2019精选医学第八章色素新..ppt

第八章 色素食品的质量除营养价值食品的质量除营养价值和卫生安全性外，还包和卫生安全性外，还包括颜色、风味和质地。括颜色、风味和质地。颜色是食品感官质量最颜色是食品感官质量最重要的属性。重要的属性。了解食品色素和着色了解食品色素和着色剂的种类、特性及其在剂的种类、特性及其在加工和贮藏过程中如何加工和贮藏过程中如何保持食品的天然颜色，保持食品的天然颜色，防止颜色变化，是食品防止颜色变化，是食品化学中值得重视的问题。化学中值得重视的问题。引引 言言 (1)(1)n可见光可见光 380380770nm 770nm 1 1、概念概念n色色素素：生生物物体体组组织织细细胞胞内内的的天天然然有有色色物物质质n食食品品色色素素:能能够够吸吸收收可可见见光光激激发发而而发发生生电电子跃迁的食物成分子跃迁的食物成分 n染料：能在其它东西上染色的物质染料：能在其它东西上染色的物质 n食食品品级级着着色色剂剂：官官方方机机构构的的批批准准可可使使用用色素色素 引引 言言 (2)(2)*2.2.食品色素的结构特点：食品色素的结构特点：l l1 1、都是中小分子有机物、都是中小分子有机物l l2 2、结构中包含多个共轭双键、结构中包含多个共轭双键 l l3 3、含有发色团、含有发色团(使物质在紫外光、可见光区具使物质在紫外光、可见光区具有吸收的基团就叫生色团）有吸收的基团就叫生色团）l l发色团是由多个发色团是由多个-C=C-C=C-双键构成的共轭体系，双键构成的共轭体系，也常含有多个也常含有多个-C=O-C=O、-N=N-N=N-、l l-N=O-N=O或或-C=S-C=S等带有杂原子的双键等带有杂原子的双键;l l共轭链中双键数增加，吸收光波长将向长波移共轭链中双键数增加，吸收光波长将向长波移动动 引引 言言 (3)(3)l l每增加一个每增加一个-C=C-C=C-双键，吸收光波长约增加双键，吸收光波长约增加30nm30nml l4 4、含有助色团：含有助色团：本身并不能产生颜色，但当本身并不能产生颜色，但当其与共轭体系或生色基相连时，可使共轭键其与共轭体系或生色基相连时，可使共轭键或生色基的吸收波长向长波方向移动而显色或生色基的吸收波长向长波方向移动而显色的基团。）的基团。）包括包括-OH-OH、-OR-OR、-NH2-NH2、-Br-Br、-NR2NR2、-SH-SH、-ClCl等官能团等官能团 l l不同色素的颜色差异和色素的变色主要就是由不同色素的颜色差异和色素的变色主要就是由发色团和助色团的差异和变化引起的发色团和助色团的差异和变化引起的共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双键共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭双键的关系如下：的关系如下：引引 言言 (3)(3)l l3 3 3 3、食品天然色素的分类、食品天然色素的分类、食品天然色素的分类、食品天然色素的分类（一）按来源分：（一）按来源分：引引 言言 (4)(4)（二）按结构分：（二）按结构分：四吡咯色素：叶绿素和血红素四吡咯色素：叶绿素和血红素 ；多烯色素：类胡萝卜素多烯色素：类胡萝卜素多酚类色素：花青素、花黄素多酚类色素：花青素、花黄素 酮类衍生物：红曲色素、姜黄素酮类衍生物：红曲色素、姜黄素醌类衍生物：虫胶色素、胭脂虫红素醌类衍生物：虫胶色素、胭脂虫红素4 4、食品色素的加工特性：、食品色素的加工特性：n n天天然然色色素素对对光光、热热、pHpH、氧氧气气等等敏敏感感，可可导导致致食品在加工贮存中变色或褪色食品在加工贮存中变色或褪色 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(1)(1)结构特点结构特点:l基本单位是基本单位是4 4个吡咯个吡咯构成的构成的卟啉环卟啉环l在在4 4个吡咯环中间的空隙里以共价键和个吡咯环中间的空隙里以共价键和配位键和不同的金属离子结合从而形成配位键和不同的金属离子结合从而形成各种的色泽各种的色泽 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(2)(2)l l8.1.1 8.1.1 8.1.1 8.1.1 血红素化合物血红素化合物n n铁卟啉衍生物铁卟啉衍生物，存在于动物肌肉和血液中，存在于动物肌肉和血液中n n卟啉中心有卟啉中心有1 1铁离子与铁离子与4 4个氮原子配位结合个氮原子配位结合 n n肌肌肉肉红红色色来来自自于于肌肌红红蛋蛋白白(70(708080)和和血血红红蛋蛋白白(20(203030)n n放血后色泽的放血后色泽的9090以上是由肌红蛋白产生以上是由肌红蛋白产生 n n含含量量随随着着动动物物的的种种类类、年年龄龄、性性别别、部部位位而而改改变变 n n鱼类毛细血管少，鱼类毛细血管少，白色是鱼肉的特征白色是鱼肉的特征 肉中的主要色素肉中的主要色素 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(3)(3)n1.1.