PigmentsandColorants第六章色素和著色劑1第一節(jié)概述1.食品質(zhì)量與顏色判斷食品質(zhì)量的重要指標(biāo)影響食欲影響食用者對風(fēng)味的感覺2.食品中顏色的來源原有的添加的產(chǎn)生的23.食品著色劑與食品質(zhì)量合成色素顏色鮮艷穩(wěn)定，但一般具有不同程度毒性，甚至有致癌物質(zhì)。人工色素對孩子的危害程度等同于含鉛汽油，除了會導(dǎo)致多動(dòng)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(yán)重時(shí)會令其IQ值下降5.5分。34.食品中色素的分類（1）根據(jù)來源分類：植物色素動(dòng)物色素微生物色素（2）根據(jù)色澤分類：紅紫色系列黃橙色系列藍(lán)綠色系列（4）根據(jù)溶解性質(zhì)分類水溶性色素脂溶性色素（3）根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：四吡咯衍生物類色素異戊二烯衍生物類色素多酚類色素酮類衍生物色素醌類衍生物色素4一.葉綠素（chlorophylls）（一）葉綠素的結(jié)構(gòu)卟吩：四吡咯骨架卟啉：卟吩上有取代基脫鎂葉綠素母環(huán)：9位碳與10位碳成環(huán)的卟啉脫鎂葉綠環(huán)：不含鎂，7位被一個(gè)長碳鏈醇（植醇或法呢醇）酯化第二節(jié)食品中原有的色素葉綠素a、b葉綠素a：與鎂螫合的四吡咯結(jié)構(gòu)1，3，5和8位上有甲基取代2位乙烯基取代4位乙基取代7位的丙酸與植醇酯化羰基位于9位甲氧甲酰基位于10位葉綠素b：3位是甲酰基51.物理性質(zhì)易溶于乙醇、乙醚、苯和丙酮等，不溶于水，純品微溶于石油醚脫植基葉綠素、脫鎂葉綠素甲酯一酸，易溶于水，不溶于脂（二）葉綠素的性質(zhì)62.化學(xué)性質(zhì)對酸堿光熱不穩(wěn)定酸性條件下：鎂被氫原子取代→脫鎂葉綠素（暗橄欖綠色）堿性條件下：水解→脫植基葉綠素（鮮綠色，易溶于水）在葉綠素酶作用下，脫鎂、脫植醇10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(zhì)7熱處理，葉綠素轉(zhuǎn)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(wěn)定）光照引起葉綠素光敏氧化金屬離子：鎂離子可被銅、鋅、鐵等取代8（綠色，水溶性）脫植葉綠素-植醇

葉綠素（綠色，脂溶性）葉綠素酶

-Mg2+

酸/熱-Mg2+

酸/熱

脫鎂脫植葉綠素（橄欖綠，水溶性）脫鎂葉綠素（橄欖綠，脂溶性）

-COCH3

熱

-COCH3

熱

焦脫鎂脫植葉綠素（褐色，水溶性）焦脫鎂葉綠素（褐色，脂溶性）

2.葉綠素的降解與色變93.影響葉綠素穩(wěn)定性的因素葉綠素酶光、氧酸、熱金屬離子104.果蔬護(hù)綠技術(shù)

a

中和酸而護(hù)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(jīng)貯藏仍變成褐色。b

高溫瞬時(shí)處理：用高溫短時(shí)滅菌(HTST)加工蔬菜，比普通加工方法使蔬菜受到的化學(xué)破壞小。c

綠色再生：在商業(yè)上，目前還采用含鋅或銅鹽的熱燙液處理蔬菜加工罐頭。d

水分活度很低時(shí)有利于護(hù)色，脫水蔬菜能長期保色。e多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用11二.血紅素(Heme)血紅素（Heme)亞鐵卟啉化合物血紅素4個(gè)吡咯環(huán)的中央有1個(gè)鐵原子，構(gòu)成復(fù)合物肌紅蛋白（Myoglobin，Mb）珠蛋白MW=16,800153個(gè)AA血紅素的結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)12肌紅蛋白結(jié)構(gòu)簡圖肌紅蛋白結(jié)構(gòu)：血紅素中的鐵在卟啉環(huán)平面的上下方與配位體進(jìn)行配位，達(dá)到配位數(shù)為六的化合物。

