食品中的天然色素课件.ppt

8 食品中的天然色素,第一节 概述 第二节 食品中的天然色素 第三节 我国允许使用的合成色素,人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。,第一节 概述,食品质量与颜色,食品中颜色的来源,食品着色剂与食品质量,色素：食品中能呈现颜色的物质色素分类1）天然色素2）人工合成色素。天然色素分类 1）来源：植物、动物、微生物 2）结构：吡咯、多烯、酚类、醌酮类 3）溶解性：水溶性、脂溶性,第二节 食品中的天然色素,一、血红素（Haemachrome）,1、结构,2+,血红素是亚铁卟啉化合物,血红蛋白(Hemoglobin)和肌红蛋白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素蛋白质。血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白，其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位，达到配位数为六的化合物。,第二节 食品中的天然色素,一、血红素（Haemachrome）,1、结构,肌红蛋白结构简图,肌红蛋白的立体示意图,2、性质（1）氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。（2）氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。,第二节 食品中的天然色素,一、血红素（Haemachrome）,第二节 食品中的天然色素,高铁肌红蛋白（metmyoglobin）褐色,肌红蛋白（myoglobin）紫红色,氧合肌红蛋白（oxymyoglobin）鲜红色,氧分压对三种肌红蛋白的影响,低氧压时(120mm汞柱)主要为氧化作用；高氧压时 主要为氧合作用。,2、性质,第二节 食品中的天然色素,一、血红素（Haemachrome）,第二节 食品中的天然色素,一、血红素（Haemachrome）,3、腌制肉的发色,细菌还原作用,pH5.46.0 最适,岐化反应,肉内固有的还原剂,肌红蛋白,氧化氮肌红蛋白,氧化氮肌色原,高铁肌红蛋白,氧化氮高铁肌红蛋白,NO,NO,加热,还原剂,（深红色）,（褐色）,（紫红色）,（鲜红色）,（鲜红色）,第二节 食品中的天然色素,二、叶绿素（Chlorophylls）,1、结构,叶绿素a、b,植醇,第二节 食品中的天然色素,二、叶绿素（Chlorophylls）,2、基本性质,脂溶性,与蛋白质结合，叶绿体,对光、热敏感,酸性条件下易被氢取代,镁离子可被铜、锌、铁取代,第二节 食品中的天然色素,二、叶绿素（Chlorophylls）,3、叶绿素的稳定性,叶绿素（绿色，脂溶性）,-植醇,叶绿素酶,（绿色，水溶性）脱植叶绿素,脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）,-Mg2+,酸/热,脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）,-Mg2+,酸/热,-COCH3,热,焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）,焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）,-COCH3,热,第二节 食品中的天然色素,二、叶绿素（Chlorophylls）,4、护绿方法,加碱护绿 高温瞬时灭菌 加入铜盐和锌盐,第二节 食品中的天然色素,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,类胡萝卜素是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。大量存在于植物体中、动物体中和微生物体中。,纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素类）上述化合物的含氧衍生物（氧合叶黄素类）主要有叶黄素、玉米黄素、隐黄质、辣椒红素等。