肌红蛋白（肌红蛋白（MbMb）球蛋白球蛋白 MWMW=16,800=16,800 153153个个AA AA n4 4个吡咯环的中央有个吡咯环的中央有 1 1个铁原子个铁原子 n与与4 4个吡咯的个吡咯的氮原子氮原子构成复合物构成复合物 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(4)(4)l l 2 2化学性质与颜色化学性质与颜色氧化反应氧化反应n n肉的颜色取决于肉的颜色取决于 肌红蛋白的化学性质肌红蛋白的化学性质 氧化的状态（氧化的状态（卟啉环中卟啉环中FeFe2 2+或或FeFe3+3+）与血红素键合的配基的种类与血红素键合的配基的种类 球蛋白的状态球蛋白的状态 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(5)(5)n1 1）氧合作用）氧合作用 分分子子态态氧氧与与肌肌红红蛋蛋白白键键合合成成为为氧氧合合肌肌红红蛋蛋白（白（MbOMbO2 2）肉由暗红色变为亮肉由暗红色变为亮(鲜鲜)红色红色 n2 2）氧化反应）氧化反应 卟卟啉啉环环中中的的FeFe2+2+转转变变成成FeFe3+3+生生成成高高铁铁肌红蛋白（肌红蛋白（MMbMMb）暗暗红红色色的的肌肌红红蛋蛋白白和和亮亮红红色色的的氧氧合合肌肌红蛋白变为棕褐色的红蛋白变为棕褐色的MMbMMb 高高铁铁肌肌红红蛋蛋白白无无法法键键合合分分子子态态氧氧，第第六个配位键的位置上只能键合水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高氧气分压有利于形成亮红色的MbO2MbO2 而低氧气分压有利于形成而低氧气分压有利于形成MbMb和和MMbMMb 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(6)(6)n3.3.影响因素影响因素:n完全排除氧气能将血红素的氧化即完全排除氧气能将血红素的氧化即:（FeFe2+2+Fe Fe3+3+）降低到最小程度降低到最小程度 n血球蛋白的存在能降低氧化速度血球蛋白的存在能降低氧化速度 npHpH低时低时(酸性条件下酸性条件下),),氧化反应进行较快氧化反应进行较快 n痕量元素特别是铜会促进自动氧化痕量元素特别是铜会促进自动氧化 n与与MbMb相比，相比，MbOMbO2 2 自动氧化速度较低自动氧化速度较低 应用举例应用举例n n新鲜金枪鱼的肉是红色的，新鲜金枪鱼的肉是红色的，-60-60下保藏下保藏 n n新含气保鲜技术（日本）新含气保鲜技术（日本）n n金枪鱼金枪鱼 切块切块 调理釜调理釜 灭菌灭菌 打入氧气打入氧气 负压下脱除多余的水分负压下脱除多余的水分 包装包装-20-20保藏保藏 n n原理原理 在在氧氧气气分分压压低低时时，氧氧合合肌肌红红蛋蛋白白（亮亮红红色色）脱氧转变成肌红蛋白（暗红色）脱氧转变成肌红蛋白（暗红色）注注入入氧氧气气：有有足足够够的的氧氧气气键键合合成成为为氧氧合合肌肌红红蛋白，从而使肉保持亮红色。蛋白，从而使肉保持亮红色。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(7)(7)l4.4.化学试剂和颜色化学试剂和颜色变色反应变色反应n n过过氧氧化化氢氢可可与与血血红红素素中中的的FeFe2+2+和和FeFe3+3+反反应应生生成成绿绿色的色的胆绿肌红蛋白胆绿肌红蛋白 n n细细菌菌繁繁殖殖产产生生的的硫硫化化氢氢在在有有氧氧气气存存在在时时能能形形成成绿色的绿色的硫代肌红蛋白硫代肌红蛋白 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(8)(8)l5.5.腌制肉的色素腌制肉的色素 肌红蛋白肌红蛋白 亚硝基肌红蛋白（玫瑰红）亚硝基肌红蛋白（玫瑰红）在在腌腌制制开开始始时时，如如果果含含有有较较多多的的亚亚硝硝酸酸盐盐，肌红蛋白立刻被氧化为硝酸肌红蛋白（肌红蛋白立刻被氧化为硝酸肌红蛋白（NMbNMb）。）。n n在在还还原原剂剂存存在在下下受受热热，NMbNMb转转化化为为绿绿色色的的硝硝化化氯化血红素。氯化血红素。n n有有还还原原剂剂（抗抗坏坏血血酸酸或或巯巯基基化化合合物物）存存在在时时，亚亚硝硝酸酸盐盐将将被被还还原原为为一一氧氧化化氮氮，迅迅速速生生成成亚亚硝硝酸基肌红蛋白酸基肌红蛋白n n无无氧氧状状态态下下，亚亚硝硝基基肌肌红红蛋蛋白白相相当当稳稳定定，但但对对光敏感光敏感8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(9)(9)6.6.