食品化学 色素章节总结

第九章色素章节总结 提要 一 概述二四吡咯色素 叶绿素 血红素 重点 三 类胡萝卜素 重点 四 多酚类色素 花色苷 类黄酮 原花色素 一 概述 1 食品色素的定义和作用2 食品呈色的机理3 食品色素的分类 食品色素的定义和作用 食品色素的定义 食品中能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素 foodpigments 包括 食品原料固有的天然色素 食品加工中形成的有色物质 外加的食品着色剂 食品色素的定义和作用 食品色素的作用 1 刺激消费者的感觉器官 2 影响人们对食品风味的感受 3 颜色鲜艳的食品可以增加食欲 4 食品的色泽主要由其所含的色素决定 色素呈色机理 食品色素一般为有机化合物 其分子结构中往往具有发色团和助色团 在紫外和可见光区 400 800nm 具有吸收峰的基团被称为发色团或生色团 常见的发色团 N N N O C S C N O C C C N C CC O等 波段在紫外区 本身不产生颜色 但当与共轭体系或发色团连接时 可使整个分子的吸收波长方向迁移而产生颜色 这类基团被称为助色团或助色基 常见的助色基 团 OH OR NH2 NR2 SR Cl Br等 色素呈色机理 物质的分子只含有一个上述基团时 由于它们的吸收波长在200 400nm之间 物质仍是无色的 如果分子中有2个或2个以上生色基共轭时 可以使物质对光的吸收波长移向可见光区域内 使物质呈现颜色 共轭体系越长 该结构吸收的光波长也越长 如 共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双键的关系如下 名称吸收波长颜色C C乙烷135无色CH CH乙烯185无色 CH CH 3己三烯258无色 CH CH 4二甲基辛四烯296淡黄色 CH CH 5维生素A335淡黄色 CH CH 8二氢胡萝卜素415橙色 CH CH 11番茄红素470红色 CH CH 15去氢番茄红素504紫色 1 下列哪种物质吸收光的波长最长 A CH CHB CH CH 3C CH CH 11D CH CH 52 可见光范围内 某物质选择对吸收紫色光 则该物质呈现的颜色是 A紫色B绿色C红色D黄色 C B 食品色素的分类 叶绿素植物色素类胡萝卜素花青素天然色素血红素动物色素卵黄虾壳中的类胡萝卜素食品色素微生物色素如红曲色素 按来源 人工色素 食品色素的分类 吡咯类叶绿素血红素天然色素异戊二烯类类胡萝卜素 按化学结构 辣椒红色素多酚类花青素花黄素酮类红曲色素姜黄素醌类虫胶色素胭脂虫红素 判断 天然色素的安全性比人工合成性高 稳定性比人工色素好 答 错 天然色素的安全性不一定比人工合成性高 稳定性一般比人工色素差 二 四吡咯色素 1 叶绿素2 血红素 叶绿素的结构性质 结构 是含镁的四吡咯衍生物 由叶绿酸 甲醇 叶绿醇 植醇 等构成的酯 为脂溶性物质 呈绿色 叶绿素的头部 卟啉环 4个吡咯环和4个甲烯基 CH 组成 亲水叶绿素的尾部 叶绿醇或植醇 由4个异戊二烯单位组成的双萜 亲脂 叶绿素发生化学变化后产生的衍生物 主要为 脱镁叶绿素脱植基叶绿素焦脱镁叶绿素脱镁脱植叶绿素焦脱镁脱植叶绿素 叶绿素发生化学变化后产生的衍生物 叶绿素在食品加工和储藏中的变化 1 酶促褐变间接作用 脂酶 蛋白酶破坏叶绿素 脂蛋白复合体 果胶酯酶使果胶酸增加提高质子浓度而使叶绿素脱镁 脂氧合酶 过氧化物酶产生氧化物质引起氧化分解 直接作用 叶绿素酶催化叶绿素中的植醇酯键 产生脱植叶绿素 叶绿素酶 较耐热 其最适温度为60 82 80 以上活性下降 100 完全钝化 叶绿素在食品加工和储藏中的变化 2 酸和热及光的影响酸和热使叶绿素脱镁 颜色从绿变褐 加热时 由于酸的作用 叶绿素 脱镁叶绿素 焦脱镁叶绿素 叶绿素在pH9 0时 很耐热 