卟啉类色素ppt课件

,色素和着色剂,1,学习交流PPT,本章提要重点：常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理化学性质；常见食品天然色素可能在食品贮藏加工中发生的重要变化及其条件；食品贮藏和加工中的酶促褐变及其抑制。难点：天然色素的护色。,2,学习交流PPT,人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。,3,学习交流PPT,不同波长光的颜色及其互补色物质吸收的光透过光（互补色）波长（nm）相应的颜色400紫黄绿425蓝青黄450青橙黄490青绿红510绿紫530黄绿紫550黄蓝青590橙黄青640红青绿730紫绿,4,学习交流PPT,发色团Chromophore在紫外或可见光区(200800nm）具有吸收峰的基团被称为发色团，发色团均具有双键。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等.2.助色团Auxochrome有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助色团。如：-OH,-OR,-NH2,-NHR,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。,5,学习交流PPT,助色团波长红移(nm）-X(Cl,Br,I)230-OR1750-SR2385-NR24095,6,学习交流PPT,3分类食品中的天然色素按来源分为：动物色素：如紫胶红、血红素等；植物色素:如甜菜红、姜黄素、-胡萝卜素等；微生物色素：如红曲红等。按其化学结构可分为：卟啉类衍生物：如叶绿素、血红素和胆色素；异戊二烯衍生物：如类胡萝卜素；多酚类衍生物：花青素、类黄酮、儿茶素和单宁等；酮类衍生物：红曲色素、姜黄色素；醌类衍生物：虫胶色素和胭脂虫红等。若按色素溶解性可分为：脂溶性色素和水溶性色素。,7,学习交流PPT,4天然色素的特点天然色素的耐光性、耐热性、耐氧化性、酸碱稳定性均较差，对金属离子也较敏感。因此，目前商业化生产并在食品加工中使用的天然色素的种类并不多，很多时候还需要用到合成着色剂。研究天然色素的意义更多在于如何采取有效措施，减少或抑制食品中天然色素的褪色及变色，更好地保持食品的色泽。,8,学习交流PPT,8.1卟啉类色素Porphyrin,9,学习交流PPT,由四个吡咯联成的环称为卟吩,当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物。,10,学习交流PPT,8.1.1叶绿素Chlorphylls(1)结构叶绿素是自然界中能进行光合作用的色素，它广泛存在于植物组织中。高等植物中的叶绿素主要有两种类型，即叶绿素a和b，二者之比为3：1。叶绿素a(chlorophylla)：为四吡咯螯合镁原子的结构，在1，3，5和8位上有甲基取代，2位上有乙烯基，4位上有乙基，7位上的丙酸被植醇所酯化，9位上有酮基，10位置上有甲酯基。分子式为C55H72O5N4Mg。叶绿素b(chlorophyllb)：除了位置3为甲酰基而不是甲基外，其余与叶绿素a的构型相同，分子式为C55H70O6N4Mg。,11,学习交流PPT,叶绿素a、b,植醇,12,学习交流PPT,(2)叶绿素的稳定性,叶绿素在植物细胞中与蛋白质结合，并以叶绿体的形式存在。当细胞死亡后叶绿素会游离出来，对热、光敏感，极易发生多种反应，例如脱镁反应，即酸性条件下中心镁原子被H取代，生成暗橄榄褐色的脱镁叶绿素，加热可以促使脱镁反应的进行；叶绿素在稀碱溶液中水解，除去植醇部分，生成颜色仍为鲜绿色的脱植基叶绿素。脱植基叶绿素的光谱性质和叶绿素基本相同，但比叶绿素更易溶于水。如果脱植基叶绿素除去镁，则形成对应的脱镁叶绿素甲酯一酸，其颜色和光谱性质与脱镁叶绿素相同。,13,学习交流PPT,（绿色，水溶性）脱植叶绿素-植醇叶绿素（绿色，脂溶性）叶绿素酶-Mg2+酸/热-Mg2+酸/热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）-COCH3热-COCH3热焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）,14,学习交流PPT,(3)影响稳定性的因素光、氧叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化，将此过程称为加氧作用（allomerization）。当叶绿素吸收等摩尔氧后，生成的加氧叶绿素呈现蓝绿色。植物正常细胞进行光合作用时，叶绿素由于受到周围的类胡萝卜素和其他脂类的保护，而避免了光的破坏作用。然而一旦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这种保护，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。,15,学习交流PPT,酶叶绿素酶是目前已知的唯一能使叶绿素降解的酶。叶绿素酶是一种酯酶，能催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇，分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。,16,学习交流PPT,酸、热pH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解，在碱性介质中（pH9.0），叶绿素对热非常稳定，然而在酸性介质中（pH3.0）易降解。植物组织受热后，细胞膜被破坏，增加了氢离子的通透性和扩散速率，于是由于组织中有机酸的释放导致pH降低一个单位，从而加速了叶绿素的降解。盐盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解，有试验表明，在烟叶中添加盐(如NaCl、MgCl2和CaCl2)后加热至90，脱镁叶绿素的生成分别降低47%、70%和77%，这是由于盐的静电屏蔽效果所致。,17,学习交流PPT,（4）在食品处理、加工和贮藏过程中的变化,如用透明容器包装的脱水食品容易发生光氧化和变色。食品在脱水过程中叶绿素转变成脱镁叶绿素的速率与食品在脱水前的热烫程度有直接关系。菠菜经热烫、冷冻干燥，叶绿素a转变成脱镁叶绿素a，比对应的叶绿素b的转化快2.5倍，并且这种变化是水活性(aw)的函数。绿色蔬菜在冷冻和冻藏时颜色均会发生变化，这种变化受冷冻前热烫温度和时间的影响。有人发现豌豆和菜豆中的叶绿素由于脂肪氧合酶的作用而降解生成非叶绿素化合物，脂肪氧合酶还会使叶绿素降解产生自由基。,18,学习交流PPT,食品在射线辐照及辐照后的贮藏过程中叶绿素和脱镁叶绿素均发生降解。黄瓜在乳酸发酵过程中，叶绿素降解成为脱镁叶绿素、脱植基叶绿素和脱镁叶绿甲酯一酸。绿色蔬菜在酸作用下的加热过程中，叶绿素转变成脱镁叶绿素，因而颜色从鲜绿色很快变为橄榄褐色。在热加工菠菜、碗豆和青豆时，发现有十种有机酸存在，色素降解产生的主要酸是醋酸和吡咯烷酮羧酸。,19,学习交流PPT,(5)护绿方法加碱护绿采用碱性钙盐或氢氧化镁使叶绿素分子中的镁离子不被氢原子所置换的处理方法，虽然在加工后产品可以保持绿色，但经过贮藏后仍然变成褐色。高温瞬时灭菌高温短时灭菌(HTST)加工蔬菜，不仅能杀灭微生物，而且比普通加工方法使蔬菜受到的化学破坏小。但经过两个月的储藏后，这种护绿效果已被储藏中食品pH值自然下降造成的叶绿素脱镁效果所抵消。,20,学习交流PPT,加入铜盐和锌盐叶绿素在加热或热加工过程中可形成两类衍生物，即四吡咯环中心有无镁原子存在。含镁的叶绿素衍生物显绿色，脱镁叶绿素衍生物为橄榄褐色。后者还是一种螯合剂，在有足够的锌或铜离子存在时，四吡咯环中心可与锌