大学课件 食品添加剂 发色剂

1•护色剂的定义•护色剂的种类和作用*•护色剂的护色机理*•护色剂的特性与使用*•护色助剂及其作用*•护色剂的安全性及研究现状•应用实例第五章护色剂/发色剂（Colorfixatives）护色剂：-根据GB2760-2014（狭义），护色剂是指能与肉及肉制品中呈色物质作用，使之在食品加工、保藏等过程中不致分解、破坏，呈现良好色泽的物质。-Substanceswhichareusedtofixthecolorofmeatandmeatproductsthroughinteractionwithmeatpigments.一、护色剂的定义*广义：能与食品中的某些成分发生作用，使食品呈现颜色的物质。它不只使用于肉制品，在果蔬等食品中也使用。-肉制品中使用的为硝酸盐和亚硝酸盐；果蔬中使用葡萄糖酸亚铁(它们可在茄子、黑豆、糖煮蚕豆、海带等果蔬中作为护色剂)、D-异抗坏血酸及其钠盐、亚硫酸盐等。-葡萄糖酸亚铁作为护色剂之一在我国仅批准在腌渍的橄榄菜中使用，它能与橄榄中的单宁物质发生颜色反应，产生特有的绿黑色。-D-异抗坏血酸及其钠盐、亚硫酸盐是果蔬中常用的护色剂，用于保护果蔬的色泽，防止其褐变。一、护色剂的定义种类：硝酸盐(钠盐、钾盐)、亚硝酸盐(钠盐、钾盐)作用*发色：使肉类制品呈现鲜艳稳定的亮红色。*抑菌：具有防腐作用，尤其是对肉毒梭状芽孢杆菌有明显的不可替代的抑制作用。*增进风味。*抗氧化作用：亚硝酸盐具有较强的抗氧化能力，能抑制脂肪的氧化。二、种类和作用原料肉的颜色与变色*原料肉的颜色构成：由肌肉中的肌红蛋白(myoglobin，简称Mb)和血液中的血红蛋白(hemoglobin，简称Hb)构成；屠宰经充分放血后，主要由Mb(占70-90%）构成。*原料肉的变色：-肌红蛋白是由1条多肽链组成的球状蛋白质（称珠蛋白）与1分子血红素结合组成。血红素是亚铁卟啉化合物，由一个Fe原子和一个卟啉环构成，Fe离子价态、配位体类型和卟啉环状态的变化等会改变肉的颜色。三、护色机理三、护色机理-新鲜肉中，Fe以Fe2+形式存在，Mb称还原型Mb，呈现暗的紫红色。-新鲜肉遇O2，开始时Mb表面与O2接触形成氧合Mb(oxygenatedmyoglobin)，此时Fe仍以Fe2+形式存在，肉呈现鲜红色。-当Mb继续氧化，Fe2+氧化成Fe3+时，生成高铁Mb(methemyoglobin,也称氧化型Mb)，呈褐色。-继续氧化，Mb卟啉环氧化，呈现绿色或黄色。血红素基团的结构肌红蛋白结构简图2Mb(Fe2+)MbO2(Fe2+)MMb(Fe3+)(myoglobin)(oxygenatedmyoglobin）(methemyoglobin)暗紫红鲜红褐色三、护色机理Mb(Fe2+)MbO2(Fe2+)MMb(Fe3+)(myoglobin)(oxygenatedmyoglobin）(methemyoglobin)暗紫红鲜红褐色还原剂护色机理亚硝酸菌酸性NO3-1NO2-1NO(鲜红色)加热-SH亚硝基血色原(稳定的粉红色)NOMb-亚硝酸盐在酸性条件下能产生NO，NO与肉类中的肌红蛋白结合，生成具有鲜红色的亚硝基肌红蛋白,此化合物在加热后释放出巯基而生成粉红色的亚硝基血色原(含Fe2+),此化合物性质稳定,从而使肉制品呈现持久的鲜红色。-硝酸盐在食品中先被亚硝酸菌还原生成亚硝酸盐，后与亚硝酸盐同。护色最佳条件pH：5.5；发色剂量：24~40mg/kg。三、护色机理亚硝酸钠(sodiumnitrite)*结构：NaNO2*作用：发色、抑菌、增强风味、抗氧化。*使用标准(GB2760-2014**)-使用范围：腌腊肉制品类，酱卤肉制品类，熏、烧、烤肉类，油炸肉类，西式火腿类，肉灌肠类，发酵肉制品类，肉罐头类。-最大使用量0.15g/kg。-残留量：≤30mg/kg、50mg/kg、70mg/kg。四、护色剂的特性与使用*使用注意事项-本品外观与食盐相似，应防止误食中毒。