肉和肉制品的护色肉和肉制品的护色 抽真空抽真空高分压高分压气调气调用亚硝酸盐用亚硝酸盐8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(10)(10)l l1.1.采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂l l低氧分压会加快血红素的氧化速率。如果薄膜低氧分压会加快血红素的氧化速率。如果薄膜对氧穿透小而且肉组织耗氧超过透入的氧，则对氧穿透小而且肉组织耗氧超过透入的氧，则可造成低氧分压，促使氧合肌红蛋白变成褐色可造成低氧分压，促使氧合肌红蛋白变成褐色高铁肌红蛋白。高铁肌红蛋白。l l如果薄膜包装材料完全不透气，肉类的血红素如果薄膜包装材料完全不透气，肉类的血红素将全部还原成紫红色肌红蛋白，当打开包装膜将全部还原成紫红色肌红蛋白，当打开包装膜使肉品暴露于空气中时，即形成鲜红色的氧合使肉品暴露于空气中时，即形成鲜红色的氧合肌红蛋白。肌红蛋白。l l因此，加入抗氧化剂，不但可阻止脂质氧化，因此，加入抗氧化剂，不但可阻止脂质氧化，还有利于延长和稳定鲜肉及肉制品的颜色，防还有利于延长和稳定鲜肉及肉制品的颜色，防止血红素氧化。止血红素氧化。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(11)(11)l l2.2.气调气调l l以牛肉包装封口为例，在封口前用含以牛肉包装封口为例，在封口前用含 CO CO 的空气的空气充入袋内，然后封口，这样处理可以使牛肉色充入袋内，然后封口，这样处理可以使牛肉色泽稳定性保持泽稳定性保持 15d15d。CO CO具有使鲜肉形成亮红色或樱桃红色的能力，具有使鲜肉形成亮红色或樱桃红色的能力，即使在很低的浓度也可以达到呈色的效果。即使在很低的浓度也可以达到呈色的效果。l l机理：机理：CO CO 能与脱氧合肌红蛋白强烈结合形成稳能与脱氧合肌红蛋白强烈结合形成稳定的定的碳氧肌红蛋白，后者碳氧肌红蛋白，后者不易被氧化。不易被氧化。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(12)(12)l l3.3.用（亚）硝酸盐用（亚）硝酸盐l l 生成亚硝基肌红蛋白；生成亚硝基肌红蛋白；l l作用：作用：l l（1 1）发色；）发色；l l（2 2）抑菌；）抑菌；l l（3 3）产生腌肉制品特有的风味。）产生腌肉制品特有的风味。l l但过量使用安全性不好，在食品中导致亚但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。硝胺生成；肉色变绿。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(13)(13)l8.1.2 8.1.2 叶绿素类叶绿素类l l1 1、叶绿素的组成与结构、叶绿素的组成与结构 n n与光合作用有关与光合作用有关的卟啉色素的卟啉色素 n n组成组成:n n由由叶绿酸、叶绿醇和甲醇叶绿酸、叶绿醇和甲醇构成的二醇酯构成的二醇酯;n n在高等植物中，叶绿素在高等植物中，叶绿素a a：b3b3：1 1n n结构结构:n n四吡咯衍生物四吡咯衍生物,中心的金属原子为镁中心的金属原子为镁 n n卟啉环处于二氢形式卟啉环处于二氢形式8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(14)(14)l l叶绿素叶绿素a a为四吡咯螯合镁原子的结构，在为四吡咯螯合镁原子的结构，在 1 1，3 3，5 5 和和 8 8 位上有甲基取代，位上有甲基取代，2 2 位上有乙烯基，位上有乙烯基，4 4 位上有乙基，位上有乙基，7 7 位上的丙酸被植醇所酯化，位上的丙酸被植醇所酯化，9 9 位上有酮基，位上有酮基，10 10 位置上有甲酯基。分子式位置上有甲酯基。分子式为为C55H72O5N4MgC55H72O5N4Mg。l l 叶绿素叶绿素b b 除了位置除了位置 3 3 为甲酰基而不是甲基为甲酰基而不是甲基外，其余与叶绿素外，其余与叶绿素a a的构型相同，分子式为的构型相同，分子式为C55H70O6N4MgC55H70O6N4Mg。叶绿素叶绿素 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(15)(15)n2.2.叶绿素的变化叶绿素的变化n 2.1 2.1 存在存在l 在植物细胞中，以叶绿素蛋白复合物存在，在植物细胞中，以叶绿素蛋白复合物存在，由多种叶绿素蛋白复合物构成叶绿体由多种叶绿素蛋白复合物构成叶绿体l l 细胞死亡后，叶绿素游离出来，游离的叶细胞死亡后，叶绿素游离出来，游离的叶绿素很不稳定，对光和热都很敏感绿素很不稳定，对光和热都很敏感 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(16)(16)l2.2.