现代食品添加剂-课件 第6章 食品护色剂

第6章食品护色剂目录01食品护色剂的护色机理02食品护色剂及护色助剂03食品护色技术04食品护色剂的安全性及使用注意事项6.1食品护色剂的护色机理6.1.1肌红蛋白和血红蛋白原料肉红色由肌红蛋白+血红蛋白共同呈现肌红蛋白占70%~90%，是主要呈色成分血红蛋白占10%~30%含量因肉的部位、家畜品种不同而有差异（1）肉色的物质基础颜色：暗紫红色光谱特征：555nm、582nm处有特征吸收峰化学性质：极不稳定，极易氧化（2）还原型肌红蛋白基础特性6.1.1肌红蛋白和血红蛋白氧合：Fe²⁺上结合水被O₂置换→氧合肌红蛋白（鲜红色），Fe²⁺价态不变氧化：Fe²⁺→Fe³⁺→高铁肌红蛋白（棕褐色）深度氧化：卟啉环断裂→绿色/黄色还原：高铁肌红蛋白在还原剂作用下→还原型肌红蛋白三种形态连续相互转化，色泽动态可逆（3）动态转化机制（1）褐变6.1.2酶促褐变与非酶促褐变定义：果蔬加工贮藏中发生的颜色变化影响：直接影响产品外观品质和商品价值分类：按反应机制分为两大类酶促褐变：需酶参与非酶促褐变：无需酶参与食品。（2）酶促褐变6.1.2酶促褐变与非酶促褐变定义：酚类物质、酪氨酸等在氧化酶催化下与氧气反应，最终生成类黑素关键要素：底物：酚类物质、酪氨酸；酶：多酚氧化酶、过氧化物酶；条件：氧气参与；产物：醌类→聚合→类黑素危害：失去原有色泽和风味；破坏维生素和天然色素等营养（3）非酶促褐变定义：不需要酶参与的褐变反应护色对策：果蔬加工过程中主要针对酶促褐变进行护色，通常使用异抗坏血酸及其钠盐作为果蔬产品的护色剂。（1）肉类护色剂（硝酸盐/亚硝酸盐）显色机理6.1.3护色剂的显色和护色机理肉的pH≈5.6（糖原酵解产乳酸），无需额外加酸即可生成亚硝酸加热加速发色：蛋白变性暴露巯基+促进亚硝酸盐分解还原助剂的必要性：NO不稳定，遇O₂/氧化剂即被氧化氧化生成的HNO₃会将肌红蛋白氧化为高铁肌红蛋白，抑制显色内源性还原系统：NADH（主要电子供体）、NADPH、蛋白质巯基（2）果蔬化学护色机理6.1.3护色剂的显色和护色机理螯合作用：螯合多酚氧化酶辅基Cu²⁺，降低酶活力pH调节：偏离酶的最适pH范围还原醌类：还原醌类物质或生成无色加成产物耗氧隔氧：消耗或隔绝环境中的氧气膜保护：保持细胞膜完整性，减少底物与酶接触6.2食品护色剂及护色助剂6.2.1食品护色剂性状与性能外观：白色或微黄色结晶/颗粒状粉末气味：无臭溶解性：易溶于水，微溶于乙醇稳定性：空气中可被氧化，逐渐变为硝酸钠抑菌作用：有效抑制多种厌氧性梭状芽孢杆菌（如肉毒梭状芽孢杆菌）产毒风味作用：具有提高肉制品风味的独特效果（1）亚硝酸钠6.2.1食品护色剂毒性与安全急性毒性：食品添加剂中急性毒性较强的物质之一中毒机制：大量进入血液→血红蛋白（Fe²⁺）→高铁血红蛋白（Fe³⁺）→失去携氧能力→组织缺氧潜伏期：0.5~1小时中毒症状：头晕、恶心、呕吐、全身无力等ADI值：0~0.7mg/kg(bw)（以亚硝酸根计，FAO/WHO,2002）（1）亚硝酸钠6.2.1食品护色剂性状与性能外观：无色/白色柱状结晶或细小结晶粉末气味：无臭味道：味咸，稍带苦味吸湿性：有吸湿性溶解性：易溶于水及甘油，微溶于乙醇水溶液：100g/L水溶液呈中性热稳定性：高温时分解成亚硝酸钠（2）硝酸钠（钾）6.2.1食品护色剂毒性与安全本身毒性：硝酸盐本身毒性较低毒性来源：在食物、饮水或人体胃肠道（尤其婴幼儿胃肠道）中，易被硝酸盐还原菌还原为毒性较强的亚硝酸盐可能引发高铁血红蛋白血症ADI值：0~3.7mg/kg(bw)（以硝酸根离子计，FAO/WHO,2002）（2）硝酸钠（钾）6.2.2食品护色助剂果蔬护色作用常用于果蔬切片护色与柠檬酸、磷酸盐混合使用，可有效防止果蔬褐变作用机制：还原醌类物质/消耗氧气/螯合金属离子（1）抗坏血酸及其盐类肉制品中的作用将褐色的高铁肌红蛋白（Fe³⁺）还原为红色的还原