血紅蛋白（Hemoglobin)和肌紅蛋白(Myoglobin)是動(dòng)物肌肉的主要色素蛋白質(zhì)。13（1）氧合作用：血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結(jié)合，而亞鐵原子不被氧化，這種作用被稱為氧合作用。（2）氧化作用：血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成高鐵血紅素的作用2.性質(zhì)14

珠蛋白珠蛋白珠蛋白

氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin）鮮紅色

肌紅蛋白（myoglobin）紅紫色

高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin）褐色新鮮肉中存在三種狀態(tài)的血紅素化合物：肌紅蛋白（Mb）、氧合肌紅蛋白（MbO2）和高鐵肌紅蛋白（MMb）能夠互相轉(zhuǎn)化，使鮮肉呈現(xiàn)不同的色澤。15

氧分壓對三種肌紅蛋白的影響

(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧壓時(shí)（1~20mm汞柱)主要為氧化作用，有利于形成Mb和MMb；高氧壓時(shí)主要為氧合作用，有利于形成亮紅色的MbO2

16

MbNONO-Mb（亞硝酰基肌紅蛋白）加熱亞硝酰基肌色原(紫紅色)(鮮桃紅)(鮮桃紅)

還原劑

MMbNO2-

NOMMb（亞硝酰基高鐵肌紅蛋白）

(褐色)(深紅)

NOMb、NOMMb和亞硝酰基肌色原統(tǒng)稱為腌肉色素。其顏色更加鮮艷，性質(zhì)更加穩(wěn)定（對熱、氧)。

3.腌肉色素17鮮肉和腌肉制品中血紅色素的反應(yīng)18

MNO2(亞硝酸鹽)的作用：

（1）發(fā)色（2）抑菌（3）產(chǎn)生腌肉制品特有的風(fēng)味過量使用安全性不好，在食品中導(dǎo)致亞硝胺生成；肉色變綠。

19（1）高氧壓護(hù)色(形成氧合肌紅蛋白，呈色作用，鮮肉)。（2）采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。（3）采用100%CO2條件，若配合使用除氧劑，效果更好。（4）腌肉制品的護(hù)色一般采用避光、除氧。4.肉及肉制品的護(hù)色20血紅素在強(qiáng)烈氧化后會變成綠色，反應(yīng)發(fā)生在-亞甲基上，有三種情況:5.肉色變綠A.由于一些細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的H2O2可直接氧化-亞甲基。（HOMb，羥基卟啉肌綠蛋白）B.由于細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的H2S等硫化物，在氧或H2O2存在下，可直接加在-亞甲基上。（SMb，巰基卟啉肌綠蛋白）C.由于MNO2過量引起。(NMb，硝基卟啉肌綠蛋白)

21

天然色素的特性色素種類顏色來源溶解性穩(wěn)定性花色素苷150橙、紅、藍(lán)色植物水溶性對pH、金屬敏感，熱穩(wěn)定性不好類黃酮1000無色、黃色大多數(shù)植物水溶性對熱十分穩(wěn)定原花色素苷20無色植物水溶性對熱較穩(wěn)定單寧20無色、黃色植物水溶性對熱穩(wěn)定甜菜苷70黃、紅植物水溶性熱敏感醌200黃至棕黑色植物、細(xì)菌、藻類水溶性對熱穩(wěn)定類胡蘿卜素450無色、黃、紅植物、動(dòng)物脂溶性對熱穩(wěn)定、易氧化葉綠素25綠、褐色植物有機(jī)溶劑對熱敏感血紅素6紅、褐色動(dòng)物水溶性對熱敏感核黃素1綠黃色植物水溶性對熱和pH均穩(wěn)定22第三節(jié)食用著色劑簡介一.天然色素(naturalpigment)1、胭脂蟲色素（carminicacid）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)。23胭脂紅酸色素可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解。胭脂紅酸的顏色隨pH改變而不同，pH4以下顯黃色，pH4時(shí)呈橙色，pH6時(shí)呈現(xiàn)紅色，pH8時(shí)變?yōu)樽仙ｋ僦t酸與鐵等金屬離子形成復(fù)合物亦會改變顏色。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pH范圍，但染著力很弱，一般作為飲料著色劑，用量約為0.005%。24紫膠紅酸A，B，C，EA：R=-CH2CH2NHCOCH3