酶促反应酶促反应n n叶叶绿绿素素酶酶是是唯唯一一能能使使叶叶绿绿素素降降解解的的酶酶，使使叶叶绿绿醇醇从从叶叶绿绿素素及及脱脱镁镁叶叶绿绿素上脱落。素上脱落。n n最适温度：最适温度：606082.282.2。菠菜是含叶绿素最丰富菠菜是含叶绿素最丰富的蔬菜。每的蔬菜。每 kg kg 新鲜植新鲜植物叶用丙酮可提取出物叶用丙酮可提取出叶绿素叶绿素 0.90.91.2g1.2g，每每 kg kg 干叶用石油醚提取干叶用石油醚提取可得到可得到 5 510g10g。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(17)(17)l l2.3 2.3 热与酸热与酸脱镁反应脱镁反应 2.3.12.3.12.3.12.3.1 pHpHpHpH会影响叶绿素的降解会影响叶绿素的降解会影响叶绿素的降解会影响叶绿素的降解叶绿素在碱性条件下（叶绿素在碱性条件下（叶绿素在碱性条件下（叶绿素在碱性条件下（pH 9.0pH 9.0pH 9.0pH 9.0）,对热非常稳定对热非常稳定对热非常稳定对热非常稳定 叶叶叶叶绿绿绿绿素素素素在在在在稀稀稀稀碱碱碱碱条条条条件件件件下下下下可可可可水水水水解解解解为为为为叶叶叶叶绿绿绿绿酸酸酸酸，呈呈呈呈鲜鲜鲜鲜绿绿绿绿色色色色，易易易易溶溶溶溶于水，比较稳定于水，比较稳定于水，比较稳定于水，比较稳定 在在在在pH pH pH pH 3.03.03.03.0的的的的条条条条件件件件下下下下，叶叶叶叶绿绿绿绿素素素素不不不不稳稳稳稳定定定定，氢氢氢氢离离离离子子子子置置置置换换换换镁镁镁镁离离离离子子子子，使：使：使：使：叶绿素叶绿素(绿色绿色)脱镁叶绿素（橄榄褐色）脱镁叶绿素（橄榄褐色）焦脱镁叶绿素（黄褐色）。焦脱镁叶绿素（黄褐色）。细细胞胞膜膜被被破破坏坏时时，增增加加了了氢氢离离子子的的通通透透性性和和扩扩散散速速率率。由由于于组组织织中中有有机机酸酸的的释释放放导导致致pHpH降降低低一一个个单单位位，从从而而加加速速了了叶叶绿绿素素的的降降解解。酸酸的的来来源源：植植物物组组织织破破坏坏，有有机机酸酸与与叶叶绿绿 素素 接接 触触；新新 形形 成成 有有 机机 酸酸。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(18)(18)2.2.2 2.2.2 热热影响叶绿素的降解影响叶绿素的降解 叶绿素中镁原子易被氢取代，形成脱镁叶绿叶绿素中镁原子易被氢取代，形成脱镁叶绿素素 。叶绿素叶绿素 a a 的转化速率比叶绿素的转化速率比叶绿素 b b 快，在加热时快，在加热时叶绿素叶绿素 b b 显示较强的热稳定性显示较强的热稳定性 。叶绿素在受热时的转化过程是按下述动力学顺叶绿素在受热时的转化过程是按下述动力学顺序进行：序进行：叶绿素叶绿素脱镁叶绿素脱镁叶绿素焦脱镁叶绿素焦脱镁叶绿素 8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(19)(19)l2.4 2.4 光与氧的影响光与氧的影响l l光和氧存在时，叶绿素可发生光解光和氧存在时，叶绿素可发生光解l l生成一系列小分子如乳酸、柠檬酸、虎珀酸、生成一系列小分子如乳酸、柠檬酸、虎珀酸、马来酸和丙氨酸等马来酸和丙氨酸等 l l此外，叶绿素具有官能侧基，所以能够发生此外，叶绿素具有官能侧基，所以能够发生许多其他反应，碳环氧化形成加氧叶绿素，许多其他反应，碳环氧化形成加氧叶绿素，四吡咯环破裂形成无色的终产物。四吡咯环破裂形成无色的终产物。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(20)(20)l2.52.5、护色反应、护色反应l l 铜和锌离子存在时，它们可取代镁离子，形成铜和锌离子存在时，它们可取代镁离子，形成非常稳定的绿色的非常稳定的绿色的叶绿素铜或锌复合物叶绿素铜或锌复合物 l l铜代叶绿素铜代叶绿素的色泽最鲜亮，对光和热较稳定，的色泽最鲜亮，对光和热较稳定，是理想的食品着色剂是理想的食品着色剂l l加入加入钠、镁、钙的盐酸盐钠、镁、钙的盐酸盐能降低叶绿素脱镁反能降低叶绿素脱镁反应的速度应的速度 n n绿绿色色蔬蔬莱莱在在加加工工前前用用石石灰灰水水或或Mg(OH)Mg(OH)2 2 提提高高pHpH，有利于保持蔬菜的鲜绿色有利于保持蔬菜的鲜绿色2 24 4 食品在加工或贮藏过程中都会引起叶绿素不同程度的变化 包装包装透明容器包装的脱水食品容易发生光氧化和变色。透明容器包装的脱水食品容易发生光氧化和变色。热烫热烫食食品品在在脱脱水水过过程程中中叶叶绿绿素素转转变变成成脱脱镁镁叶叶绿绿素素的的速速率率与与食品在脱水前的热烫程度有直接关食品在脱水前的热烫程度有直接关冷冷冻冻和和冻冻藏藏过程过程绿绿色色蔬蔬菜菜在在冷冷冻冻和和冻冻藏藏时时颜颜色色均均会会发发生生变变化化，这这种种变变化受冷冻前热烫温度和时间的影响。化受冷冻前热烫温度和时间的影响。