1、1Pigments and Colorants2第一節第一節 概概 述述1. 食品質量與顏色食品質量與顏色l 判斷食品質量的重要指標判斷食品質量的重要指標l 影響食欲影響食欲l 影響食用者對風味的感覺影響食用者對風味的感覺2. 食品中顏色的來源食品中顏色的來源l 原有的原有的l 添加的添加的l 產生的產生的33. 食品著色劑與食品質量食品著色劑與食品質量l 合成色素顏色鮮艷穩定，但一般具有不同程度毒性，甚至有致癌物質。l人工色素對孩子的危害程度等同于含鉛汽油，除了會導致多動癥等行為障礙外，長期攝入6種人工色素還會損害兒童的智力，嚴重時會令其IQ值下降5.5分。44. 食品中色素的分類食品中色素

2、的分類（1）根據來源分類：）根據來源分類：植物色素植物色素動物色素動物色素微生物色素微生物色素（2）根據色澤分類：）根據色澤分類： 紅紫色系列紅紫色系列黃橙色系列黃橙色系列藍綠色系列藍綠色系列（4）根據溶解性質分類）根據溶解性質分類水溶性色素水溶性色素脂溶性色素脂溶性色素（3）根據化學結構分類：）根據化學結構分類：四吡咯衍生物類色素四吡咯衍生物類色素異戊二烯衍生物類色素異戊二烯衍生物類色素多酚類色素多酚類色素酮類衍生物色素酮類衍生物色素醌類衍生物色素醌類衍生物色素5一. 葉綠素（chlorophylls）（一）葉綠素的結構卟吩：四吡咯骨架卟吩：四吡咯骨架卟啉：卟吩上有取代基卟啉：卟吩上有取代基

3、脫鎂葉綠素母環：脫鎂葉綠素母環： 9位碳與位碳與10位位碳成環的卟啉碳成環的卟啉脫鎂葉綠環：不含鎂，脫鎂葉綠環：不含鎂，7位被一位被一個長碳鏈醇（植醇或法呢醇）個長碳鏈醇（植醇或法呢醇）酯化酯化第二節第二節 食品中原有的色素食品中原有的色素葉綠素葉綠素a a、b b葉綠素葉綠素a ：與鎂螫合的四吡咯結構：與鎂螫合的四吡咯結構1，3，5和和8位上有甲基取代位上有甲基取代2位乙烯基取代位乙烯基取代4位乙基取代位乙基取代7位的丙酸與植醇酯化位的丙酸與植醇酯化羰基位于羰基位于9位位甲氧甲酰基位于甲氧甲酰基位于10位位葉綠素葉綠素b： 3位是甲位是甲酰酰基基61. 物理性質l 易溶于乙醇、乙醚、苯和丙酮

4、等，不溶于水，純品微溶于石油醚l脫植基葉綠素、脫鎂葉綠素甲酯一酸，易溶于水，不溶于脂（二）葉綠素的性質（二）葉綠素的性質72. 化學性質l 對酸堿光熱不穩定l酸性條件下：鎂被氫原子取代脫鎂葉綠素（暗橄欖綠色）l堿性條件下：水解脫植基葉綠素（鮮綠色，易溶于水）l在葉綠素酶作用下，脫鎂、脫植醇l10位-CO2CH3被H取代焦脫鎂葉綠素、焦脫鎂葉綠酸（二）葉綠素的性質（二）葉綠素的性質8l熱處理熱處理，葉綠素轉化為脫鎂葉綠素，如果鋅、銅離子存在，生成葉綠素銅鈉鹽（色澤鮮亮穩定）l光照光照引起葉綠素光敏氧化l金屬離子金屬離子：鎂離子可被銅、鋅、鐵等取代9（綠色，水溶性）脫植葉綠素（綠色，水溶性）脫植葉

5、綠素 -植醇植醇 葉綠素葉綠素（綠色，脂溶性）（綠色，脂溶性） 葉綠素酶葉綠素酶 -Mg2+ 酸酸/熱熱 -Mg2+ 酸酸/熱熱 脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性） 脫鎂葉綠素（橄欖綠脫鎂葉綠素（橄欖綠 ，脂溶性），脂溶性） -COCH3 熱熱 -COCH3 熱熱 焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性） 焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性） 2. 葉綠素的降解與色變葉綠素的降解與色變103. 影響葉綠素穩定性的因素影響葉綠素穩定性的因素l葉綠素酶葉綠素酶l光、氧光、氧l酸、熱酸、熱l金屬離子金屬離子114. 果蔬護綠技

