第七章色教學目的與要了解食用色素的定義、分類及特點；合成色素的性質及適用范圍。掌握食品中天然色素如卟啉類、類胡蘿卜素類、多酚類、其他類色素的結構和性質以及在中的應用。重點掌握血紅素、葉綠素、類胡蘿卜素、花色苷類、類黃酮等天然色素在中發生的各種變化。一、概

第一節引可見光色素：植物或動物細胞與組織內的天然有色物質。只能吸收和反射可見光波進而使食品呈：指能在其它東西上染色的物質。用于食品級劑：某些機構的批準方可使用。例如由FDA負責審核批準，稱之為的劑，授予FD＆C號，意味著可用于食品、藥物與化妝沉淀色料：由和基質構成的，可分散于油相。通過吸附、共沉淀或化學反應結合，整系包括水溶性基本以及的不溶性基質，目前只有氧化鋁被獲準作為基質使用。二、食品天然色素的分顏色是食品的重要品質之包括固有的天然色素、中成分轉化主要的食品色素都是有機具有發色團或助色常見的發色團是由多個-C=C-雙鍵構成的共軛體系，其中還可能會有幾個-C=O、-N-N-、-N=O或-C=S等雜原子的與發色團相連接的-OH、-OR、-NH2、-NR-SH、-CI、-Br等官能團可使色素的吸收光向長波方向移動，被稱為助色團。不同色素的顏色差異和色素的變色主要是由發根據來源分類動物肌肉中的色植物色素：包括葉綠素、類胡蘿卜素、黃酮類微生物色根據溶解性分：脂溶性和水溶性根據結構分吡咯類色素（葉綠素、血紅素等多烯類（類胡籮卜素酚類（花青素、兒茶素、花黃素等醌酮類（紅曲色素、姜黃素、蟲膠色素等其天然色素一般對光、熱、pH、氧氣等敏感，它們的變化會導致食品在加工中變色或合成色素顏色鮮艷穩定，但安全性較差三、應和貯藏中，常常遇到食品色澤的變如蘋果切開后褐變綠色蔬菜烹調后變為褐綠色生肉儲放中失去新鮮的紅色變褐第二節食品中的天然色一、血紅素化合物（Heme鐵卟啉衍生物，可溶于水，主要存在于動物肌肉和血液中。肌肉的紅色主要來自于肌紅蛋白(70～80％)和血紅蛋白(20～30％)。血液中血紅素主要以血紅蛋白的形式存魚類毛細血管少，白色是魚肉的特肌肉組織尚有少量其他色素，細胞色素，酶和維生素B12等。肌紅蛋白和血紅蛋是一類卟啉類化合物，卟啉中心有一鐵原子與4個氮原子配位肌紅蛋白（Mb）是球蛋白，蛋白質部分是一條多肽鏈，MW=16,800、含有153個AA93化學與顏色——氧化反鐵可能是Fe2+（還原態）、Fe3+（氧化態分子態氧與肌紅蛋白鍵合成為氧合肌紅蛋白（MbO2) 生成高鐵肌紅蛋白（MMb第八章色 第二節天然色NN球prNN球prNN氧合反氧化反NNN球prN鮮紅 紫紅 褐三種不同色澤肌紅蛋白的相互氧氣分壓對三種肌紅蛋白的色的MbO2；低氧氣分壓有利于形成Mb 血球蛋白的存在能降低氧化速pH低時氧化反應進行較痕量元素特別是銅會促進自動氧與Mb相比，MbO2自動氧化的速度較化學和顏色——變色反肉時，肌紅蛋白變綠的原因過氧化氫可與血紅素中的Fe2+和Fe3+反應生成細菌繁殖產生的硫化氫在有氧氣存在時能與肌在腌制開始時，如果含有較多的亞硝酸鹽，肌紅蛋白立刻被氧化為硝酸肌紅蛋白（NMb）。