辐照辐照食食品品在在射射线线辐辐照照及及辐辐照照后后的的贮贮藏藏过过程程中中叶叶绿绿素素和和脱脱镁叶绿素均发生降解。镁叶绿素均发生降解。发酵发酵过程过程黄黄瓜瓜在在乳乳酸酸发发酵酵过过程程中中，叶叶绿绿素素降降解解成成为为脱脱镁镁叶叶绿绿素素、脱植叶绿素和脱植脱镁叶绿素。脱植叶绿素和脱植脱镁叶绿素。酸酸 作作 用用 下下的的 加加 热热 过过程程绿绿色色蔬蔬菜菜在在酸酸作作用用下下的的加加热热过过程程中中，叶叶绿绿素素转转变变成成脱脱镁叶绿素，因而颜色从鲜绿色很快变为橄榄褐色。镁叶绿素，因而颜色从鲜绿色很快变为橄榄褐色。8.1 8.1 四吡咯色素四吡咯色素(21)(21)中和酸中和酸：加入氧化钙和磷酸二氢钠：加入氧化钙和磷酸二氢钠pHpH接近接近7.07.0。但会促进组织软化和产生碱味。但会促进组织软化和产生碱味。高温瞬时高温瞬时：但保绿时间短。：但保绿时间短。绿色再生：用锌或铜离子作用使产生取代叶绿色再生：用锌或铜离子作用使产生取代叶绿素。绿素。调气、脱水、避光调气、脱水、避光等。等。l l目前保持叶绿素稳定性最好的方法，是目前保持叶绿素稳定性最好的方法，是选择品选择品质良好的原料，尽快进行加工并在低温下贮藏。质良好的原料，尽快进行加工并在低温下贮藏。8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (1)(1)n自然界中最丰富的天然色素自然界中最丰富的天然色素脂溶性色素脂溶性色素n n红色、黄色、橙色红色、黄色、橙色n n黄色常常被叶绿体的绿色所覆盖黄色常常被叶绿体的绿色所覆盖n n既有既有光合作光合作用用又有又有光保护作用光保护作用 可淬灭由光照和暴露于空气中产生的活泼氧可淬灭由光照和暴露于空气中产生的活泼氧 n n最常见的是最常见的是-胡萝卜素胡萝卜素-胡萝卜素胡萝卜素 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (2)(2)存在存在存在存在:n n富富富富含含含含叶叶叶叶绿绿绿绿素素素素的的的的组组组组织织织织也也也也富富富富含含含含类类类类胡胡胡胡萝萝萝萝卜卜卜卜素素素素，绿绿绿绿叶叶叶叶中中中中的的的的三三三三种种种种主主主主 要要要要 类类类类 胡胡胡胡 萝萝萝萝 卜卜卜卜 素素素素 是是是是 叶叶叶叶 黄黄黄黄 素素素素（luteinluteinluteinlutein）、堇堇堇堇 菜菜菜菜 黄黄黄黄 质质质质（violaxanthinviolaxanthinviolaxanthinviolaxanthin）和新黄质（和新黄质（和新黄质（和新黄质（neoxanthinneoxanthinneoxanthinneoxanthin）。）。）。）。n n目前已知有目前已知有目前已知有目前已知有560560560560多种类胡萝卜素多种类胡萝卜素多种类胡萝卜素多种类胡萝卜素 基本结构基本结构基本结构基本结构:n n多个多个多个多个异戊二烯结构异戊二烯结构异戊二烯结构异戊二烯结构首尾相连的首尾相连的首尾相连的首尾相连的大共轭多烯大共轭多烯大共轭多烯大共轭多烯n n共共共共轭轭轭轭双双双双键键键键越越越越多多多多，色色色色素素素素的的的的吸吸吸吸收收收收波波波波长长长长就就就就越越越越向向向向长长长长波波波波方方方方向向向向移移移移动动动动其颜色就越偏向红色其颜色就越偏向红色其颜色就越偏向红色其颜色就越偏向红色n n 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (3)(3)n n分为两类：分为两类：纯碳氢化合物纯碳氢化合物胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素的加氧衍生物（胡萝卜素的加氧衍生物（叶黄素）叶黄素）n n结构结构 有很多衍生物有很多衍生物 羟基化的类胡萝卜素的脂肪酸酯羟基化的类胡萝卜素的脂肪酸酯 顺，反异构体顺，反异构体 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (4)(4)n异戊间二烯通过共价键头异戊间二烯通过共价键头-尾或尾尾或尾-尾相连产生尾相连产生很多对称结构很多对称结构 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (5)(5)8 82 21 1 胡萝卜素类胡萝卜素类l l包括包括4 4种化合物种化合物l l-、-、-胡萝卜素、番茄红素胡萝卜素、番茄红素l l颜色为橙黄或橙红，颜色为橙黄或橙红，氧化后褪色氧化后褪色 l l结构：均为含结构：均为含4040多个碳共轭多烯烃结构多个碳共轭多烯烃结构l l因酸、加热或光照而异构化因酸、加热或光照而异构化l l-、-、-胡萝卜素是胡萝卜素是V VA A 元元l l番茄红素不是番茄红素不是 V VA A 元元 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (6)(6)l-胡萝卜素胡萝卜素n