（N-乙酰乙胺基）B：R=-CH2CH2OH（乙醇基）C：R=-α-氨基丙酸基E：R=-CH2CH2NH2（乙胺基）

紫膠紅酸D2.紫膠蟲色素(laccaicacid)25紫膠蟲(Coceuslacceae)

體內(nèi)分泌物紫膠中含有五種蒽醌類色素，稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。紫膠紅酸蒽醌結(jié)構(gòu)中的苯酚環(huán)上羥基對位取代不同，分別稱為紫膠紅酸A、B、C、D、E。紫膠紅酸與胭脂紅酸性質(zhì)相類似，在不同pH值時(shí)顯不同顏色，即在pH＜4，和pH=4，6和8時(shí)，分別呈現(xiàn)黃、橙、紅和紫色。

26紅曲色素（monascin）為紅曲菌(Monascussp.)產(chǎn)生的色素，為混合物，屬于氧茚并類化合物。紅曲色素均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶劑。紅曲色素可具有較強(qiáng)的耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，并且對一些化學(xué)物質(zhì)有較好的耐受性。紅曲色素是我國食品衛(wèi)生法規(guī)定允許使用的食用色素之一，廣泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等的著色。3.紅曲色素（monascin）27姜黃色素(curcumin或turmericyellow)

主要成分為姜黃素、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，在堿性溶液中呈紅色，經(jīng)酸中和后仍恢復(fù)原來的黃色。著色性（特別是對蛋白質(zhì)）較強(qiáng)，不易被還原。對光、熱穩(wěn)定性較差，易與鐵離子結(jié)合而變色。一般用于咖喱粉和蔬菜加工產(chǎn)品等著色和增香。4.姜黃色素(curcumin)28

焦糖色素是糖類化合物，由蔗糖、糖漿等加熱脫水生成的復(fù)雜的紅褐色或黑褐色混合物，是我國傳統(tǒng)使用的色素之一。我國已經(jīng)明確規(guī)定：

加銨鹽制成的焦糖色素因毒性問題不允許使用非氨法生產(chǎn)的焦糖色素可用于罐頭、糖果和飲料等。

5.焦糖色素29人工合成色素：以煤焦油(coaltar)為原料合成的食用色素。偶氮和非偶氮類化合物GB2760-1996《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定允許使用的人工合成色素主要有：莧菜紅，胭脂紅，赤蘚紅，檸檬黃，日落黃，靛藍(lán)，亮藍(lán)，新紅。二.人工合成色素(artificialcolorant)30

偶氮磺酸型水溶性紅色色素。對光、熱和鹽類較穩(wěn)定，且耐酸性好，但在堿性條件下容易變?yōu)榘导t色。對氧化還原作用較為敏感。能使受試動(dòng)物致癌致畸。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。1.莧菜紅（amaranth）31胭脂紅(ponceau4R)

是莧菜紅的異構(gòu)體。為紅色水溶性色素。對光和酸較穩(wěn)定，但對高溫和還原劑的耐受性很差，能被細(xì)菌所分解，遇堿變成褐色。最大允許用量為50mg/kg食品主要用于飲料、配制酒、糖果等。

2.胭脂紅

(ponceau)32為紅色水溶性色素。對堿、熱、氧化還原劑穩(wěn)定，染著力強(qiáng)，但耐酸和還耐光性差。不易吸收，不參與代謝，故被認(rèn)為安全性較高。最大允許用量為50mg/kg食品主要用于飲料、配制酒、糖果、焙烤食品等。

3.赤蘚紅

(erythrosine)33

日落黃（sunsetyellowFCF）的呈橘黃色，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(wěn)定，遇堿變紅褐色。

ADI為0～2.5mg/kg體重。可用于飲料、配制酒、糖果等，最大允許使用量為100mg/kg食品。4.日落黃(sunsetyellow

)34

檸檬黃即食用黃色5號水溶性色素對熱、酸、光及鹽均穩(wěn)定耐氧性差遇堿變紅