食品著色劑的學習教案第1頁/共37頁第一節食品著色劑概述定義食品的品質除了其本身的營養價值、質地之外,還包括食品的色澤和風味，任何一種特定的食品的品質就是由上述的這些因素以不同的比例組成的。食品的色澤是構成食品的感官質量中最重要屬性之一。顏色是衡量食品的重要指標之一。天然食品一般都有美麗的色澤，但經過加工時,發生褪色或變色。為了保持或改善食品的色澤,在食品加工中往往需要對食品進行人工著色。色素則是以食品著色和改善食品色澤為目的的食品添加劑,也稱著色劑。第2頁/共37頁二、分類一般按它的來源和性質可將其分為兩類：一.食用合成色素:是指用人工方法制得的有機色素。按它的結構不同又可分為偶氮類色素,其中偶氮類色素有油溶性和水溶性之分,油溶性的進入人體不易被排出,且毒性較大；水溶性的進入人體易排出體外，且毒性較小。除了這兩種之外還包括色淀，它是由水溶性色素沉淀在許多使用的不溶性基質(Al2O3)上所制得的特殊著色劑。第3頁/共37頁食用天然色素:它主要是從植物組織中提取的色素,也包括來自于動物微生物的色素,和少量無機色素。:(1).植物色素,如甜菜紅、姜黃―胡蘿卜素等。(2).動物色素,如紫膠紅、血紅素等。(3).微生物色素,如紅曲紅等。如按其化學結構分,可分為:(1).四吡咯衍生物,如葉綠素、血紅素等。(2).異戊二烯衍生物,如辣椒紅、胡蘿卜素等。（3）.多酚類衍生物,如越桔紅、蘿卜紅素等。（4).酮類衍生物,如紅曲紅、姜黃素等。（5）醌類衍生物,如紫膠紅、胭脂蟲紅等。此外還有甜菜紅、焦糖色素等。第4頁/共37頁物質呈色的原理肉眼觀察到的顏色是物質吸收了可見光區（400~800nm）的某些波長光后，透過光所呈現的顏色。即人們看到的是被吸收光關的互補色。第5頁/共37頁不同波長的顏色及其互補色第6頁/共37頁

三、發色機理：1.物質之所以能吸收可見光而呈現不同的顏色,是因為其分子含有某些特殊的基團即生色團（生色基或發色基）,這些基團有:第7頁/共37頁它們的吸收波長在200～400nm之間,此時是無色的。如果分子中有兩個或兩個以上的生色基共軛時,對光的吸收波長長移到可見光區,這是該有機物才能顯示顏色。2.有些基團，如—OH、—OR、—NH2、—NR、—但這些基團與共軛鍵或生色基相連接,使共軛鍵或生色基的吸收波長長移而顯色,這些基團稱為助色團(助SR、第8頁/共37頁—Cl、—Br等,它們本身的吸收波段在遠紫外區,但這些集團與共軛鍵或生色基相連接,使共軛鍵或生色基的吸收波長長移而顯色,這些集團稱為助色團(助色基)。色素都是由發色團和助色團組成。（食品的色澤可以由天然存在的色素產生，也可以由人為加入的著色劑產生。為了使食品具有所要求的和易被人接受的色澤，必須對著色劑進行系統的了解，并掌握各類著色劑的性質和特點）第9頁/共37頁食用色素的安全性及應用注意事項一.食用色素安全性食用色素，特別是合成色素，由于都是向食品中添加的非營養成分，盡管其使用量很少，但是其安全性仍是人們注意的重點。一般來講合成色素本身或代謝產物對人體產生的危害可能在以下三個方面：①一般毒性；②致瀉作用；③致癌作用；均需在進行大量的毒理學試驗的基礎上，經過FAO／WHO的專家評價而最后確認是否能在食品中使用。由于合成色素中含有一些雜質，可能對人體產生危害，因此提高色素的純度也是減少對人體危害的一種方法，不少國家均以此法為發展方面。第10頁/共37頁與合成色素相比，天然色素具有安全性高，色澤比較自然的優點,(特殊的天然色素如藤黃(Gamboge)就有劇毒)，但也也存在著不安全因素，例如：