n天然或合成的天然或合成的-胡萝卜素都可作着色剂胡萝卜素都可作着色剂 n n-胡胡萝萝卜卜素素有有2 2个个-紫紫罗罗酮酮（视视黄黄醇醇）环环状状结构结构 n n是最有效的是最有效的V VA A元元n nV VA A元元活活性性取取决决于于是是否否有有-紫紫罗罗酮酮 （视视黄黄醇醇）结构结构 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (7)(7)l8 82 22 2 叶黄素类叶黄素类l l是共轭多烯的是共轭多烯的加氧衍生物加氧衍生物l l广泛存在于生物材料中，种类很多，如叶黄素、广泛存在于生物材料中，种类很多，如叶黄素、辣椒红素、柑橘黄素。辣椒红素、柑橘黄素。l l浅黄、黄、橙浅黄、黄、橙l l在绿叶中的含量约为叶绿素的两倍在绿叶中的含量约为叶绿素的两倍l l当叶黄素以当叶黄素以脂肪酸酯脂肪酸酯的形式存在生物中时的形式存在生物中时呈本呈本来颜色来颜色l l与蛋白质结合与蛋白质结合时，本来呈橙红色的虾黄素在活时，本来呈橙红色的虾黄素在活体时却体时却呈呈蓝色蓝色 8.2 8.2 多烯色素多烯色素 (8)(8)l l化学性质化学性质n n易被氧化，失去颜色易被氧化，失去颜色 组织内：与氧气隔离，受到保护组织内：与氧气隔离，受到保护 组织破损或被萃取：直接与氧接触，发生氧化组织破损或被萃取：直接与氧接触，发生氧化 n n高度共扼，双键数很多，氧化产物复杂高度共扼，双键数很多，氧化产物复杂 n n氧化促进因子氧化促进因子 金属离子和亚硫酸盐金属离子和亚硫酸盐 脂肪氧合酶脂肪氧合酶 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(1)(1)n n植物界分布最广的一类水溶性色素植物界分布最广的一类水溶性色素 n n有各种颜色，如蓝、紫、红、橙等有各种颜色，如蓝、紫、红、橙等n n最基本的结构是最基本的结构是:n n苯环苯环和和吡喃环吡喃环结合而成结合而成 n n常见三种类型：常见三种类型：n n花青素、类黄酮、儿茶素花青素、类黄酮、儿茶素花青素花青素 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(2)(2)l8 83 31 1 花青素花青素l是一类是一类水溶性的红色色素水溶性的红色色素l使许多鲜花、果蔬呈现鲜艳的色彩使许多鲜花、果蔬呈现鲜艳的色彩l自然界中已知的花青素有自然界中已知的花青素有2020多种，食物中重多种，食物中重要的有要的有6 6种种:l天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、勺药色素、牵牛色素、锦葵色素勺药色素、牵牛色素、锦葵色素l呈蓝、紫、紫罗兰、洋红、红和橙色呈蓝、紫、紫罗兰、洋红、红和橙色 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(3)(3)n1.1.结构结构n n典型的典型的C C6 6C C3 3C C6 6的碳骨架结构的碳骨架结构n n 存在存在:n n主要以主要以糖苷糖苷形式存在，称形式存在，称花色苷花色苷 n n花花色色苷苷的的糖糖基基：葡葡萄萄糖糖、鼠鼠李李糖糖、半半乳乳糖糖、木木糖和阿拉伯糖糖和阿拉伯糖 n n花花色色苷苷水水解解失失去去糖糖基基后后的的配配体体称称为为花花色色素素或或花花青素，水溶性下降青素，水溶性下降C C6 6C C3 3C C6 6 的的结构结构 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(4)(4)l 2.花色苷的颜色与影响因素花色苷的颜色与影响因素 (1)(1)色泽与结构的关系色泽与结构的关系l l结结构构中中的的羟羟基基和和甲甲氧氧基基的的取取代代作作用用会会影影响响花花青青素的颜色素的颜色l l增加增加-OH-OH，可使其可使其蓝色增加，蓝色增加，且稳定性降低；且稳定性降低；l l如如果果增增加加甲甲氧氧基基，则则使使其其红红色色增增加加，且且稳稳定定性性增加。增加。8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(5)(5)(2)(2)花青素的颜色随花青素的颜色随PHPH而变化而变化l l以矢车菊为例，以矢车菊为例，l l在在酸性酸性PHPH中呈红色中呈红色l l在在稀碱中（稀碱中（PH810PH810）呈蓝色呈蓝色l l而而PH11PH11时时，则则很很快快水水解解成成完完全全离离子子化化的的无无色色或浅黄色的无色查尔酮或浅黄色的无色查尔酮 枫叶为什么会变红？（1）1、枫叶含有花青素，在酸性液中呈红色枫叶含有花青素，在酸性液中呈红色随着季节更替，气温、日照相应增减，叶随着季节更替，气温、日照相应增减，叶片中的主要色素成份也发生变化。到了秋天，片中的主要色素成份也发生变化。