食品化学第八章色素

人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400~800nm）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。第一节概述Introduction食品质量与颜色食品的颜色与消费者色素、护色、染色第2页,共42页，2024年2月25日，星期天Introduction食品呈色的机理色素——能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质。食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，专门用于食品染色的添加剂称为食品着色剂。

发色团——凡是分子在紫外及可见光区域内（200～800nm）有吸收峰的基团都称为发色基团，如—C═C—、—C═O、—CHO、—COOH、—N═N—、—N═O、—NO2、—C═S等。助色团——与发色基团直接相连接的—OH、—OR、—NH2、—NR2、—SH、—Cl、—Br等官能团也可使色素的吸收光向长波方向移动，它们被称为助色基团。

第一节概述第3页,共42页，2024年2月25日，星期天食品色素分类第一节概述Introduction根据来源分类

根据溶解性质分类

根据化学结构分类第4页,共42页，2024年2月25日，星期天

由四个吡咯联成的环称为卟啉类化合物。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood一、叶绿素（Chlorophylls）1、结构第5页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood叶绿素a、b的结构植醇丙酸观察几种衍生物区别p296第6页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、基本性质

脂溶性

与蛋白质结合，叶绿体

对光、热敏感

酸性条件下易被氢取代Mg离子

镁离子可被铜、锌、铁取代第7页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood酶促变化

叶绿素酶——植醇酯键水解，脱植。

脂酶、蛋白酶、果胶酯酶、脂氧合酶和过氧化氢酶等。3、叶绿素在食品加工和储藏中的变化第8页,共42页，2024年2月25日，星期天热和酸引起的变化第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

初期加热变化产生游离叶绿素

pH降低诱发脱镁，进而生成焦脱镁叶绿素第9页,共42页，2024年2月25日，星期天叶绿素（绿色，脂溶性）-植醇叶绿素酶（绿色，水溶性）脱植叶绿素脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）-Mg2+酸/热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）-Mg2+酸/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）-COCH3热第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood酶促、酸、热同时作用时，叶绿素的变化第10页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood光解叶绿素线性四吡咯结构光解甘油（主要）乳酸、柠檬酸、琥珀酸和丙二酸（微量）第11页,共42页，2024年2月25日，星期天4、护绿方法

加碱护绿高温瞬时灭菌加入铜盐和锌盐气调保鲜、脱水、避光等第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第12页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood二、血红素（Haemachrome）1、结构2+血红素是亚铁卟啉化合物第13页,共42页，2024年2月25日，星期天血红蛋白(Hemoglobin)和肌红蛋白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素蛋白质。

血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood1、结构肌红蛋白结构简图组氨酸残基的咪唑基第14页,共42页，2024年2月25日，星期天肌红蛋白的立体示意图第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodP301表第15页,共42页，2024年2月25日，星期天2、性质

（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。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第16页,共42页，2024年2月25日，星期天高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色肌红蛋白（myoglobin）紫红色氧合肌红蛋白（oxymyoglobin）鲜红色第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第17页,共42页，2024年2月25日，星期天

氧分压对三种肌红蛋白的影响低氧压时(1~20mm汞柱)

主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood0 20 40 60 80

100 120 140 160 100氧气分压(1×133.32Pa) 肌红蛋白氧合肌红蛋白 高铁肌红蛋白第18页,共42页，2024年2月25日，星期天

肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肌红蛋白+H2O2

胆绿蛋白肌红蛋白+H2S硫代肌红蛋白鲜肉热加工时，肉变褐色。肌红蛋白肌色原（球蛋白变性）高铁肌红蛋白高铁肌色原（球蛋白变性）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第19页,共42页，2024年2月25日，星期天3、腌制肉的发色第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood加入了硝酸盐或亚硝酸盐作为发色剂颜色更鲜艳诱人对热、氧的耐性更强第20页,共42页，2024年2月25日，星期天细菌还原作用pH5.4～6.0最适岐化反应肉内固有的还原剂肌红蛋白亚硝基肌红蛋白亚硝基肌色原高铁肌红蛋白亚硝基高铁肌红蛋白NONO加热还原剂（深红色）（褐色）（紫红色）（亮红色，不稳定）（稳定的粉红色）第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第21页,共42页，2024年2月25日，星期天硝酸盐和亚硝酸盐还具有防腐功能，但过量有害。发色助剂的添加。乳酸、L-抗坏血酸（盐）等。腌肉制品见光褐变。亚硝基肌红蛋白、亚硝基肌色原——肌红蛋白、肌色原——高铁肌红蛋白、高铁肌色原。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第22页,共42页，2024年2月25日，星期天鲜肉真空密封配合除氧剂气调或气控配合除氧剂（co2）腌肉避光和除氧4、肉和肉制品的护色第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第23页,共42页，2024年2月25日，星期天三、类胡萝卜素（Carotenoids）