而在pH3 0时不稳定 植物衰老或从组织中提取出色素 或者是在加工过程中导致细胞损伤而丧失保护 叶绿素则容易发生降解 当有上述条件中任何一种情况和光 氧同时存在时 叶绿素将发生不可逆的褪色 叶绿素在食品加工和储藏中的变化 3 金属离子的影响叶绿素脱镁衍生物中 中心的H 很容易被Cu2 Zn2 等取代 形成绿色 稳定性很好的叶绿素衍生物 其中以叶绿素铜盐的色泽最为明亮 例如 叶绿素铜钠是我国允许使用的一种食品着色剂 叶绿素的铜或锌的衍生物在酸性条件下稳定 在碱性条件下稳定性差 与叶绿素相反 叶绿素及其衍生物的色泽如何 与其中心离子的存在与种类有关 当卟啉环的中心离子为Mg2 Cu2 Zn2 时 呈绿色 无中心离子时是黄绿色或褐色 叶绿素及其衍生物的各种反应示意图 叶绿素 绿色脂溶 叶绿素分解物 无色 叶绿素分解物 无色 脱镁脱植叶绿素 橄榄绿水溶 Mg2 脱植叶绿素 绿色水溶 植醇 CO2CH3 焦脱镁脱植叶绿素 褐色水溶 Mg2 脱镁叶绿素 橄榄绿脂溶 CO2CH3 焦脱镁叶绿素 褐色脂溶 护绿技术 1 中和酸 加入氧化钙和磷酸二氢钠pH接近7 0 但会促进组织软化和产生碱味 2 高温瞬时 但保绿时间短 3 绿色再生 用锌或铜离子作用使产生取代叶绿素 4 调气 脱水 避光等 1 叶绿素中 占据卟啉环中的离子为 A铁离子B镁离子C锌离子D铜离子2 绿素a和叶绿素b及在某个波长范围内 红光 有尖锐的吸收峰 可以借助这一特性来鉴定它们 这个波长范围是 A450 550B500 600C550 650D600 700 B D 3 下列护绿技术中哪种效果在最适合条件下持续的时间最短 A中和酸而护绿B高温瞬时杀菌C绿色再生D降低水分活度 叶绿素在哪个pH值下最耐热 A A9 0B7 0C5 0D3 04 叶绿素由疏水的部分 亲水的部分 甲醇 Mg离子组成 B 叶绿醇 卟啉环 5 请对下表的结果进行相应的分析 图中表明 pH值越低 菠菜的变色速度越快 同时 pH值越高 菠菜中的叶绿素越耐热 加热有一定的护色作用 原因分析 pH值是决定脱镁反应速度的一个重要因素 当pH小于7时 溶液中的氢离子便可取代镁离子 叶绿素发生脱镁反应 鲜绿色变为橄榄绿 暗绿 褐色 直到pH略偏碱性 pH 7 5 时 保持生物体内真正维持中性状态时 才能防止叶绿素发生脱镁反应的进行 另外 由于加热使叶绿素酶和脂肪氧化酶等失去活性 也起到防止氧化变色和酶解脱色反应的进行的作用 从而达到护色的目的 血红素 1 血红素及其衍生物的结构和物理性质动物肌肉和血液中的主要红色色素 在肌肉中主要以肌红蛋白存在 在血液中主要以血红蛋白存在 这两种蛋白质都是球蛋白 由蛋白质和含铁的亚铁血红素结合而成 肌红蛋白的结构 血红素基团的结构 血红素是亚铁卟啉化合物 由两个部分即一个铁原子和一个平面卟啉环所组成 肌红蛋白是由1条多肽链组成的球状蛋白质 称珠蛋白 与1分子血红素结合组成 血红蛋白是由2条 肽链和2条 肽链组成的四聚体 每条肽链结合1分子血红素 因此 血红蛋白由4分子亚铁血红素与1分子蛋白结合而成 肌肉颜色在储藏和肉品加工中的变化 卟啉环内的血红素以Fe2 或Fe3 状态存在 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 低氧压时 主要为氧化作用 高氧压时 主要为氧合作用 1 由于一些细菌活动产生的H2O2可直接氧化 亚甲基 生产胆绿蛋白 绿色 2 由于细菌活动产生的H2S等硫化物 在氧或H2O2存在下 可直接加在 亚甲基上 生成硫代肌红蛋白 绿色 3 由于亚硝酸盐 MNO2 过量引起 肉色变绿 血红素在强烈氧化后会变成绿色 反应发生在卟啉环的 亚甲基上 绿色的形成有三种情况 肉和肉制品的护色 1 抽真空采用低透气性材料 抽真空和加除氧剂加入抗氧化剂 不但可阻止脂质氧化 还有利于延长和稳定鲜肉及肉制品的颜色 