第九章：色素和着色剂

第九章：食品色素和着色剂1.人类对食品色泽的要求不论人们的文化习惯和心理有多大差别，都普遍要求食品保持原料固有的“自然美色泽”；或者保持传统加工方法而获得的被人们习惯的色泽。食品的颜色本身也能够反映出食品的某些品质。2.色泽的成色机理物质的颜色：由物质对自然光中的可见光的选择吸收而产生。2.1两个概念的区别（光色、物色）2.1.1光色光的固有颜色称之为光色。光色取决于光的波长，一定的波长产生一定的色觉。（1）波长与光谱关系①光谱小于100nm：X射线100nm--200nm：远紫外200nm---400nm：近紫外400nm----800nm：可见光800nm---近红外②可见光通常所说的可见光是对人类而言的。（2）色觉的产生人的色觉是一种综合感觉。可见光射入人眼被视网膜的光敏细胞感受在人脑中产生一种综合感觉人眼视网膜中含有三类光敏细胞。2.1.2物色由于物质对可见光的选择性吸收而呈现出来的被反射的互补光色。当两种光混合能够得到白光时，这两种光互称为补色光。2.2色素的成色机理色素吸收可见光，使食品呈现被吸收的可见光的互补光色。2.2.1生色团物质之所以能够吸收可见光呈现呈现不同的颜色，是由于其组成成分的分子结构中含有特殊的基团，即生色团。生色团的结构特点：一般是不饱和的，具有л电子或多个л键的共轭体系。生色基团有：HCCHCOCOHOCHONNNOCSNO2电子轨道能级△E电子轨道能级图σ*反键轨道л*反键轨道n非键轨道л轨道σ轨道2.2.2助色团某些与生色团直接相连的基团，可以使生色团的吸收方向向长波方向发生较小的移动。一般来说，助色团是极性较大，并含有孤电子对的基团。助色基团有：OHORNH2OR2SHClBr3.食品天然色素食品天然色素：指在新鲜的食品原料中，眼睛能看到的有色物质或本身无色但能引起化学反应导致颜色的物质。3.1分类（1）按来源分植物色素：叶绿素、胡萝卜素、花青素动物色素：血红素、类胡萝卜素微生物色素：红曲色素（2）按化学结构分四吡咯衍生物（卟啉衍生物）：叶绿素、血红素、胆色素异戊二烯衍生物：类胡萝卜素酮类衍生物：红曲色素、姜黄素多酚类衍生物：花青素、花黄素、儿茶素、单宁醌类衍生物：虫胶色素、胭脂虫红等（3）按溶解性分水溶性（叶绿素）脂溶性（类胡萝卜素）3.2常见的天然色素血红素叶绿素花青素类胡萝卜素、类黄酮、单宁、甜菜色素等。3.2.1血红素高等动物的血液、肌肉的红色色素，是载体血红蛋白的辅基，是由一个Fe和卟啉环构成的化合物。血红蛋白（Hb）和肌红蛋白（Mb）是由血红素和蛋白质结合而成。3.2.1.1结构（1）Myoglobin(肌红蛋白)组AA，咪唑基（2）Hemoglobin(血红蛋白)①Themajortypeofhemoglobinfoundinadultsismadeupoftwodifferentpolypeptidechains:theα-chainthatconsistsof141aminoacidresidues,andtheβ-chainof146residues.②Eachchain,likethatinmyoglobinconsistsofeightα-helicesandeachcontainahemeprostheticgroup.Therefore,hemoglobincanbindfourmoleculesofO2.③Thefourpolypeptidechainsarepackedtightlytogetherbymultiplenoncovalentinteractions.3.2.2.2在食品加工和贮藏过程中的变化（1）肉的色泽变化高铁肌红蛋白MMb+氧合肌红蛋白MbO2肌红蛋白Mb低氧分压高氧分压鲜红紫红褐色（2）肉类腌制品火腿，香肠等腌肉制品为什么具有鲜艳的红色？？？硝酸盐细菌还原作用亚硝酸盐发酵产生的乳酸外加的有机酸HNO2HNO2自动歧化反应外加的还原剂或肉中的生化还原NO肌红蛋白亚硝基肌红蛋白△亚硝基肌色原（3）亚硝酸盐发色的一些问题①过量亚硝酸盐的摄入：中毒亚硝酸盐是不会蓄积在体内的，膳食中绝大部分亚硝酸盐随尿排出，不会对人体造成危害。过量亚硝酸盐进入人体，会氧化血液中的血红蛋白为高铁血红蛋白，后者无携氧功能，导致组织缺氧，引起肠原性青紫症，皮肤青紫是本病的特征，尤以口唇青紫最为普遍。②亚硝酸盐与亚硝胺部分亚硝酸盐在特定条件下（如：环境酸碱度、微生物菌群和适宜的温度），可能转化为亚硝胺，而亚硝胺是一种致癌物质。DNA复制过程中，双链分开，活性烷基等致癌物与碱基形成加合物（亚硝胺类化合物一般是导致DNA上的鸟嘌呤甲基化），改变或引入碱基，当机体不能修复时，碱基无法互补，从而干扰复制。NONR1R2NHR1R2NO2-OH2++H+（4）腌肉制品中胆绿蛋白的产生亚硝酸盐酸盐或Vc过量添加。细菌代谢产生H2O2。细菌代谢产生H2S。3.2.2叶绿素（chlorophyll,chl）（1）结构性质（2）在食品加工、贮藏中的变化脱镁作用：在酸性条件下，Mg被H取代，生成暗绿色至绿褐色的脱镁叶绿素。Mg可被Cu,Fe,Zn等取代，其中铜叶绿酸钠稳定。水解作用：在碱性条件下水解为叶绿酸、叶绿醇及甲醇；在酶作用下水解为甲基叶绿素酸和叶绿醇氧化作用：加热达到沸点时易氧化失去绿色。（3）食品的护绿调控pH值：石灰水浸泡果蔬加工：烫漂避光除氧包装气调保鲜3.2.3花色苷类色素广泛分布于植物中的一类水溶性色素。（1）结构母体结构自然状态下以糖苷形式存在。（C3，C5）五种糖参与成苷：葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖（2）结构和色泽的关系（3）在食品加工、贮藏中的变化影响变色的因素pH值氧气与VC：加速花色苷降解光照：加速花色苷降解糖及其降解产物金属离子SO2的影响（4）果蔬护色避免长时间的加热和光照防止Fe3＋、Al3＋、Sn2＋的出现根据保护的颜色，控制pH用抗坏血酸、亚硫酸盐护色操作过程要注意淋洗、杀菌、漂白对花青素的综合影响本次课小结掌握食品色素的成色机理、肉的色泽变化肉、制品的发色问题。熟悉血红素、叶绿素、花青素在食品加工、贮藏过程中的变化，以及食品的护绿和果蔬加工中的护色问题。了解叶绿素的结构，以及花青素的结构和色泽的关系。第九章：色素和着色剂作业1.阐述食品色素的成色机理。2.亚硝酸盐在腌肉制品加工过程中的发色机理是什么？存在哪些问题？3.谈谈花青素在食品加工贮藏过程中的变化。