在還原劑存在下受熱時NMb轉化為綠色的硝化氯化血紅素。腌制肉的色硝酸鹽或亞硝酸鹽作發色劑，使肉中的色素轉變為氧化氮肌紅蛋白、氧化氮高鐵肌紅蛋白、氧化氮基色原，這三種色素都結合著氧化氮。 肌紅蛋白（腌制中）經一系列變化最后生成穩定的亞硝?；〖t蛋白（紫紅色，不受熱）。受熱后生成亞硝基血色原，其中的珠蛋白已變性。第八章色 第二節天然色腌肉制品發色（鮮紅色）亞硝基肌色氧化氮肌氧化氮肌紅蛋腌腌肉制品中的發色反在無氧狀態下，亞硝?；〖t蛋白相當穩定，但對光敏感（被氧化為褐色），在有還原劑（抗壞血酸或巰基化合物（發色劑））存在時亞硝酸鹽將被還原為一氧化氮，迅速生成亞硝?；〖t蛋白。綠綠綠綠綠肉和肉制品措施真空包裝除氧包裝高氧分壓保護氣調或氣控技術腌肉中的護色主要是避光和除氧二、葉綠素（－）葉綠素的結原指與光合作用有關的綠素?，F在延伸至結構特征分子由脫鎂葉綠素母環、葉綠酸、葉綠醇（或稱植醇）、甲醇、二價鎂離子等部分組成。食品中的葉綠素，常為脫鎂、脫植醇后的產物與銅、鋅或鐵離子結合形質穩定，水溶性較好。 為黃綠色。均不溶于水，溶于、乙 葉綠素a：一個與鎂鰲合的四吡咯結構，它的1，葉綠素b：3位是基而不是甲基，其他同葉RR葉綠素a、b及植醇結構chla：600～700nm（紅光）、chlb：400～在乙醚中：chla：660.5nm和642nm（紅光）chlb：428.5nm和452.5nm（藍光）在高等植物中，葉綠素（二）葉綠素的酶促反葉綠素酶（是酯酶的一種）是唯一能使葉綠素降解的酶，催化葉綠素中植醇酯鍵的水解，使植醇從葉綠素及脫鎂葉綠素上脫落。最適溫度60～82.2℃。80℃以上其活性下降100℃完全失活。在菠菜中發現生長30天的織脫植醇最快?？磮D8-63030第八章色葉綠素及其在酶、酸、熱作用下的衍生 熱與酸的作凡帶鎂的葉綠素衍生物都是綠色的，脫鎂葉綠素是橄欖褐色在有足夠的鋅或銅存在時，可以生成綠色的定，是理想的食品劑。在加熱中，由于酸的作用，葉綠素發生脫鎂反應，生成脫鎂葉綠素，并進一步生成焦脫鎂葉綠素，食品的綠色顯著向橄欖綠色到褐色轉變，并且在水中是不可逆的。pH會影響葉綠素的降在堿性條件下（pH9.0），對熱非常穩定；在pH3.0的酸性條件下低葉綠素脫鎂反應的速綠色蔬萊在加工前用石灰水或Mg(OH)2提光和氧氣作用（導致葉綠素不可逆的褪色葉綠素受光輻照時會發生光敏氧化，在有氧時能生成1O和OH。這些物質進一步使開環的四吡咯氧化，生成過氧化物與的游離基，最終造成卟啉環與吡咯鏈分解，使葉綠素變為無色。第八章色 第二節天然色（三）護綠技①中和酸而護氫氧化鈉或氫氧化鈣即可提高pH，又有一定的保脆作用，但兩個月后，罐藏蔬菜的綠色仍會失去。第八章色 第二節天然色②高溫瞬時殺③綠色再 加入鋅離子，并控制p0，在高于進行熱處理。④其他方 時避光、除氧可防止光氧化退色三、類胡蘿卜素化合（又稱多烯色素自然界中最豐紅色、黃色和橙色水果及根用作物和蔬菜富含類胡蘿卜素?？梢源銣缬晒庹蘸陀诳諝庵挟a生的活潑氧天然或合成的β-胡蘿卜素都可作劑胡蘿卜素有個紫羅酮（視黃醇）環狀結構，是最有效的維生素原。