食品化学-第七章-色素与着色剂.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 色素与着色剂,第一节 引言,可见光,380,770nm,色素：植物或动物细胞与组织内的天然有色物质,染料：指能在其它东西上染色的物质。,食品级着色剂：某些官方机构的批准方可使用。,美国由,FDA,负责审核批准，称之为许可的着色剂，授予,FD,C,号，意味着可用于食品、药物与化妆品。,沉淀色料：由染料和基质构成的，可分散于油相,通过吸附、共沉淀或化学反应结合,整个体系包括水溶性基本染料以及许可的不溶性基质,目前只有氧化铝被获准作为基质使用,着色剂的分类,食品天然色素的分类,动物肌肉中的色素,植物色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、黄酮类与其他酚类,天然色素一般对光、热、,pH,、氧气等敏感，它们的变化会导致食品在加工贮存中变色或褪色。,合成色素颜色鲜艳稳定，但安全性较差。,1.,血红素化合物的结构,肌红蛋白（,Mb,）,球蛋白,MW=16,800,153,个,AA,4,个吡咯环的中央有,1,个铁原子,与,4,个吡咯的氮原子构成复合物,6,个配位键,肌红蛋白的三级结构,铁原子可形成,6,个配位键,4,个被,4,个吡咯环的氮原子占据,第五个与肌球蛋白的组氨酸残基键合,第六个可与各种配基的电负性原子结合,血红蛋白：由,4,个肌红蛋白构成，是一个四聚体,2,化学与颜色,氧化反应,肉的颜色取决于,肌红蛋白的化学性质,氧化的状态（卟啉环中,Fe,2+,或,Fe,3+,）,与血红素键合的配基的种类,球蛋白蛋白质的状态,氧合作用,分子态氧与肌红蛋白键合成为氧合肌红蛋白（,MbO,2,）,肉由浅红色变为亮红色,氧化反应,卟啉环中的,Fe,2+,转变成,Fe,3+,生成高铁肌红蛋白（,MMb,）,浅红色的肌红蛋白和亮红色的氧合肌红蛋白变为棕红色的,MMb,高铁肌红蛋白无法键合分子态氧，第六个配位键的位置上只能键合水。,氧气分压对三种肌红蛋白的影响,高氧气分压有利于形成亮红色的,MbO,2,而低氧气分压有利于形成,Mb,和,MMb,完全排除氧气能将血红素的氧化,（,Fe,2+,Fe,3+,）降低到最小程度,血球蛋白的存在能降低氧化速度,pH,低时氧化反应进行较快,痕量元素特别是铜会促进自动氧化,与,Mb,相比，,MbO,2,自动氧化的速度较低,应用举例,新鲜金枪鱼的肉是红色的，,-60,条件下保藏，,新含气保鲜技术（日本）,金枪鱼 切块 调理釜 灭菌,打入氧气,负压下脱除多余的水分 包装,-20,保藏,原理,氧合肌红蛋白（亮红色）脱氧转变成肌红蛋白（浅红色）,注入氧气：有足够的氧气键合成为氧合肌红蛋白，从而使肉保持亮红色。,3,化学和颜色,变色反应,过氧化氢可与血红素中的,Fe,2+,和,Fe,3+,反应生成绿色的胆绿蛋白,细菌繁殖产生的硫化氢在有氧气存在时能形成绿色的硫代肌红蛋白,4,腌制肉的色素,肌红蛋白 亚硝酰基肌红蛋白（紫红色）,在腌制开始时，如果含有较多的亚硝酸盐，肌红蛋白立刻被氧化为硝酸肌红蛋白（,NMb,）。,在还原剂存在下受热时,NMb,转化为绿色的硝化氯化血红素。