食品化学第八章色素.ppt

1,1、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,第七章 色素,Pigments,第一节 概述 第二节 食品中的天然色素 第三节 合成食品着色剂,3,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,Introduction,食品质量与颜色,食品的颜色与消费者,色素、护色、染色,4,Introduction,食品呈色的机理,色素能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质。食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，专门用于食品染色的添加剂称为食品着色剂。,发色团凡是分子在紫外及可见光区域内（200800nm）有吸收峰的基团都称为发色基团，如CC、CO、CHO、COOH、NN、NO、NO2、CS等。,助色团与发色基团直接相连接的OH、OR、NH2、NR2、SH、Cl、Br等官能团也可使色素的吸收光向长波方向移动，它们被称为助色基团。,第一节 概述,5,食品色素分类,第一节 概述,Introduction,根据来源分类,根据溶解性质分类,根据化学结构分类,6,由四个吡咯联成的环称为卟啉类化合物。,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,一、叶绿素（Chlorophylls）,1、结构,7,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,叶绿素a、b的结构,植醇,丙酸,观察几种衍生物区别 p296,8,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,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 Mg离子,镁离子可被铜、锌、铁取代,9,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,酶促变化,叶绿素酶植醇酯键水解，脱植。脂酶、蛋白酶、果胶酯酶、脂氧合酶和过氧化氢酶等。,3、叶绿素在食品加工和储藏中的变化,10,热和酸引起的变化,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,初期加热变化 产生游离叶绿素 pH降低诱发脱镁，进而生成焦脱镁叶绿素,11,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,Natural Pigments in Food,酶促、酸、热同时作用时，叶绿素的变化,12,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,光解,叶绿素,线性四吡咯结构,光解,甘油（主要）,乳酸、柠檬酸、琥珀酸和丙二酸（微量）,13,4、护绿方法,加碱护绿 高温瞬时灭菌 加入铜盐和锌盐气调保鲜、脱水、避光等,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,14,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,二、血红素（Haemachrome）,1、结构,2+,血红素是亚铁卟啉化合物,15,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,Natural Pigments in Food,1、结构,肌红蛋白结构简图,组氨酸残基的咪唑基,16,肌红蛋白的立体示意图,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,P301表,17,2、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,Natural Pigments in Food,18,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,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,19,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。,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,20,肉在储存时，肌红蛋白在一定条件下会变绿。肌红蛋白+H2O2 胆绿蛋白肌红蛋白+H2S 硫代肌红蛋白鲜肉热加工时，肉变褐色。肌红蛋白 肌色原（球蛋白变性）高铁肌红蛋白 高铁肌色原（球蛋白变性）,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,21,3、腌制肉的发色,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,加入了硝酸盐或亚硝酸盐作为发色剂颜色更鲜艳诱人对热、氧的耐性更强,22,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,亚硝基肌红蛋白,亚硝基肌色原,高铁肌红蛋白,亚硝基高铁肌红蛋白,NO,NO,加热,还原剂,（深红色）,（褐色）,（紫红色）,（亮红色，不稳定）,（稳定的粉红色）,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,23,硝酸盐和亚硝酸盐还具有防腐功能，但过量有害。发色助剂的添加。乳酸、L-抗坏血酸（盐）等。腌肉制品见光褐变。亚硝基肌红蛋白、亚硝基肌色原肌红蛋白、肌色原高铁肌红蛋白、高铁肌色原。,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,24,鲜肉真空密封配合除氧剂气调或气控配合除氧剂（co2）腌肉避光和除氧,4、肉和肉制品的护色,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,25,三、类胡萝卜素（Carotenoids）,类胡萝卜素（carotenoids）是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。动植物中分布广泛。,纯碳氢化合物组成的共轭多烯（胡萝卜素类）上述化合物的含氧衍生物（叶黄素类）,类胡萝卜素包括,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,26,-胡萝卜素,-胡萝卜素,1、结构,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,p306,胡萝卜素类-胡萝卜素、-胡萝卜素、-胡萝卜素、番茄红素,27,玉米黄素(zeaxanthin),辣椒红素(capsanthin),第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,p308,叶黄素类,28,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,2、性质,绝大多数是脂溶性，个别亲水（提取时注意）；具有适度的热稳定性；热、酸或光的作用下很容易发生异构化（叶黄素类颜色变化不明显）；易发生氧化而降解，且产物复杂；类胡萝卜素易被组织中存在的脂肪氧合酶等迅速降解；某些类胡萝卜素可以作为一种单线态氧、自由基猝灭剂。,29,3、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、醇类等,氧化,热挤压加工,非常高的温度,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,30,四、花色苷类（Anthocyans）,1、结构,花色苷是花青素的糖苷，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。p310,+,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,31,食品中较重要的 6 种花色素,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,P310图,32,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,2、性质,水溶性:花色苷花青素；颜色差异由于取代基种类和数量；p310花色苷的羰基有时被脂肪族或芳香族的有机酸酰化；植物中所含的种类数量差异很大。,33,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,3、影响花色苷稳定性的因素,pH值 p311图-312图 酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。酸性条件下呈色效果好,34,C：查尔酮（无色）,B：甲醇假碱（无色）,AH+:花色羊阳离子（红）,A：醌型碱（蓝）,+H+,锦葵色素-3-葡萄糖苷不同pH时的结构变化,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,35,受pH变化的影响，在pH0.71时为深红色，pH升高色素转变成蓝色醌式碱。,花青素-3-鼠李葡糖苷在pH0.714.02缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为1.610-2g/L,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,红光波长620-760，蓝光波长470,36,亚硫酸盐与花色苷的反应,花色苷是多酚化合物，结构的不饱和特性使之对氧化剂和还原剂非常敏感。如在贮藏和加工时添加亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色。,氧化剂与还原剂,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,37,温度 加热，平衡 查尔酮。冷却并酸化，花色苷 阳离子。加热会加速花色苷的降解，温度越高变色越快。光照 有利于花色苷的生物合成；引起花色苷的降解；其他辐照也能引起花色苷降解。,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,38,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,二氧化硫的影响 可逆 5002000 g/g 不可逆 二氧化硫会作用于花色苷的C4而生成了一种无色物质。,花色苷亚硫酸盐复合物（无色）,糖及其降解产物 高浓度的糖有利于花色苷的稳定。低时花色苷的降解或变色加速。,39,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,金属离子的影响(Al3+、Fe3+)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。,40,缩合,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,水解 酸水解：花青素和糖 酶水解：葡萄糖苷酶、多酚氧化酶,红移作用与亲核化合物生成无色物质,41,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,五、类黄酮化合物（Flavonoids）,1、结构,类黄酮的基本结构：2-苯基-苯并吡喃酮 最重要的类黄酮化合物是黄酮(flavone)和黄酮醇(flavonol)的衍生物,黄酮（2-苯基-苯并吡喃酮）,黄酮醇,42,水溶、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，加有机酸控制和逆转。类黄酮可与金属离子生成络合物，呈色效应强。类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,2、性质,43,类黄酮具有抗氧化作用。扩张血管、降血脂、清除胆固醇、防止心脑血管疾病等。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。,3、类黄酮在食品中的重要性,第二节 食品中的天然色素,Natural Pigments in Food,44,第三节 合成食品着色剂,Artificial Colors,GB2760-2011食品添加剂使用卫生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,45,食品调色注意事项,1、色素的配制 浓度 时间 水 器皿,2、色调的选择与拼色 品质 美学 习惯,3、安全性,4、注意现行的国家及国际相关标准要求,第三节 合成食品着色剂,Artificial Colors,46,