6、術果蔬護綠技術 a 中和酸而護綠：采用堿性鈣鹽或氫氧化鎂使葉綠中和酸而護綠：采用堿性鈣鹽或氫氧化鎂使葉綠素分子中的鎂離子不被氫置換，但經貯藏仍變成褐色。素分子中的鎂離子不被氫置換，但經貯藏仍變成褐色。 b 高溫高溫瞬瞬時時處理處理：用高溫短時滅菌：用高溫短時滅菌(HTST)加工蔬菜加工蔬菜，比普通加工方法使蔬菜受到的化學破壞小。，比普通加工方法使蔬菜受到的化學破壞小。 c 綠色再生：在商業上，目前還采用含鋅或銅鹽的綠色再生：在商業上，目前還采用含鋅或銅鹽的熱燙液處理蔬菜加工罐頭。熱燙液處理蔬菜加工罐頭。 d 水分活度很低時有利于護色，脫水蔬菜能長期保水分活度很低時有利于護色，脫水蔬菜能長期保色

7、。色。 e 多種技術聯合應用多種技術聯合應用12二二. 血紅素血紅素(Heme )血紅素血紅素（Heme) 亞鐵卟啉亞鐵卟啉化合物化合物 血紅素血紅素4個吡咯環的中央有個吡咯環的中央有 1個個鐵原子，構成復合物鐵原子，構成復合物肌紅蛋白（肌紅蛋白（Myoglobin，Mb）珠蛋白珠蛋白MW=16,800153個個AA血紅素的結構血紅素的結構1. 結構結構13肌紅蛋白結構簡圖肌紅蛋白結構簡圖肌紅蛋白結構：肌紅蛋白結構：血紅素中的鐵在卟啉環平面的血紅素中的鐵在卟啉環平面的上下方與配位體進行配位，達上下方與配位體進行配位，達到配位數為六的化合物。到配位數為六的化合物。 血紅蛋白血紅蛋白（Hemogl

8、obin)和肌紅和肌紅蛋白蛋白(Myoglobin)是動物肌肉的是動物肌肉的主要色素蛋白質。主要色素蛋白質。14（1）氧合作用）氧合作用：血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結合，而亞鐵原子不被氧化，這種作用被稱為氧鍵結合，而亞鐵原子不被氧化，這種作用被稱為氧合作用。合作用。（2）氧化作用）氧化作用：血紅素中的亞鐵與氧發生氧化還原血紅素中的亞鐵與氧發生氧化還原反應，生成反應，生成高鐵血紅素高鐵血紅素的作用的作用2. 性質性質15+FeFeFe+O2NNNNNNNNH2ONNNNOH 珠蛋白珠蛋白珠蛋白珠蛋白珠蛋白珠蛋白 氧合肌紅蛋白氧合肌紅蛋白 （oxymyoglob

9、in） 鮮紅色鮮紅色 肌紅蛋白肌紅蛋白（myoglobin） 紅紫色紅紫色 高鐵肌紅蛋白高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin） 褐色褐色l 新鮮肉中存在三種狀態的血紅素化合物：肌紅蛋白（新鮮肉中存在三種狀態的血紅素化合物：肌紅蛋白（MbMb）、）、氧合肌紅蛋白（氧合肌紅蛋白（MbOMbO2 2）和高鐵肌紅蛋白（）和高鐵肌紅蛋白（MMbMMb）l 能夠互相轉化，使鮮肉呈現不同的色澤。能夠互相轉化，使鮮肉呈現不同的色澤。16 氧分壓對三種肌紅蛋白的影響氧分壓對三種肌紅蛋白的影響 ( (引自引自W.H.Freeman,San Francisco.)W.H.Freeman,San Francisco

