 果冻 冰淇淋 冰棍 糕点上彩状 雪糕 饼干 最大使用量0 5g kg 二 异戊二烯类衍生物 二 异戊二烯类衍生物 包括胡 萝卜素 栀子黄 辣椒红1 胡萝卜素 Carotene 性状深红色至暗红色有光泽斜方六面体或结晶性粉末 有轻微异臭和异味 不溶于水 丙二醇 甘油 酸和碱 溶于二硫化碳 苯 氯仿 乙烷及橄榄油等植物油 几乎不溶于甲醇或乙醇 稀溶液呈橙黄色至黄色 浓度增大时呈橙色 因溶剂的极性可稍带红色 性状 对光 热 氧不稳定 不耐酸但弱碱性时稳定 不受抗坏血酸等还原物质的影响 重金属尤其是铁离子可促使其褪色 纯 胡萝卜素结晶在CO2或N2中贮存 温度低于20 时 可长期保存 最大吸收波长455 1nm 毒性 LD50狗口服大于8g kg体重 1994年FAO WHO规定 ADI值为0 5mg kg体重 人体摄取 胡萝卜素后有30 90 由粪便排出 若溶于油中 人体吸收较好 成人可吸收10 41 儿童50 60 以人试验 15人每日进食 胡萝卜素600mg连续3个月 1个月后血清中胡萝卜素量由1 28mg L上升至3 08mg L 而维生素A无变化 未发现维生素A过多症 个别人每日吃胡萝卜而导致皮肤发黄 乳汁中出现 胡萝卜素的现象 2 栀子黄 CNS 08 112栀子黄色素又称藏化素 Crocin 是栀子中所含黄色色素 2 栀子黄 GardeniaYellow 理化特性 黄色膏状或红棕色结晶粉末 微臭 易溶于水 溶于乙醇和丙二醇 不溶于油脂 水溶液中 pH不同呈现不同色变 呈弱酸性或中性 其色调几乎不受环境pH变化的影响 中性或偏碱性时 该色素耐光性 耐热性均较好而偏酸性时较差 易发生褐变 偏碱性条件下黄色更鲜艳 耐金属离子 除铁离子 较好 铁离子可使其变黑 耐盐性 耐还原性 耐微生物性均较好 对蛋白的着色力优于淀粉 毒性 LD50为 小鼠口服大于2 2g kg体重 使用范围及用量 目前 几乎所有的方便面产品都添加这种色素 三 花青苷类衍生物 多酚类 是一类水溶性色素 广泛分布于植物界 并且是花 叶 茎和果实等美丽色彩的主要成分 由糖和花色素苷配基组成 自然界常见的花色素苷配基有天竺葵素 矢车菊素 飞燕草素 芍药色素 牵牛色素 锦葵色素6种 其基本结构是苯并吡喃的衍生物 R1 R2 H天竺葵素R1 OHR2 OH矢车菊素R1 R2 OH飞燕草素R1 OCH3R2 H芍药色素R1 OCH3R2 OH牵牛色素R1 R2 OCH3锦葵色素 三 花青苷类衍生物 花色素苷在酸性时呈红色 pH 4时颜色较稳定 在碱性时则呈蓝色 它对光和热都很敏感 但苷配基的不同 特别是其酚羟基和位置等的不同 颜色的稳定性可有不同 氧和金属离子对其稳定性也有一定的影响 尤其是铜 铁等金属可加速其降解或变色 我国许可使用的花色苷如甜菜红 玫瑰茄红 葡萄皮红 越桔红 萝卜红 甘薯红 黑豆红和桑椹红等 甜菜红 代表 甜菜红 BeetRed BeetrootRed 概述 甜菜根红 它是用食用甜菜根制取的一种天然色素 是由红色的甜菜花青和黄色的甜菜黄素组成的 甜菜花青中主要成分为甜菜红苷 占红色素的75 95 其余的有异甜菜苷 前甜菜苷和异前甜菜苷 十字花科植物红心萝卜 Raphanussaliousl 的块根 其主要呈色成分为花青素类的天竺葵素 紫红色或红色粉末 产品易溶于水 稀乙醇 不溶于油脂及丙酮类溶剂 在酸性条件下水溶液为红色且色调稳定 四 酮类衍生物 四 酮类衍生物 具有营养 保健作用 黄酮类色素是多酚类衍生物中另一类水溶性色素 