維生素A活性取決于是否有視黃醇結構（－）類胡蘿卜分為兩類烴類胡蘿卜素（被稱為胡蘿卜素類氧合類胡蘿卜素（被稱為葉黃素類）含氧胡蘿卜素可溶于甲醇和乙醇，而不含氧的只在甲醇、乙醇中微溶，易溶于石油醚。類胡蘿卜目前有四種物質即α、、胡蘿卜素和番茄紅素他們都是含40個碳得多烯四最基本的組成單元是異戊間二烯（共軛多烯結構），通過共價鍵頭尾或尾尾相連產生很多對稱結構。胡蘿卜素類為典型的脂溶性色素，易溶于石油醚、乙醚，難溶于甲醇和乙醇。他們是結構很相近的化合物，其化學性質也是維生素A原。β-胡蘿卜素能產生2分子的Va原。天然類胡蘿卜素大多數可看作是番茄紅素的衍生物。胡蘿卜、甘薯、蛋黃、牛奶中含的α、、-胡蘿卜素高。番茄紅素是番茄的主要色素，也廣泛存在于西瓜、南瓜、柑橘、杏和桃等水果中。葉黃素是胡蘿卜素類的含氧衍生物（共軛多烯的氧化物）隨著含氧量的增加（或羥基和羰基的增加其脂溶性下降，在甲醇和乙醇中很好溶解，而難溶于乙醚、石油醚。葉黃素類的顏色為黃色或橙黃色，少數為紅色，如與蛋白質相結合，顏色可能發生改變。有很多衍生物，常見的取代基有羥基、環氧基、醛基和酮基等含氧基團。葉黃素類在加工中遇到光照、氧化、中性或酸性條件下加熱，會發生異構化和氧化降解反應，緩慢地使食品發生退色或褐變。如蝦黃素在鮮龍蝦殼中與蛋白質配合形成藍色，煮熟后蝦黃素被氧化為磚紅色的蝦紅素。般，被氧化后會褪色。因酸、加熱或光照而異具有的顏色從黃到紅，檢測的波長范圍一般430～480nm（二）化學性由于類胡蘿卜素特殊的結構（多烯，全反），得其容易發生異構化和氧化降解反應。在加熱、酸或光的作用下，類胡蘿卜素可發生異構化反應，部分雙鍵的構型由反式變為順式，導致其吸收波長發生移動。（生物活性當然發生大的變化）類胡蘿卜素容易發生氧化反應一般氧化總是從兩端的不飽和環上開始，環上雙鍵接受氧形成環氧衍生物，然后此環氧衍生物分解造成環狀結構遭到破壞并形成羰基。進一步的氧化可在任何一個雙鍵上進行，形成可能的四元環過氧化物，然后裂分生成分子量較小的多種含氧化合物。在此情況下，顏色將完全在的一般條件下，類胡蘿卜素并不發生嚴重的降解反應，特別是含水量較大的情況下，有足夠的穩定性。氧化促進因子：金屬離子和亞硫酸鹽；脂肪氧合酶；氧氣分壓高——氧化強化劑；氧氣分壓低——抑制脂質的過氧（三）商品類胡蘿卜素大多數是人工合成產物，常用于人造黃油及油脂食品的。用環糊精制成胡蘿卜素微膠囊分散體系，可用于生產飲料等食品。四、花色苷是植物界分布最廣的一類色素有各種顏色，如藍、紫、紅、橙等（－）花色苷結花色苷是黃酮的一種，有CC6碳的骨架結構。都具有2苯基苯并吡喃陽離子結構。其顏色主要取決于A環和B環的結構花色苷在自然狀態下以糖苷形式存在成苷位置大多在C3和C5位上，C7也能成苷花色苷的糖基（五種）：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和糖。配基上的羥基可以與有機酸形成酯，如阿魏酸、咖啡酸、丙二酸、對羥基苯甲酸、對香豆酸和乙酸等。花色苷水解失去糖基后的配體稱為花色素或花青素（anthocyanidin，水溶性下降。（二）花色苷的顏色與穩定一般情況下，花色苷類色素在酸性溶液中呈色效果最好。水解越快越不穩定飛燕草色素配基較多，則食品的顏色不穩定；糖基化能增加花色苷的穩定性