10、.)低氧壓時低氧壓時（120mm汞柱汞柱)主要為氧化作用，主要為氧化作用，有利于有利于形成形成Mb和和MMb；高氧壓時高氧壓時主要為氧合作用主要為氧合作用，有利于，有利于形成亮紅色的形成亮紅色的MbO2 17 Mb NO NO-Mb（亞硝酰基肌紅蛋白）（亞硝酰基肌紅蛋白） 加熱加熱 亞硝酰基肌色原亞硝酰基肌色原(紫紅色紫紅色) (鮮桃紅鮮桃紅) (鮮桃紅鮮桃紅) 還原劑還原劑 MMb NO2- NOMMb（亞硝酰基高鐵肌紅蛋白）（亞硝酰基高鐵肌紅蛋白） (褐色褐色) (深紅深紅) NOMb、NOMMb和和亞硝酰基肌色原亞硝酰基肌色原統稱為統稱為腌肉色素腌肉色素。 其顏色更加鮮艷，性質更加穩定（

11、對熱、氧其顏色更加鮮艷，性質更加穩定（對熱、氧)。 3. 腌肉色素腌肉色素18鮮肉和腌肉制品中血紅色素的反應鮮肉和腌肉制品中血紅色素的反應 19 MNO2(亞硝酸鹽亞硝酸鹽)的作用的作用： （1）發色）發色 （2）抑菌）抑菌 （3）產生腌肉制品特有的風味）產生腌肉制品特有的風味 過量使用安全性不好，在食品中導致亞硝胺生成；過量使用安全性不好，在食品中導致亞硝胺生成；肉色變綠。肉色變綠。 20（1 1）高氧壓護色）高氧壓護色( (形成氧合肌紅蛋白，呈色作用，鮮肉形成氧合肌紅蛋白，呈色作用，鮮肉) )。（2 2）采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。）采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。（3 3）采

12、用）采用100%CO100%CO2 2條件，若配合使用除氧劑，效果更好。條件，若配合使用除氧劑，效果更好。（4 4）腌肉制品的護色一般采用避光、除氧。）腌肉制品的護色一般采用避光、除氧。4. 肉及肉制品的護色肉及肉制品的護色21 血紅素在強烈氧化后會變成綠色，反應發生血紅素在強烈氧化后會變成綠色，反應發生在在 -亞甲基上，有三種情況亞甲基上，有三種情況:5.5.肉色變綠肉色變綠A. 由于一些細菌活動產生的由于一些細菌活動產生的H2O2可直接氧化可直接氧化 -亞甲基。亞甲基。（HOMb，羥基卟啉肌綠蛋白），羥基卟啉肌綠蛋白）B. 由于細菌活動產生的由于細菌活動產生的H2S等硫化物，在氧或等硫化物

13、，在氧或H2O2存存在下，可直接加在在下，可直接加在 -亞甲基上。亞甲基上。 （SMb，巰基卟啉肌綠蛋白），巰基卟啉肌綠蛋白）C. 由于由于MNO2過量引起。過量引起。 (NMb，硝基卟啉肌綠蛋白，硝基卟啉肌綠蛋白) 22 天然色素的特性天然色素的特性色素色素種類種類顏色顏色來源來源溶解性溶解性穩穩 定定 性性花色素苷花色素苷150橙、紅、藍橙、紅、藍色色植物植物水溶性水溶性對對pH、金屬敏感，、金屬敏感，熱穩定性不好熱穩定性不好類黃酮類黃酮1000無色、黃色無色、黃色大多數植物大多數植物水溶性水溶性對熱十分穩定對熱十分穩定原花色素苷原花色素苷20無色無色植物植物水溶性水溶性對熱較穩定對熱較穩

14、定單寧單寧20無色、黃色無色、黃色植物植物水溶性水溶性對熱穩定對熱穩定甜菜苷甜菜苷70黃、紅黃、紅植物植物水溶性水溶性熱敏感熱敏感醌醌200黃至棕黑色黃至棕黑色植物、細菌、植物、細菌、藻類藻類水溶性水溶性對熱穩定對熱穩定類胡蘿卜素類胡蘿卜素450無色、黃、無色、黃、紅紅植物、動物植物、動物脂溶性脂溶性對熱穩定、易氧化對熱穩定、易氧化葉綠素葉綠素25綠、褐色綠、褐色植物植物有機溶劑有機溶劑對熱敏感對熱敏感血紅素血紅素6紅、褐色紅、褐色動物動物水溶性水溶性對熱敏感對熱敏感核黃素核黃素1綠黃色綠黃色植物植物水溶性水溶性對熱和對熱和pH均穩定均穩定23第三節第三節 食用著色劑簡介食用著色劑簡介一一 .