型肌红蛋白（Fe²⁺）有助于肉制品的发色处理6.2.2食品护色助剂性状与性能外观：白色结晶性粉末气味：无臭或几乎无臭，味苦溶解性：易溶于水、乙醇稳定性：对光、热、空气稳定；强酸/强碱中强热水解为烟酸作用：对肉制品具有辅助发色作用，安全性高于硝酸盐（2）烟酰胺6.2.2食品护色助剂大鼠经口LD₅₀：2500~3500mg/kg一般公认安全物质（GRAS）（2）烟酰胺毒性用作肉制品护色助剂与肌红蛋白结合生成稳定的烟酰胺肌红蛋白复合物防止肌红蛋白在亚硝酸盐发色过程中被氧化变色添加量：0.01%~0.02%可保持和增强火腿、香肠的色、香、味应用6.3食品护色技术6.3.1化学方法护色作用机制：防止食品中色素发生氧化反应，延缓色素褪色常用种类维生素C（抗坏血酸）维生素E（生育酚）多酚类物质复合配方（工业典型）0.05%异抗坏血酸钠+0.01%植酸+0.2%柠檬酸，抗氧化性较单一成分提高2~3倍（1）抗氧化剂6.3.1化学方法护色作用机制：金属离子可导致色素变色/褪色，螯合剂与金属离子结合，提高色素稳定性常用种类植酸柠檬酸多聚磷酸盐作用原理：形成稳定的五元/六元螯合环，阻断电子传递应用：果蔬汁、水产品、油脂类食品护色（2）金属螯合剂6.3.1化学方法护色作用机制：调节食品酸碱度，影响色素的稳定性和呈色效果常用种类：柠檬酸、苹果酸、柠檬酸钠（3）pH调节剂6.3.2物理方法护色原理：某些色素对光敏感，暴露在光线下易发生光降解而褪色防护措施：使用不透明包装材料，减少光线穿透；添加光敏感色素吸收剂，吸收有害波长光线适用：含叶绿素、花青素等光敏色素的食品（1）光照保护原理：低温减缓色素降解，保持颜色稳定性（2）低温储存6.3.2物理方法护色原理：通过涂膜选择性阻气、阻湿，形成保护层作用：阻氧阻湿，减少底物与氧气接触抑制呼吸，延缓后熟衰老抑制表面微生物生长防止内容物散失常用成膜材料：壳聚糖、海藻酸钠、淀粉衍生物（3）涂膜保鲜护色6.3.2物理方法护色原理：利用射线延缓成熟、杀虫杀菌特点：不破坏外形，保持原有色香味及营养有利于常温保存技术参数：辐射源：⁶⁰Coγ射线/电子束常用剂量：0.5~3kGy剂量>5kGy：可能导致色素降解、产生异味应用：主要用于进出口检疫处理，日常护色应用有限（4）电离辐射技术6.3.3生物方法护色作用原理：食品加工和储存过程中，某些内源酶会催化色素降解反应通过抑制酶的活性，可从反应源头减少色素的损失主要途径：酶抑制剂（如天然酚类物质）改变酶的作用环境（pH、温度等）底物隔离（保护色素不与酶接触）关键酶类：多酚氧化酶、过氧化物酶、叶绿素酶等（1）抑制酶活性6.3.3生物方法护色作用原理：微生物生长繁殖会产生酸性代谢产物或酶类这些产物可导致色素降解或变色通过控制微生物生长，可间接保护色素主要方法添加微生物抑制剂/保鲜剂杀菌、灭菌处理调控水分活度、pH等抑制微生物常见致变色微生物：霉菌、酵母菌、部分细菌（2）抑制微生物6.4食品护色剂的安全性及使用注意事项6.4.1食品护色剂的安全性（1）合规认证：使用的食品护色剂应符合相应的食品安全标准和法规，并获得美国FDA、欧洲食品安全局等机构的认可和批准。（2）ADI值：食品护色剂通常有一个ADI值,表示人体每天可以安全摄入的量。应确保护色剂使用量不超过其ADI值，以保证安全性。（3）毒理学评估：对食品护色剂进行毒理学评估,包括急性毒性、亚慢性毒性、致突变ADI值性和致癌性等测试，以评估其对人体的潜在危害。（4）注意特定人群：一些护色剂可能对特定人群(如婴幼儿、孕妇、老年人、过敏体质者等)有不良影响，因此在使用时应特别注意这些人群的食用安全。6.4.2食品护色剂的使用注意事项（1）适量使用：应根据食品的特性和需要,合理控制护色剂的使用量，避免过量使用，以免对食品品质和安全性产生负面影响。（2）配方和配色试验：在食品生产前进行配方和配色试验，确保护色剂与其他成分的相容性，避免出现不良的化学反应或颜色变化。（3