查爾酮式結無花色素的不飽和性使得對氧比較敏感。如防止果汁變色，要盡量裝滿；采用充氮。果汁中花色苷和抗壞血酸會同時由于抗壞血酸氧化時產生的過氧化氫誘導了花色苷的降解。銅能加速抗壞血酸的氧化，最終使果汁變成棕褐色。光光照通常會加速花色苷的降解高濃度的糖有利于花色苷的穩定，因為高濃度糖可降低水分活度低濃度的糖會加速花色苷降與溫度和氧（加速反應）有金屬離子的影采用涂料金屬罐保護罐裝果蔬原有顏色花色苷的相鄰羥基可以螯合多價的金屬離子，使花色苷的顏色由紅轉變成紫某些金屬離子亦會造成果汁等變色。梨、桃、荔枝等水果會產生粉紅色。原因在酸性條件下熱誘導花色素轉變成花色苷，再與金屬離子形成絡合物。二氧化硫的影漂白時生成了一種無色的物質，造成可逆或不可逆地退色或變色。為防止細菌，用500～2000mg／kg二氧化硫水溶液處理水果，水果在時退色，但再用水后，顏色能恢復。原因是SO2作用于C4上生成了一種無色的物質少量的SO2可迅速使很多的花色苷失色五、類黃酮化合結構和性質上和花色苷相。但也有明顯的已知的黃酮化合物有800多種類黃酮類化合物在水中的溶解度較大一些常見類黃酮化合物的結構（一）結構與分黃酮醇：茨非醇、皮酮、楊梅黃酮都具有黃（二）化學性能與多種糖形成糖苷。取代基常見在7、5、4’3’，7位的羥基酸性最強天然的黃酮類化合物具有豐富的色澤與不飽和性和羥基助色團相關能和金屬離子形成螯合物，常使食品帶有顏色罐頭蘆筍帶上綠黑色（槲皮素3鼠李糖苷與3+絡合）抗氧化性和形成風味（尤其產生苦味）加工與貯藏時的變類黃酮與l3+、2+、3+、n+等金屬離子可以形成絡合物，而使顏色變深而發生變化。加工條件中使上升，無色的黃烷酮或黃烷酮醇可變為有色的查耳酮類。發生酶促褐變的中間生成物可氧化類黃酮而產生褐色物質。六、單單寧也為多酚類化合物，包括可水解型（酸葡萄糖酯）和縮合型（原花色素）兩類。常呈白中帶黃或淡褐色，有澀味單寧可與蛋白質、果膠和多種生物堿或多價金屬離子結合形成有色不溶性沉淀，可在加熱、氧化或遇到醛類條件下縮合而消除澀味。（一）結

七、甜菜色素與含花色苷的顏色相似分為甜菜色苷（紅色）、甜菜黃質（黃色）水溶性的，顏色不受pH影響結構通式見圖814（1），是1，2，4，7，7-五取代的，二偶氮庚甲堿（二）化學性1、熱與在溫和的堿性條件下，甜菜紅素分解為甜菜醛氨酸（與環多巴葡萄糖苷(D。在酸性條件下加熱也會產生以上兩種化合是可逆反應，可以重新生成甜菜紅素最穩定的pH為4.0-無水環境下非常穩2、氧和光氧會加速甜菜紅素退色。無氧時甜菜色苷穩定性增加。光照會加速甜菜紅素的氧化反應抗壞血酸或異抗壞血酸可增加其穩定性銅離子和鐵離子會催化抗壞血酸的氧化，不影響抗壞血酸對甜菜紅素的保護作用若有EDTA或檸檬酸存在，甜菜紅素更加穩