,类胡萝卜素包括,第二节 食品中的天然色素,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,1、结构,玉米黄素(zeaxanthin),辣椒红素(capsanthin),第二节 食品中的天然色素,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,2、性质,所有类型的类胡萝卜素都是脂溶性化合物；具有适度的热稳定性；易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子的存在将加速-胡萝卜素的氧化；热、酸或光的作用下很容易发生异构化；类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶迅速降解；某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂。,第二节 食品中的天然色素,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,3、类胡萝卜素的稳定性,在一般加工和贮藏条件下是相对稳定。加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应。,反-胡萝卜素,顺-胡萝卜素,分裂产品、挥发性产品,单-环氧化物、双-环氧化物、羰基化合物、醇类,氧化,热挤压加工,非常高的温度,人体不能直接合成叶黄素和玉米黄素，人类组织中存在的所有类胡萝卜素必须来源于膳食或其它相关来源如母乳和膳食补充剂。叶黄素和玉米黄素的最丰富食物来源是深绿色叶蔬菜，蛋黄也是叶黄素的有效膳食来源。婴儿叶黄素和玉米黄素来源是母乳(母乳喂养)，母乳中含有一定量的叶黄素和玉米黄素。普通牛奶中除了含有微量的胡萝卜素外，几乎不含叶黄素和玉米黄素。大多数市售的婴儿配方奶基本不含叶黄素和玉米黄素，或仅含有微量的来自配方奶原料的叶黄素和玉米黄素。,第二节 食品中的天然色素,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,多烯色素的应用,多烯色素作为一种天然色素广泛地应用于油脂食品，如人造奶油、鲜奶和其他食用油脂的着色。近年来，采用了一些新技术，使多烯色素能吸咐在明胶或可溶性糖类化合物载体如环状糊精上，经喷雾干燥后形成微胶相分散体，使其能均匀分散于水，能形成透明的液体，可直接用于饮料、乳品、糖果、面条等食品的着色。,第二节 食品中的天然色素,类胡萝卜素还被认为对许多慢性疾病具有预防作用，包括部分肿瘤和眼睛疾病。例如，来自蔬菜和水果的-胡萝卜素对肺癌和胃癌有很强的预防作用。番茄红素可降低卵巢癌和前列腺癌的风险。除了部分类胡萝卜素具有维生素A原作用外，目前认为类胡萝卜素的健康效应来自其普遍具有的强抗氧化能力。叶黄素和玉米黄素特异性地高度聚集于特定眼部组织中，增加膳食中叶黄素和玉米黄素摄入量可降低年龄相关性黄斑变性和自内障的患病风险。,第二节 食品中的天然色素,多烯色素的应用,四、酚类色素 酚类色素是水溶性色素。分为花青素、花黄素和鞣质三大类,第二节 食品中的天然色素,第二节 食品中的天然色素,（一）花青素（各种花色苷的总称）,1、结构,花青素具有C6C3C6碳的骨架机构。所有花色苷都具有2-苯基-苯并吡喃阳离子结构。,+,花青素是水溶性色素，在果蔬加工时会大量流失。,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,1、结构,目前文献报道的花青素约20余种，但在食品中最重要的只有6种，食品中较重要的 6 种花色素（如下表）,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,2、影响花青素稳定性的因素,pH值 酸度的改变，花青素的结构改变，颜色随之改变。氧气与还原剂 对氧气比较敏感，有抗坏血酸存在时，花色苷会消失，抗坏血酸本身也会被破坏。研究表明抗坏血酸能引起某些果汁、果酒等食品中的花青素苷降解，聚合生成沉淀。,光和温度 长时间的光照和加热会加速花色苷的降解。糖及其降解产物 高浓度的糖有利于花色苷的稳定。,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,2、影响花色苷稳定性的因素,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,2、影响花色苷稳定性的因素,金属离子的影响(Al3+、Fe3+等)花色苷的相邻羟基可与多价金属离子形成螯合物而改变颜色。