(1).動植物體生長環境污染，被噴灑農藥或攝入了有害物質。

(2).動植物體作為色素原料時因其本身腐敗、變質產生了有害的毒素第11頁/共37頁二.合成色素及天然色素的特點1.合成色素①優點:相比來講合成色素a.價格低廉b.穩定性c.水溶性好d.著色力強e.可以配色,通過三種不同色澤的色素的混用拼制出各種不同色譜，以滿足加工食品的各種著色需求。②缺點：安全性低。2.天然色素：①優點:安全性高。②缺點：a.價格高b.著色力差c.不能配色d.不穩定，易產生沉淀e.可能存在異味。第12頁/共37頁配色:三.色素應用時的注意事項1.準確稱量。2.現用現配。3.溶劑遠離離子水,脫氯水或蒸餾水。第13頁/共37頁4.先用溶劑制成母液(2-10%)再添加到食品中,混合均勻。5.所用器具最好是玻璃,搪瓷,塑料,不銹剛制的等。

第14頁/共37頁第二節合成色素的性質及應用合成色素是指以煤焦油(coaltar)為原料合成的食用色素，目前我國和其它國家允許使用的食用合成色素主要有以下8種：莧菜紅、胭脂紅、赤蘚、新紅、檸檬黃、日落黃、亮藍、靛藍。它們的結構是偶氮和非偶氮類化合物第15頁/共37頁色素名稱0.1%溶液色調熱光氧化還原酸堿鹽微生物莧菜紅紫紅色一般好差很差好一般差差赤蘚紅紅(綠)色很好差差一般很差差差很好胭脂紅紅色好好差很差好好很好差新紅紅色很好差好很好差很好好好檸檬黃黃色很好好差很差很好好一般一般第16頁/共37頁色素名稱0.1%溶液色調熱光氧化還原酸堿鹽微生物日落黃橙色很好好差很差很好好一般一般亮藍藍色很好很好差一般很好好很好一般靛藍紫藍色差差差很差一般差差一般第17頁/共37頁質的色淀，我國在1988年也批準可以使用色淀于食品中。色淀雖然是水溶性色素同一種基質加工而成，但是其性能卻大為改變，與合成色素相比明顯不同，如下所示：名稱溶解度染色方式使用量粒子大小熱穩定性光穩定染色力色淀不溶于水、有機溶劑借助系數0.1%5微米極好極好不與濃度成正比合成色素水溶性溶解小于0.1%12-100微米好好與濃度成正比第18頁/共37頁2.聚合色素:七十年代美國開始研究一類新型的合成色素－聚合色素，它是一類高分子色素，在人的腸道內不被吸收，因而可以大大地將合成色素的可能危害降低。已合成出三種紅色素和一種黃色素，其中三種紅色色素類似于莧菜紅,一種黃色色素類似于檸檬黃的吸收光譜，聚合色素的設想還可以應于合成甜味劑之中。第19頁/共37頁第三節天然色素的性質及其應用一、類胡蘿卜色素(葉黃素、胡蘿卜素)

類胡蘿卜素是一類廣泛存在于自然界中的脂溶性色素,它為許多食品提供紅色或黃色色澤。它存在于植物的葉、莖、花、根或果實中，自然界中的類胡蘿卜素以巖藻黃素(存在于藻類)最多，其次是存在于綠葉中的葉黃素、紫黃素和新黃素，其它的類胡蘿卜素如B－胡蘿卜素廣泛存在于胡蘿卜﹑南瓜﹑辣椒等蔬菜中。水果﹑蛋黃﹑奶油中的含量也較豐富。動物通過攝入食物而得到必須的維生素A原－β－胡蘿卜素等以維持正常的生長、發育。類胡蘿卜素按其組成可以分為兩大類，即胡蘿卜素類和葉黃素類。第20頁/共37頁類胡籮卜素性質脂溶性適度的熱穩定性易氧化退色熱、酸或光催化的異構化第21頁/共37頁類胡蘿卜素