类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。动植物中分布广泛。①纯碳氢化合物组成的共轭多烯（胡萝卜素类）②上述化合物的含氧衍生物（叶黄素类）类胡萝卜素包括第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第24页,共42页，2024年2月25日，星期天

-胡萝卜素α-胡萝卜素1、结构第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodp306胡萝卜素类α-胡萝卜素、

-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素第25页,共42页，2024年2月25日，星期天玉米黄素(zeaxanthin)辣椒红素(capsanthin)第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodp308叶黄素类第26页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、性质绝大多数是脂溶性，个别亲水（提取时注意）；具有适度的热稳定性；热、酸或光的作用下很容易发生异构化（叶黄素类颜色变化不明显）；易发生氧化而降解，且产物复杂；类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶等迅速降解；某些类胡萝卜素可以作为一种单线态氧、自由基猝灭剂。第27页,共42页，2024年2月25日，星期天3、类胡萝卜素的稳定性在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应。反-β-胡萝卜素顺-β-胡萝卜素分裂产品、挥发性产品单-环氧化物、双-环氧化物、羰基化合物、醇类等氧化热挤压加工非常高的温度第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第28页,共42页，2024年2月25日，星期天四、花色苷类（Anthocyans）1、结构

花色苷是花青素的糖苷，具有C6C3C6碳的骨架机构。所有花色苷都具有2-苯基-苯并吡喃阳离子结构。p310+第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第29页,共42页，2024年2月25日，星期天食品中较重要的6种花色素第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFoodP310图第30页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood2、性质水溶性:花色苷>花青素；颜色差异由于取代基种类和数量；p310花色苷的羰基有时被脂肪族或芳香族的有机酸酰化；植物中所含的种类数量差异很大。第31页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood3、影响花色苷稳定性的因素pH值p311图-312图

酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。酸性条件下呈色效果好第32页,共42页，2024年2月25日，星期天C：查尔酮（无色）

B：甲醇假碱（无色）

AH+:花色羊阳离子（红）A：醌型碱（蓝）

+H+

锦葵色素-3-葡萄糖苷不同pH时的结构变化第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第33页,共42页，2024年2月25日，星期天受pH变化的影响，在pH0.71时为深红色，pH升高色素转变成蓝色醌式碱。

花青素-3-鼠李葡糖苷在pH0.71～4.02缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为1.6×10-2g/L第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood红光波长620-760，蓝光波长470第34页,共42页，2024年2月25日，星期天亚硫酸盐与花色苷的反应

花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂和还原剂非常敏感。如在贮藏和加工时添加亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色。

氧化剂与还原剂第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第35页,共42页，2024年2月25日，星期天温度加热，平衡查尔酮。冷却并酸化，花色苷阳离子。加热会加速花色苷的降解，温度越高变色越快。光照有利于花色苷的生物合成；引起花色苷的降解；其他辐照也能引起花色苷降解。第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood第36页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

二氧化硫的影响可逆500—2000μg/g

不可逆二氧化硫会作用于花色苷的C4而生成了一种无色物质。花色苷亚硫酸盐复合物（无色）

糖及其降解产物

高浓度的糖有利于花色苷的稳定。低时花色苷的降解或变色加速。第37页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节食品中的天然色素NaturalPigmentsinFood

金属离子的影响(Al3+、Fe3+)

花色苷的相邻羟基可与多价金属离子形成螯合物而改变颜色。第38页,共42页，2024年2月25日，星期天

缩合第二节食品中的天然色素N