,在无氧状态下，亚硝酰基肌红蛋白相当稳定，但对光敏感，在有还原剂（抗坏血酸或巯基化合物）存在时亚硝酸盐将被还原为一氧化氮，迅速生成亚硝酸基肌红蛋白。,5,肉类色素的稳定性,光照、温度、相对湿度、水分活度、,pH,及细菌的种类,抗氧化剂可阻止或延缓脂质的氧化,如抗坏血酸、维生素,E,、,BHA,或,PG,，从而延长肉组织颜色的保留时间,动物屠宰前氧气消耗的速度和高铁肌红蛋白还原酶的活力,气调法包装,选择透气率低的包装膜，先除去包装袋中的空气，再充入富氧或缺氧空气密封,二、叶绿素类,（）叶绿素的结构,原指与光合作用有关的绿色色素。现在延伸至所有起光合作用的卟啉色素。,结构特征：,吡咯：卟啉环的,4,个环状组分中的,1,个,卟吩：四吡咯环通过,4,个次甲基桥连接而成的完全共轭的四吡咯骨架,卟啉：卟吩的氧化态,脱镁叶绿母环：,9,位碳与,10,位碳成环的卟啉,脱镁叶绿环：不含镁，,7,位被一个长碳链醇（植醇或法呢醇）酯化,卟吩,脱镁叶绿母环,植醇：具有类异戊二烯结构的,20,碳醇,叶绿素,a,：一个与镁螫合的四吡咯结构，它的,1,，,3,，,5,和,8,位上有甲基取代，乙烯基取代于,2,位，乙基位于,4,位，,7,位的丙酸与植醇酯化。羧基位于,9,位，甲氧甲酰基位于,10,位。,叶绿素,b,：,3,位是甲醛基而不是甲基,脱镁叶绿素,a,脱镁叶绿素,b,脱植醇叶绿素,a,脱植醇叶绿素,b,脱镁脱植醇叶绿素,a,脱镁脱植醇叶绿素,b,叶绿素,a,、,b,及植醇结构,叶绿素衍生物可借助可见吸收光谱进行鉴定,叶绿素,a,：,600,700nm,（红光）,叶绿素,b,：,400,500nm,（蓝光）,在乙醚中：,a,：,660.5nm,和,642nm,（红光）,b,：,428.5nm,和,452.5nm,（蓝光）,在高等植物中，叶绿素,a,：,b3,：,1,（二）叶绿素的变化,1,酶促反应,叶绿素酶是唯一能使叶绿素降解的酶，使植醇从叶绿素及脱镁叶绿素上脱落。,最适温度,60,82.2,。,2,热与酸,叶绿素（绿色）脱镁叶绿素（橄榄褐色）,绿色的叶绿素的铜或锌络合物,铜代叶绿素的色泽最鲜亮，对光和热较稳定，是理想的食品着色剂。,pH,会影响叶绿素的降解,在碱性条件下（,pH 9.0,），对热非常稳定,在,pH 3.0,的酸性条件下，叶绿素不稳定,加入钠、镁、钙的盐酸盐能降低叶绿素脱镁反应的速度,绿色蔬莱在加工前用石灰水或,Mg(OH),2,提高,pH,，有利于保持蔬菜的鲜绿色,三、类胡萝卜素化合物,自然界中最丰富的天然色素,黄色常常被叶绿体的绿色所覆盖,既有光合作用又有,光保护作用,淬灭由光照和暴露于空气中产生的活泼氧,最常见的是,-,胡萝卜素,-,胡萝卜素,天然或合成的,-,胡萝卜素都可作着色剂,-,胡萝卜素有,2,个,-,紫罗酮（视黄醇）环状结构,是最有效的维生素,A,原,维生素,A,活性取决于是否有视黄醇结构,（）类胡萝卜素的结构,分为两类：,烃类胡萝卜素,氧合类胡萝卜素（氧合叶黄素）,结构,有很多衍生物,羟基化的类胡萝卜素的脂肪酸酯,顺，反异构体,类胡萝卜素最基本的组成单元是异戊间二烯，通过共价键头,-,尾或尾,-,尾相连产生很多对称结构,天然类胡萝卜素大多数可看作是番茄红素的衍生物,所有的类胡萝卜素都是脂溶性色素,稳定性一般,被氧化后会褪色,因酸、加热或光照而异构化,具有的颜色从黄到红，检测的波长范围一般为,430,480 