因而果蔬加工与罐装时，应尽可能避免与以上离子接触。,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,2、影响花色苷稳定性的因素,二氧化硫的影响 二氧化硫会作用于花色苷的C4而生成了一种无色物质。当酸化与加热时，加入到花色素中去的SO2又可游离出来，再次呈现原花青素的色泽。,花色苷亚硫酸盐复合物（无色）,3、花青素苷在食品工业上的应用简况应用于食品工业或正在开发研究的花青素苷仅有几种。(1)葡萄皮和葡萄果汁色素。由7种以上的花青素苷组成，主要为锦葵葡萄糖苷色素，紫红色，在酸性条件下稳定，可用于饮料、色酒等。(2)萝卜红素。从紫红萝卜中提取的水溶性色素，主要成分为天竺葵葡萄糖苷、矢车菊3葡萄糖苷，具有鲜红的色泽。(3)其他。从很多的植物中都有分离花青素苷的价值，如红色玉米、紫色玉米、红米、黑豆皮、杜鹃花科类植物等。,第二节 食品中的天然色素,（一）花青（色）素（各种花色苷的总称）,第二节 食品中的天然色素,（二）类黄酮化合物（花黄素）,1、结构,类黄酮的基本结构：2-苯基-苯并吡喃酮 已知目前有1000种以上，最重要的类黄酮化合物是黄酮和黄酮醇的衍生物。,黄酮（2-苯基-苯并吡喃酮）,黄酮醇,水溶，浅黄或无色。类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈黄色、橙色或褐色。类黄酮可与金属离子生成络合物。类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。遇氧氧化变褐，遇铁离子可变成蓝绿色，这是酚羟基的呈色反应，在相关的食品加工中应引起注意。,第二节 食品中的天然色素,（二）类黄酮化合物（花黄素）,2、性质,类黄酮具有抗氧化作用。柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素P。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度的新型甜味剂。,第二节 食品中的天然色素,（二）类黄酮化合物（花黄素）,3、类黄酮在食品中的重要性,（三）单宁 又称鞣质，是植物中存在的复杂混合物，具有涩味，能与金属反应，分子结构中含多个酚羟基。是涩味的主要来源。植物单宁主要由儿茶酚、焦性没食子酸、根皮酚、原儿茶酸、没食子酸等单体组成。,第二节 食品中的天然色素,植物单宁可分为水解型和缩合型两类，,所有的单宁都具有潮解性，在空气中氧化成暗黑色的氧化物，碱可强化这一氧化作用；单宁与金属离子反应可生成不溶性的盐类，与铁离子反应生成蓝黑色物质，所以加工这类食物不能使用铁质器皿。果汁中的单宁能与果胶作用生成沉淀。单宁作为呈色物质，主要是在植物组织受损及加工过程中起作用，影响制品的色泽。,第二节 食品中的天然色素,思考题,为什么绿豆汤煮出来有点偏红有绿还有点偏黑呢？,用冷水煮绿豆汤，煮软之后是红色的汤；用热水煮绿豆汤，煮沸之后三五分钟把汤盛出来，汤是澄清而碧绿的。如果在汤里面加入蜂蜜，汤色会变暗发乌；用铁锅来煮绿豆汤，也会发生类似的事情；,思考题,为什么绿豆汤煮出来有红有绿还有黑呢？,取一只不锈钢锅，加了水。煮沸后放入绿豆，盖上锅盖。三分钟后，用汤勺舀出里面的汤，放在白色的大碗里面。汤色黄绿，澄清透明。,这就是绿豆皮煮出来的真正颜色。这里面含有大量的多酚类物质，只要见了氧气，它们就会变色。在锅里用沸水煮，又盖上盖子，接触不到氧气，所以暂时可以保持绿色。这种绿色的绿豆汤，豆皮中溶出的多酚类物质尚未氧化，它的清热解毒作用是最强的，想清火的人可以赶紧喝掉。,五分钟，眼见着汤色开始逐渐变化，渐渐地带上了橙黄色的调子。随着放置时间的延长，汤色越来越深，向红色发展日常煮软的绿豆汤，就是这样的颜色了。这是因为，多酚类物质只要接触氧气，非常容易氧化成醌类物质，并继续聚合成颜色更深的物质。这和茶叶泡出来之后越放颜色越深的道理是类似的。,日常煮绿豆汤的时候，因为煮的时间过长，和氧气接触充分，所以它们很难保持黄绿的颜色，而是变成红色。用开水煮比冷水煮加热时间短；用高压锅煮接触氧气少，有利于汤色的保持。不过，只要把汤舀出来，它们还是会很快变色。,思考题,为什么绿豆汤煮出来有红有绿还有黑呢？