防止血红素氧化 2 气调一氧化碳具有使鲜肉形成亮红色或樱桃红色的能力 即使在很低的浓度也可以达到呈色的效果 3 高分压4 用亚硝酸盐腌肉制品的颜色虽在多种条件下稳定 但见光会变褐 因此腌制肉的应避光和除氧保存 1 以下哪种说法是错误的 A血红素是由一个铁原子和一个平面卟啉环所组成的B血肌红色素的红色是由于亚铁血红素所形成的C肌红蛋白是球状蛋白 其蛋白部分称为球蛋白D血红蛋白和肌红蛋白都是结合蛋白 C 2 由图可知我们想要色泽鲜艳及新鲜的猪肉 氧气的分压应该控制在 A 0 20B 20 40C 40 60D 60 80 D 判断 动物胴体被分割后 由于分割肉与空气中的氧气结合而使动物肉保持鲜红色 错误 当胴体被分割后 随着肉与空气的接触 还原态的肌红蛋白向两种不同的方向转变 一部分肌红蛋白与氧气反应生成鲜红色的氧合肌红蛋白 产生人们熟悉的鲜肉色 同时 一部分肌红蛋白与氧气发生氧化反应 生成棕褐色的高铁肌红蛋白 而且随着分割肉在空气中放置时间的延长 肉色会越来越转向褐红色 三 类胡萝卜素 1 胡萝卜素2 叶黄素 类胡萝卜素 定义 又称多烯色素 是天然食品原料中分布最广泛的色素 红色 黄色和橙色水果及根茎类作物和蔬菜都富含类胡萝卜素 一般富含叶绿素的植物组织也富含类胡萝卜素 因为叶绿体和有色体是类胡萝卜素含量较丰富的细胞器 结构分类 1 纯碳氢化物 称为胡萝卜素类2 含羟基 环氧基 醛基 酮基等含氧基团 称为叶黄素类 胡萝卜素类的结构特征 包括四种化合物 即 胡萝卜素和番茄红素 自然界中以 胡萝卜素含量最多 分布最广 都是含40个碳的多烯四萜 由异戊二烯经头 尾或尾 尾相连而成 具有共轭双键 构成其发色基团 番茄红素是直链结构 无VA的功能 断裂后可形成1分子VA 可形成两个VA 胡萝卜素类 胡萝卜素 胡萝卜素 胡萝卜素 番茄红素 胡萝卜素 分类 胡萝卜素 胡萝卜素 胡萝卜素和番茄红素胡萝卜 甘薯 蛋黄 牛奶中 胡萝卜素含量较高番茄红素是番茄的主要色素 也广泛存在于西瓜 南瓜 柑橘 杏和桃等水果中 脂溶性 具有许多共轭双键 极容易被氧化番茄红素 一种很强的抗氧化剂 具有很强的清除自由基的能力 在清除人体 万病之源 自由基方面 番茄红素的作用比 胡萝卜素更强大 叶黄素 结构和基本性质 是胡萝卜素类的含氧衍生物 在其分子中含有羟基 甲氧基 羧基 酮基或环氧基 种类比胡萝卜素类多 广泛存在于生物材料中 含胡萝卜素的生物组织中往往也含有叶黄素 叶黄素的种类很多 如叶黄素 金盏花 绿叶 辣椒红素 红辣椒 柑橘黄素 玉米黄素 玉米 柑橘 蘑菇 虾青素 虾 蟹 牡蛎 叶黄素 叶黄素的作用 又名 植物黄体素 是构成视网膜黄斑区域的主要色素 其作用主要有 保护视力 降低白内障的发生率 防治糖尿病性视网膜病变抗氧的作用延缓动脉硬化作用抗癌作用 下列色素不属于叶黄素类的是 A隐黄素B柑橘黄素C辣椒红素D番茄红素 D 虾青素 虾青素是由几种藻类和浮游生物产生的 作用 1 抗氧化作用2 抗肿瘤作用3 增强免疫作用虾青素能促进抗体产生 分泌IgM和IgG的细胞数增加 4 预防心血管疾病5 和防晒美容 四 多酚类色素 主要包括 花色苷 类黄酮色素 儿茶素 单宁基本母核为 苯基苯并吡喃 花色基元 两个苯环 A B 通过一个三碳链连接而成 即具有C6 C3 C6碳骨架结构 在苯环上连有2个或2个以上的羟基 所以统称为多酚类色素 花色苷 花色苷是花青素的糖苷 是广泛地存在于植物中的一类水溶性色素 花青素 颜色包括哦 蓝色 紫色 紫罗兰 洋红色 红色和橙色等 是构成植物的花 果实 茎和叶五彩缤纷色彩的物质 影响花色苷稳定性的因素 1 结构 2 酸度 3 温度及光照 4 金属离子 5 氧 6 水分活度 Aw 7 还原性物质 8 酶 9 糖及其降解产物 10 缩合反应 类黄酮包括类黄酮苷和游离的类黄酮苷元 是广泛分布于植物组织中的无色至黄色的水溶性色素 儿茶素 在