15、 天然色素天然色素(natural pigment)1 1、胭脂蟲色素、胭脂蟲色素（carminic acid）胭脂紅酸是一種蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂蟲胭脂紅酸是一種蒽醌色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂蟲(cochineal)。HOOCOOHOHCH(CHOH)4CH3OHOCH3HO24l 胭脂紅酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不胭脂紅酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解。溶解。l 胭脂紅酸的顏色隨胭脂紅酸的顏色隨pHpH改變而不同，改變而不同，pH4pH4以下顯黃色，以下顯黃色，pH4pH4時呈橙色，時呈橙色，pH6pH6時呈現紅色，時呈現紅色，pH8pH8時

16、變為紫色。時變為紫色。l 胭脂紅酸與鐵等金屬離子形成復合物亦會改變顏色。胭脂紅酸與鐵等金屬離子形成復合物亦會改變顏色。l 胭脂紅酸對熱、光和微生物都具有很好的耐受性，尤胭脂紅酸對熱、光和微生物都具有很好的耐受性，尤其在酸性其在酸性pHpH范圍，但染著力很弱，一般作為飲料著色劑，范圍，但染著力很弱，一般作為飲料著色劑，用量約為用量約為0.005%0.005%。25OHROHOHHOOCHOOCHOOO紫膠紅酸紫膠紅酸A A，B B，C C，E EA A：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHCOCHNHCOCH3 3 （N-N-乙酰乙胺基）乙酰乙胺基）B B：R= -CHR= -CH2

17、 2CHCH2 2OHOH（乙醇基）（乙醇基）C C：R= -R= -氨基丙酸基氨基丙酸基E E：R= -CHR= -CH2 2CHCH2 2NHNH2 2（乙胺基）（乙胺基） OOHOHOOCOHOHOHCH3紫膠紅酸紫膠紅酸D2.2.紫膠蟲色素紫膠蟲色素(laccaic acid)26 紫膠蟲紫膠蟲(Coceus lacceae) 體內分泌物紫膠中含有體內分泌物紫膠中含有五種五種蒽醌類蒽醌類色素，稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。色素，稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。 紫膠紅酸蒽醌結構中的苯酚環上羥基對位取代不紫膠紅酸蒽醌結構中的苯酚環上羥基對位取代不同，分別稱為紫膠紅酸同，分別稱為紫膠紅酸A A、

18、B B、C C、D D、E E。 紫膠紅酸與胭脂紅酸性質相類似，在不同紫膠紅酸與胭脂紅酸性質相類似，在不同pHpH值時值時顯不同顏色，即在顯不同顏色，即在pHpH4 4，和，和pH=4pH=4，6 6和和8 8時，分別呈時，分別呈現黃、橙、紅和紫色。現黃、橙、紅和紫色。 27 紅曲色素紅曲色素（monascin）為紅曲菌為紅曲菌(Monascus sp.)產產生的色素，為混合物，屬于生的色素，為混合物，屬于氧茚并類氧茚并類化合物。化合物。 紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶劑。醚等溶劑。 紅曲色素可具有較強的耐光、耐熱等優點，并且對紅

19、曲色素可具有較強的耐光、耐熱等優點，并且對一些化學物質有較好的耐受性。一些化學物質有較好的耐受性。 紅曲色素是我國食品衛生法規定允許使用的食用色紅曲色素是我國食品衛生法規定允許使用的食用色素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等的著色。的著色。3.3.紅曲色素紅曲色素（monascin）28 姜黃色素姜黃色素(curcumin或或turmeric yellow) 主要成分為姜黃主要成分為姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。 姜黃色素不溶于水，溶于醇或醚，顯鮮艷黃色，在堿性姜黃色素不溶于水，溶于醇或醚，顯

20、鮮艷黃色，在堿性溶液中呈紅色，經酸中和后仍恢復原來的黃色。溶液中呈紅色，經酸中和后仍恢復原來的黃色。 著色性（特別是對蛋白質）較強，不易被還原。著色性（特別是對蛋白質）較強，不易被還原。 對光、熱穩定性較差，易與鐵離子結合而變色。對光、熱穩定性較差，易與鐵離子結合而變色。 一般用于咖喱粉和蔬菜加工產品等著色和增香。一般用于咖喱粉和蔬菜加工產品等著色和增香。4.4.姜黃色素姜黃色素(curcumin)29 焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫水焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫水生成的復雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳統使用生成的復雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳統使用的色素之