,常识：中药不能用铁锅来煎，水果也不能用铁锅来煮。其中理由，除了铁会催化多种维生素的氧化分解，还有一个原因，就是担心铁和药材、水果中的多酚类物质等有效成分发生反应，从而影响药效，或影响色泽。用砂锅或陶瓷锅，就没有这些麻烦啦,另外，如果在汤里加入大量蜂蜜，汤色变暗，是因为蜂蜜中含有多种矿物质，包括铁离子。而这些金属离子往往会和多酚类物质形成“复合物”，颜色为酱色、黑色、褐色、墨绿等，使汤色变暗发乌。这是一种正常现象，无毒无害，虽然可能影响到蜂蜜中微量矿物质的吸收，但因为其数量很少，所以无碍膳食营养全局。用铁锅来煮绿豆汤，会影响汤的颜色，其道理也是一样。,第三节 合成食品着色剂,GB2760食品安全国家标准 食品添加剂使用标准规定允许使用的人工合成色素主要有：,苋菜红 胭脂红 柠檬黄 日落黄,靛 蓝 亮 蓝赤藓红新 红,（1）苋菜红 为红色粉未，水溶液为品红色，溶于甘油及丙二醇，微溶于乙醇，不溶于油脂。我国规定它在食品中最大使用量为0.05g/kg。（2）赤鲜红 赤鲜红水溶液为樱桃红色，耐热、耐碱、耐氧化还原及耐菌性均好，但耐阳光性差、遇酸沉淀。我国规定它在食品中最大使用量为0.05g/kg。（3）胭脂红 为红棕色粉未，水溶液为红色，溶于甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。我国规定它在食品中最大使用量为0.05g/kg。,人工合成色素:,（4）新红 本品水溶液具有清澈红色，着色力与苋菜红相似，安全性较高。我国规定它在食品中最大使用量为0.05g/kg。（5）日落黄 水溶液为橙黄色溶于甘油及丙二醇，难溶于乙醇，不溶于油脂。我国规定它在食品中最大使用量为0.10g/kg。（6）柠檬黄 这黄色粉未，水溶液为黄色，溶于甘油及丙二醇，微溶于乙醇，不溶于甘油。我国规定它在食品中最大使用量为0.10g/kg。,（7）靛蓝 水溶液呈深蓝色，溶于甘油及丙二醇，稍溶于乙醇不溶于油脂。我国规定它在食品中最大使用量为0.10g/kg。（8）亮蓝 水溶液呈蓝色，耐光、耐热、耐碱、耐酸性均好，耐还原性也较高，但与金属副盐会慢慢沉淀。亮蓝安全性高，色度极强。我国规定它在食品中最大使用量为0.025g/kg。,综上，根据其来源分类1、植物色素 2、动物色素 3、微生物色素 4、矿物色素 天然色素安全上优于合成色素并可使用于所有食品种类。因此认为，为了给食品添加色素，最好选用天然色素，即使成本提高，消费者还是乐意接受的。,讨论：如何鉴别有色食品的真假？黑色的食品、绿色的食品、黄色和橙红色的食品,思考题,1、为了提高绿色蔬菜的色泽稳定性，采用下列的 处理可以改善加工蔬菜的色泽品质。A 加入一些有机酸 B 加入一些锌离子 C 增加水分活度 D 乳酸菌发酵,思考题,2、亚硫酸盐在食品中有多个作用，说出亚硫酸酸为何具有抗氧化性和对花青苷色素进行漂白作用。,思考题,加成反应生成花色苷亚硫酸盐复合物（无色）-引起褪色,思考题,3、试简述香肠、火腿等腌制品中红色的来源。,1 在下列条件中能抑制类胡萝卜素的自动氧化反应的条件是：_（A）高水分活度（B）高温（C）氧化剂（D）低水分活度2 pH对花色苷的热稳定性有很大的影响，在_pH时稳定性较好。（A）碱性（B）中性（C）酸性（D）微碱性3 天然色素按照溶解性分类，下列色素属于水溶性的是：_（A）叶绿素a（B）花色苷（C）辣椒红素（D）虾青素4 马铃薯、稻米、小麦面粉、芦笋、荸荠等在碱性条件下烹煮而呈黄色，这是由于其类黄酮生成黄色的_型结构。（A）叶酸（B）萘醌（C）鞣花酸（D）查耳酮5 在有亚硝酸盐存在时，腌肉制品生成的亚硝基肌红蛋白为_。（A）绿色（B）鲜红色（C）黄色（D）褐色,思考题,6 一些含类黄酮化合物的果汁存放过久会有褐色沉淀产生，原因是类黄酮与_反应。（A）氧（B）酸（C）碱（D）金属离子7 虾青素与_结合时不呈现红色，与其分离时则显红色。（A）蛋白质（B）糖（C）脂肪酸（D）糖苷8 氧分压与血红素的存在状态有密切关系，若想使肉品呈现红色，通常使用_氧分压。（A）高（B）低（C）排除氧（D）饱和9 不属于叶黄素类的色素是：_（A）辣椒红素（B）番茄红素（C）虾青素（D）叶黄素10 胡萝卜素是维生素A的前体，一分子的胡萝卜素可生成_分子维生素A。（A）1（B）2（C）3（D）411 不属于黄酮类化合物的是：_（A）花色苷（B）类黄酮（C）花青素（D）单宁,思考题,