到了秋天，气温降低，光照减少，对花青素的形成有利，气温降低，光照减少，对花青素的形成有利，枫树等红叶树种的叶片细胞液此时呈酸性，整枫树等红叶树种的叶片细胞液此时呈酸性，整个叶片便呈现红色。所以说，是秋天的气象条个叶片便呈现红色。所以说，是秋天的气象条件染红了它。件染红了它。枫叶为什么会变红？（2）l2、美国佛蒙特州科学家最近研究发现，红叶美国佛蒙特州科学家最近研究发现，红叶不仅是自然界四季变换的产物，它还和树木不仅是自然界四季变换的产物，它还和树木在生长中受到的压力有关。在生长中受到的压力有关。l l枫叶变红实际上是枫树对自然界压力反应的枫叶变红实际上是枫树对自然界压力反应的结果。变红的反应实际上起到遮光剂的作用，结果。变红的反应实际上起到遮光剂的作用，它使树叶停留在树上的时间更长，让树能吸它使树叶停留在树上的时间更长，让树能吸收更多的营养。研究发现，营养的压力，特收更多的营养。研究发现，营养的压力，特别是缺氮的压力，使枫叶红得更早、红得更别是缺氮的压力，使枫叶红得更早、红得更透。透。8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(6)(6)(3)(3)氧气与抗坏血酸的影响氧气与抗坏血酸的影响n n花色素的不饱和性使得对氧比较敏感花色素的不饱和性使得对氧比较敏感 n n为了防止果汁变色：为了防止果汁变色：要尽量装满要尽量装满 采用充氮贮存采用充氮贮存 n n果汁中花色苷和抗坏血酸会同时消失果汁中花色苷和抗坏血酸会同时消失 这这是是由由于于抗抗坏坏血血酸酸氧氧化化时时产产生生的的过过氧氧化化氢氢诱诱导了花色苷的降解导了花色苷的降解 n n铜铜能能加加速速抗抗坏坏血血酸酸的的氧氧化化，最最终终使使果果汁汁变变成成棕棕褐色褐色 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(7)(7)(4)(4)热和热和 光光 食食品品中中花花色色素素苷苷的的稳稳定定性性与与温温度度关关系系较较大大。一一般般而而言言，凡凡是是能能增增加加对对 pH pH 稳稳定定的的结结构构同同样样能提高热稳定性能提高热稳定性。n n光照通常会加速花色苷的降解光照通常会加速花色苷的降解 (5)(5)糖及其降解产物的影响糖及其降解产物的影响 n n高浓度的糖有利于花色苷的稳定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因为高浓度糖可降低水分活度 n n低浓度的糖会加速花色苷降解低浓度的糖会加速花色苷降解 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(7)(7)l(6)金属离子的影响金属离子的影响n n涂料金属罐保护罐装果蔬原有颜色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使花色苷的颜色由红转变成紫 n n某某些些金金属属离离子子亦亦会会造造成成果果汁汁等等变变色色，梨梨、桃桃、荔枝等水果会产生粉红色。荔枝等水果会产生粉红色。n n酸酸性性条条件件下下，热热诱诱导导花花色色素素转转变变成成花花色色苷苷，再再与金属离子形成络合物与金属离子形成络合物 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(8)(8)(7)二氧化硫的影响二氧化硫的影响l l少量少量SOSO2 2可迅速使很多的花色苷失色可迅速使很多的花色苷失色 n n漂漂白白时时生生成成了了一一种种无无色色的的物物质质，造造成成可可逆逆或或不不可逆地退色或变色可逆地退色或变色 n n为为防防止止细细菌菌腐腐败败，用用5005002000mg2000mgkg kg二二氧氧化化硫硫水水溶溶液液处处理理水水果果，水水果果在在贮贮存存时时退退色色，但但再再用用水清洗后，颜色能恢复水清洗后，颜色能恢复 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(9)(9)l l（8）酶促反应 l l糖苷酶和多酚氧化酶能引起花色素失去颜色。糖苷酶的作用是水解花色素苷的糖苷键，生成糖和配基花色素，颜色的损失是由于花色素苷在水中的溶解度降低和转变为无色化合物。多酚氧化酶是在有氧和邻二酚存在时，首先将邻二酚氧化成为醌，然后邻苯醌与花色苷反应形成氧化花色素苷和降解产物，从而导致褪色。