同样以糖苷的形式广泛的分布于植物界 其基本结构是 苯基并吡喃酮 这类色素的稳定性较好 但也受分子中羟基数和结合位置的影响 酮类衍生物中包括 姜黄和姜黄素红曲米和红曲色素 可可壳 一 红曲米和红曲色素 一 红曲米和红曲红 红曲米又名红曲 赤曲 红米 福米 是将稻米蒸煮后接种红曲霉发酵制得的一种大米发酵食品 也是我国传统食用的天然色素 红曲红是由红曲深层培养或从红曲米中提取制得 红曲色素中主要含6种不同的成分 其中有红色色素 黄色色素和紫色色素各两种 几种色素的物理化学性质互不相同 具有实际应用价值的主要是醇溶性的红色素 红斑素和红曲红素 二 姜黄与姜黄素 二 姜黄 Turmeric 和姜黄素 姜黄素 主要来源于生草本植物 姜黄的根茎中提取而得 性状姜黄色素易溶于甲醇 乙醇 碱和冰醋酸 微于水 苯和乙醚等 在酸性和中性溶液中显黄色 在pH约于9 0的碱性溶液中显红色 姜黄色素的染色力大于其它天然色素和合成柠檬黄等 尤其是对蛋白质等有很强的染色能力 三 可可壳色素 制法 由可可豆及其外皮制取 性状 可可壳色为巧克力色粉末 无臭 无异味 易溶于水 在pH值为7左右稳定 pH值大于5 5时红色色调较强 pH值小于5 5时黄橙色色调较强 但巧克力本色不变 对淀粉 蛋白质着色性良好 在加工和贮藏中不发生变化 有良好的抗氧化性能 五 焦糖色素 五 其它天然色素 一 焦糖色素 Caramel 又名 酱色 糖色CNS 08 108 110 焦糖色素是以优质的蔗糖 葡萄糖或其它淀粉糖为主要原料 采用特殊的配方及工艺技术加工制成的天然色素 是目前食品工业使用的食品添加剂中最受欢迎的一种 根据在焦糖化过程中是否使用催化剂的不同而分为4大类 普通焦糖 PlainCaramel CausticCaramel 即不加氨生产的焦糖 苛性亚硫酸盐焦糖 CausticSulfiteCaramel 氨化焦糖 AmmoniaCaramel 亚硫酸氨焦糖 SulfiteAmmoniaCaramel 性状与使用 性状 深褐色或黑褐色的液状 块状 粉末状或糊状的物质 具有焦糖香味和愉快的苦味 易溶于水 水溶液呈透明状或红棕色 在日光照射下相当稳定 至少保持6小时不变色 其色调 受pH值及在大气中暴露时间长短的影响 使用普通焦糖和氨法焦糖 用于糖果 果汁 味 饮料 饼干 酱油 食醋 雪糕 冰棍 调味罐头 冰淇淋中按生产需要适量使用 亚硫酸铵焦糖 可以在碳酸饮料 黄酒 葡萄酒中按生产需要适量使用 4 色素的使用 调配 五 其它天然色素 二 胭脂虫红 Carminecochineal 又名 洋红酸 C22H20O13 CNS 08 145 性状与使用 全球产量在1000吨左右 我国根据国家948计划从2000年起3年数次花巨资引进胭脂虫种虫及养殖项目 经过研究 终于西南地区成功养殖胭脂虫及提取胭脂红色素 但 目前主要信赖进口 毒性 LD508 89g kg 小鼠 经口 ADI0 5 包括胭脂虫红的 钙 钠 钾盐 FAO WHO 2001 五 其它天然色素 二 胭脂虫红 Carminecochineal 4 色素的使用与调配 胭脂虫红粉末高低pH都可溶解深红至紫红胭脂虫红与黄 橙 红色素 如姜黄素 胭脂树橙 辣椒红 胡萝卜素混合可调出一系列不同色调的产品 水溶性较好 与蛋白质的结合力及抗氧化能力强 基于此二点 饮料类及肉类制品大量使用 以取代人工合成色素 尤其是在苏丹红事件后 我国见GB2760 2007相关内容 几类天