類胡蘿卜素又稱多烯色素，廣泛分布于紅色、黃色和橙色的水果及綠色的水果蔬菜中。類胡蘿卜素為具有多個共軛雙鍵的分子，現已發了500多種，按其結構中是否含有C、H元素組成的官能團而將類胡蘿卜素分為兩大類：一類為純碳氫化物被稱為胡第22頁/共37頁蘿卜素；另一類的結構中含有含氧基團，稱為葉黃素類。類胡蘿卜素為脂溶性色素。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。類胡蘿卜素的吸收430nm~480nm。第23頁/共37頁

由于類胡蘿卜素特殊的結構（多烯，全反），使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）第24頁/共37頁

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中間體，然后裂分生成分子量較小的多種含氧化合物。在此情況下，顏色將完全消失。在食品加工的一般條件下，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。第25頁/共37頁酚類色素是水溶性色素。二、多酚類色素第26頁/共37頁1花青素花青素是一大類主要的水溶性植物色素，屬酚類，主要以糖苷的形式存在于生物體中，其基本結構為2-苯基并吡喃。花黃素主要指類黃酮及其衍生物，其基本結構為2-苯并吡喃酮。第27頁/共37頁pH對花青素的顏色變化

第28頁/共37頁2黃酮類色素也稱花黃素，基本結構為α-苯基并吡喃酮（黃酮）最重要的類黃酮化合物是黃酮和黃酮醇的衍生物第29頁/共37頁性質類黃酮的羥基呈酸性，一般為無色或淺黃在堿性溶液中容易開環形成查耳酮結構而變色酸性條件下查耳酮回復閉環結構，顏色消失遇鐵變藍氧化變褐第30頁/共37頁4.醌酮類色素紅曲紅曲霉產生的復合色素，性質比較穩定。用于：釀紅酒、醬肉、粉蒸肉等。姜黃色素常用于咖喱粉、蔬菜加工品及調料的著色和增香。胭脂蟲色素來自胭脂蟲，不溶于冷水，溶于熱水和醇。顏色隨pH變化而變：酸性為黃色，中性紅色，堿性紫紅。第31頁/共37頁三、紅曲色素

紅曲色素是一組由紅曲霉菌絲所分泌的微生物色素，屬酮類色素。這組色素共有六種，分別為紅斑素、紅曲紅素、紅曲素、紅曲黃素、紅斑胺、紅曲紅胺，實際應用的是前兩種。紅曲色素是暗紅色粉末，可溶于水，色調不隨pH值變化，熱穩定性高，幾乎不受金屬離子的影響，也幾乎不受氧化劑和還原劑的影響，但在陽光直射下色度降低，著色力強，可用于畜產品、水產品、釀造食品等。第32頁/共37頁

四、姜黃素

姜黃素是從生姜科姜黃屬植物姜黃的地下根莖中提取的黃色素，它是一組酮類色素的混合物，主要成分為姜黃素、脫甲基姜黃素和雙脫甲基姜黃素。姜黃色素為橙黃色粉末，幾乎不溶于水，溶于乙醇、冰醋酸和堿溶液，具有特殊芳香，稍苦，在中性和酸性溶液中呈黃色，在堿性溶液中呈褐紅色，對光、熱、氧化作用及鐵離子不穩定，但耐還原性好。姜黃色素對蛋白質著色力好，用于冰激淋、果凍等中。第33頁/共37頁

五、焦糖色素

焦糖色素是糖質原料在加熱脫水中縮合而成的復雜的紅褐色或黑褐色混各物，是我國食品中應用較廣泛的半天然食品著色劑。焦糖現在由非銨鹽法生產，焦糖色素為稠液狀或塊狀，無臭，具有焦糖香氣和愉快