8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(10)(10)l8 83 32 2 类黄酮类黄酮n n包括类黄酮和游离类黄酮苷元包括类黄酮和游离类黄酮苷元n n广泛分布于植物组织细胞中广泛分布于植物组织细胞中n n在花、叶、果中，以在花、叶、果中，以苷的形式苷的形式存在存在n n木质部组织中木质部组织中以游离苷元的形式以游离苷元的形式存在存在n n类黄酮苷元的碳架结构也是类黄酮苷元的碳架结构也是C6C3C6C6C3C6结构结构n n区别于花青素的显著特征是区别于花青素的显著特征是44位皆为酮基位皆为酮基n n结构和性质上和黄酮相似结构和性质上和黄酮相似 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(10)(10)n n已知的黄酮化合物有已知的黄酮化合物有800800多种多种 n n分类分类 黄酮醇黄酮醇 茨非醇、茨非醇、皮酮、杨梅黄酮；皮酮、杨梅黄酮；黄酮黄酮 芹芹菜菜素素、洋洋地地黄黄酮酮，3,4,5,5,7-3,4,5,5,7-五五羟基黄酮等。羟基黄酮等。n n都具有黄色都具有黄色 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(11)(11)l化学性质化学性质n n能与多种糖形成糖苷能与多种糖形成糖苷 n n天然的黄酮类化合物具有丰富的色泽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。与不饱和性和羟基助色团相关。n n能和金属离子形成螯合物，常使食品带有颜色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罐头芦笋带上绿黑色 n n抗氧化性和形成风味抗氧化性和形成风味例如:1 1）类黄酮也会缩合形成缩合物，其颜色和呈色）类黄酮也会缩合形成缩合物，其颜色和呈色强度都会发生变化；强度都会发生变化；l l2 2）类黄酮遇碱会发黄，如芦笋、马铃薯、荸荠、）类黄酮遇碱会发黄，如芦笋、马铃薯、荸荠、面粉等在碱水中加热变黄，但用有机酸控制水面粉等在碱水中加热变黄，但用有机酸控制水的的PHPH则可使其逆转；则可使其逆转；l l3 3）类黄酮可与多价金属形成螯合物而呈不同的）类黄酮可与多价金属形成螯合物而呈不同的颜色，例如与铝螯合后会增强黄色，与铁螯合颜色，例如与铝螯合后会增强黄色，与铁螯合变成黑、紫、棕等不同颜色，而与锡螯合形成变成黑、紫、棕等不同颜色，而与锡螯合形成理想的黄色。理想的黄色。生理功能:l l类黄酮是一类重要的生物活性物质，类黄酮是一类重要的生物活性物质，它常常被作为保健功能因子应用于保它常常被作为保健功能因子应用于保健食品。健食品。l l目前已知的主要功能有：目前已知的主要功能有：l l1 1、清除自由基、清除自由基、l l2 2、扩张血管、扩张血管、l l3 3、改善微循环、改善微循环、l l4 4、降血脂、降胆固醇、降血脂、降胆固醇l l5 5、防止心脑血管疾病。、防止心脑血管疾病。柑桔类黄酮被称为生柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素物黄酮，即维生素P P。此外，柑桔类黄酮还应此外，柑桔类黄酮还应用于用于室内除臭和消毒。室内除臭和消毒。柚皮苷，橙皮苷在碱柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是性条件下加氢开环，是高甜度的新型甜味剂。高甜度的新型甜味剂。l l贮藏加工中的损失贮藏加工中的损失l l 大多数植物中的黄酮类物质主要存在大多数植物中的黄酮类物质主要存在于植物体的外层，如果皮、种皮等部位，于植物体的外层，如果皮、种皮等部位，而在原料预处理过程中，这些部位大部分而在原料预处理过程中，这些部位大部分要被去掉，直接造成生物类黄酮相对含量要被去掉，直接造成生物类黄酮相对含量的较大损失。的较大损失。红葡萄酒是带皮发酵，果皮中丰富的黄红葡萄酒是带皮发酵，果皮中丰富的黄酮类物质得以保存，其中的生物类黄酮含酮类物质得以保存，其中的生物类黄酮含量异常丰富，总量可达量异常丰富，总量可达10001000一一4000mg/L4000mg/L，有有的高达的高达6500mg/L6500mg/L，这也是常饮适量葡萄酒有这也是常饮适量葡萄酒有益于健康的原因所在。当然，这也与酿造益于健康的原因所在。当然，这也与酿造过程中微生物的作用和各种物质间的生化过程中微生物的作用和各种物质间的生化反应有关。反应有关。8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(12)(12)8 83 33 3 儿茶素儿茶素 l l在茶叶中含量很高在茶叶中含量很高l l儿茶素本身无色儿茶素本身无色l l有较轻的涩味，是有较轻的涩味，是许多水果和饮料的许多水果和饮料的风味来源风味来源 8.3 8.3 多酚类色素多酚类色素(13)(13)l l儿茶素易被氧化变成褐色儿茶素易被氧化变成褐色l l例如：红茶加工中，儿茶素被氧化成茶黄素和例如：红茶加工中，儿茶素被氧化成茶黄素和茶红素，前者色亮，后者色深，二者比例恰茶红素，前者色亮，后者色深，二者比例恰当时可呈漂亮的色泽当时可呈漂亮的色泽l l儿茶素遇金属产生白色或有色沉淀儿茶素遇金属产生白色或有色沉淀l l遇三绿化铁呈绿黑色遇三绿化铁呈绿黑色l l遇醋酸铅生成灰黄色遇醋酸铅生成灰黄