21、一。的色素之一。 我國已經明確規定：我國已經明確規定： 加銨鹽制成的焦糖色加銨鹽制成的焦糖色素因毒性問題不允許使用素因毒性問題不允許使用 非氨法生產的焦糖色素可用于罐頭、糖果和飲料等。非氨法生產的焦糖色素可用于罐頭、糖果和飲料等。 5.5.焦糖色素焦糖色素30l 人工人工合成色素合成色素：以煤焦油以煤焦油(coal tar)為原料合成為原料合成的食用色素。的食用色素。l偶氮和非偶氮類化合物偶氮和非偶氮類化合物lGB2760-1996食品添加劑使用衛生標準規定食品添加劑使用衛生標準規定允許使用的人工合成色素主要有：允許使用的人工合成色素主要有：莧菜紅，胭脂紅，莧菜紅，胭脂紅，赤蘚紅，赤蘚紅，檸檬

22、黃，檸檬黃，日落黃，日落黃，靛藍靛藍， 亮藍亮藍，新紅新紅。二二 .人工合成色素人工合成色素(artificial colorant)31 偶氮磺酸型水溶性紅色色素。偶氮磺酸型水溶性紅色色素。 對光、熱和鹽類較穩定，且耐酸性好，但在堿對光、熱和鹽類較穩定，且耐酸性好，但在堿性條件下容易變為暗紅色。性條件下容易變為暗紅色。 對氧化還原作用較為敏感。對氧化還原作用較為敏感。 能使受試動物致癌致畸。能使受試動物致癌致畸。 莧菜紅在食品中的最大允許用量為莧菜紅在食品中的最大允許用量為50mg/kg。 主要限用于糖果、汽水和果子露等種類。主要限用于糖果、汽水和果子露等種類。1. 莧菜紅莧菜紅（amara

23、nth）32 胭脂紅胭脂紅(ponceau 4R) 是莧菜紅的異構體。是莧菜紅的異構體。 為紅色水溶性色素。為紅色水溶性色素。 對光和酸較穩定，但對高溫和還原劑的耐受性很差，對光和酸較穩定，但對高溫和還原劑的耐受性很差，能被細菌所分解，遇堿變成褐色。能被細菌所分解，遇堿變成褐色。 最大允許用量為最大允許用量為50mg/kg50mg/kg食品食品 主要用于飲料、配制酒、糖果等。主要用于飲料、配制酒、糖果等。 2 2. .胭脂紅胭脂紅 (ponceau)33 為紅色水溶性色素。為紅色水溶性色素。 對對堿、熱、氧化還原劑堿、熱、氧化還原劑穩定，穩定，染著力強，染著力強，但但耐酸耐酸和還和還耐光耐光性

24、性差。不易吸收，不參與代謝，故被認為安全性較高差。不易吸收，不參與代謝，故被認為安全性較高。 最大允許用量為最大允許用量為50mg/kg50mg/kg食品食品 主要用于飲料、配制酒、糖果主要用于飲料、配制酒、糖果、焙烤食品、焙烤食品等。等。 3 3. .赤蘚赤蘚紅紅 (erythrosine)34 日落黃（日落黃（sunset yellow FCF）的呈橘黃色）的呈橘黃色 ，易溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。易溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。 耐光、耐酸、耐熱，在酒石酸和檸檬酸中穩耐光、耐酸、耐熱，在酒石酸和檸檬酸中穩定，遇堿變紅褐色。定，遇堿變紅褐色。 ADIADI為為0 0 2

25、.5mg/kg2.5mg/kg體重。體重。 可用于飲料、配制酒、糖果等，最大允許使可用于飲料、配制酒、糖果等，最大允許使用量為用量為100mg/kg100mg/kg食品。食品。4.日落黃日落黃(sunset yellow )35 檸檬黃即食用黃色檸檬黃即食用黃色5 5號號l 水溶性色素水溶性色素l 對熱、酸、光及鹽均穩定對熱、酸、光及鹽均穩定l 耐氧性差耐氧性差l 遇堿變紅色，還原時褪色遇堿變紅色，還原時褪色l 人體每日允許攝入量（人體每日允許攝入量（ADIADI）7.5mg/kg7.5mg/kg體重體重l 最大允許使用量為最大允許使用量為100mg/kg100mg/kg食品食品5 5. .檸檬黃檸檬黃(tartrazine)36 靛藍是世界上使用最廣泛的