nm,（二）化学性质,易被氧化，并失去颜色,组织内：与氧气隔离，受到保护,组织破损或被萃取：直接与氧接触，发生氧化,高度共扼，双键数很多，氧化产物复杂,氧化促进因子,金属离子和亚硫酸盐,脂肪氧合酶,氧气分压高,氧化强化剂,氧气分压低,抑制脂质的过氧化,类胡萝卜素有一定的抗氧化活性，能淬灭单线态氧，防止细胞的氧化损伤,抗氧化活性使它具有抗衰老、抗白内障、抗动脉粥状硬化与抑制癌细胞的作用,（三）应用,商品类胡萝卜素大多数是人工合成产物，常用于人造黄油及油脂食品的着色,用环糊精制成,-,胡萝卜素微胶囊分散体系，可用于生产饮料等食品,四、花色苷类,是植物世界分布最广的一类色素,有各种颜色，如蓝、紫、红、橙等,（）花色苷结构,花色苷是黄酮的一种，具有,2-,苯基,-,苯并吡喃阳离子结构。,主要花色素的取代基及取代位置,花色苷在自然状态下以糖苷形式存在,花色苷的糖基：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖,花色苷水解失去糖基后的配体称为花色素或花青素，水溶性下降,（二）花色苷的颜色与稳定性,1,pH,水解越快越不稳定,配基较多的食品,一般颜色不稳定,天竺葵色素、矢车菊色素或飞燕草色素,活泼羟基被封闭后，变稳定,牵牛花色素或锦葵色素,糖基化能增加花色苷的稳定性,2,氧气与抗坏血酸的影响,花色素的不饱和性使得对氧比较敏感,防止果汁变色,要尽量装满,采用充氮贮存,果汁中花色苷和抗坏血酸会同时消失,这是由于抗坏血酸氧化时产生的过氧化氢诱导了花色苷的降解,铜能加速抗坏血酸的氧化，最终使果汁变成棕褐色,3,光,光照通常会加速花色苷的降解,4,糖及其降解产物的影响,高浓度的糖有利于花色苷的稳定,因为高浓度糖可降低水分活度,但低浓度的糖会加速花色苷降解,5,金属离子的影响,采用涂料金属罐保护罐装果蔬原有颜色,相邻羟基可以螯合多价的金属离子,使花色苷的颜色由红转变成紫,某些金属离子亦会造成果汁等变色,梨、桃、荔枝等水果会产生粉红色,在酸性条件下热诱导花色素转变成花色苷，再与金属离子形成络合物。,6,二氧化硫的影响,漂白时生成了一种无色的物质，造成可逆或不可逆地退色或变色,为防止细菌腐败，用,500,2000mg,kg,二氧化硫水溶液处理水果，水果在贮存时退色，但再用水清洗后，颜色能恢复,少量的,SO,2,可迅速使很多的花色苷失色,五、类黄酮化合物,结构和性质上和类黄酮相似,已知的黄酮化合物有,800,多种,分类,黄酮醇,茨非醇、皮酮、杨梅黄酮；,黄酮,芹菜素、洋地黄酮，,3,4,5,5,7-,五羟基黄酮等。,都具有黄色,（二）化学性质,能与多种糖形成糖苷,天然的黄酮类化合物具有丰富的色泽,与不饱和性和羟基助色团相关。,能和金属离子形成螯合物,常使食品带有颜色,罐头芦笋带上绿黑色,抗氧化性和形成风味,六、焦糖色素,多种糖加热时脱水缩合形成的复杂的红褐色或黑褐色混合物,加胺盐生产的焦糖色素色泽好，但安全性较差，已不允许使用,非氨法焦糖比较安全，可用于罐头、糖果和饮料,第三节 我国允许使用的合成食品着色剂,苋菜红、胭脂红,柠檬黄、日落黄,靛蓝、亮蓝,赤藓红、新红、赤藓红铝色淀、新红铝色淀,合成的,一胡萝卜素和叶绿素铜钠盐等,