-不应加入婴幼儿食品中。硝酸钠(sodiumnitrate)*结构:NaNO3*作用：发色、抑菌、增强风味、抗氧化。*使用标准(GB2760-2014)-用于肉制品，最大用量0.50g/kg；残留量不超过30mg/kg(以亚硝酸钠计)。*使用注意事项-本品为强氧化剂，可因加热或摩擦着火；-不应加入婴幼儿食品中。定义:是指本身无发色功能，但与护色剂配合使用可以明显提高护色效果，并可降低护色剂用量而提高其安全性的物质。护色助剂种类*抗坏血酸（ascorbicacid)、异抗坏血酸(erythorbicacid)及其钠盐(sodiumsalts)*烟酰胺(维生素B5，尼克酰胺，nicotinamide)五、护色助剂及其应用3护色助剂的作用*Vc、异Vc及其钠盐：1、提高发色效果（防止NO2-的氧化，使生成更多的NO；防止Mb氧化；使褐色高铁肌红蛋白还原成红色的还原型肌红蛋白）；2、防止因氧化使肉味变质；3、防止产生致癌物质亚硝胺。*烟酰胺：1、提高发色效果（肌红蛋白能与其结合生成很稳定的烟酰胺肌红蛋白，难以被氧化，从而防止肌红蛋白在从亚硝酸生成亚硝基期间的氧化变色）；2、阻断亚硝胺的形成。五、护色助剂及其应用六、护色剂的安全性及研究现状护色剂在食品中的应用有利和弊两个方面，需要进行分析，进行利弊权衡。*利：其对肉毒菌的抑菌作用、发色作用能力、赋香作用还无完全的取代品。六、护色剂的安全性及研究现状*弊：亚硝酸盐具有一定毒性；硝酸盐本身毒性不大，其毒性主要是它在食物中、水中或在胃肠道，尤其在婴幼儿的胃肠道内被还原成亚硝酸盐所致。-LD50：亚硝酸钠：大鼠口服:85mg/kg(雄性)，175mg/kg(雌性)；小鼠口服:220mg/kg。硝酸钠：大鼠口服3236mg/kg。-对人体:亚硝酸盐0.2-0.5g引起中毒,3g导致死亡。-ADI：亚硝酸钠：0-0.06mg/kg(以亚硝酸根计，此ADI不适用于3月龄以下的婴儿)。硝酸钠：0-3.7mg/kg(以硝酸根离子计,此ADI不适于3月龄以下的婴儿)。*亚硝酸盐的安全性：-亚硝酸盐是急性毒性较强的物质之一。可氧化血红蛋白变成高铁血红蛋白，使血红蛋白失去携氧和释氧功能，造成全身组织缺氧，严重时可使机体迅速死亡。大量亚硝酸盐还会松弛血管的平滑肌，导致血管扩张，血压下降，使心肌缺氧状况恶化，进一步加速机体的死亡。-可与胺类物质生成强致癌物亚硝胺。六、护色剂的安全性及研究现状六、护色剂的安全性及研究现状NONR1R2NHR1R2NO2-OH2++H+胺类主要来源：原料肉本身胺的含量及在加工烹饪过程中蛋白质、氨基酸的高温分解。-肉中存在的某些氨基酸本身是胺类前体物，易发生亚硝基化：如甘氨酸、肌氨酸(肌肉组织中的基本成分)、缬氨酸、脯氨酸、丙氨酸等。-肉中还存在某些易亚硝基化的生物胺：如腐胺和尸胺。-氨基酸加热脱羧也是产生胺类物质的一个来源。-蛋白质高温分解也会产生胺类物质和氨基酸。-微生物也能参与亚硝胺的形成：1)能把硝酸盐还原为亚硝酸盐；2)能把蛋白质降解为胺类物质和氨基酸；3)能把游离氨基酸脱羧形成生物胺类物质。-大量研究表明，肉制品中N-亚硝基化合物（NOC，如亚硝胺）的含量依赖于：烹调方式，蒸煮温度和时间；残留和添加的亚硝酸盐的量；NOC前提物的含量；亚硝化的催化和抑制剂的存在；贮藏条件；原料。*经权衡利：1.到目前为止，尚未见有相同作用的替代品。各国都在保证安全和产品质量的前提下，严格控制使用。同时使用护色助剂，以降低亚硝胺的生成。2.亚硝酸盐是自然存在的。4六、控制护色剂安全性的方法及研究现状*提高其安全性的措施及研究现状。严格控制其使用范围、使用量及残留量。配合使用护色助剂,降低护色剂的用量。与食盐合用，降低护色剂的用量：有资料报道，添加少量亚硝酸盐(25mg/kg)就能产生良好的颜色和风味，但抑制肉毒梭菌则需较高的浓度(100-200mg/kg)。寻找发色剂的替代物:开发复配型或新型发色剂，以降低发色剂的用量或完全替代发色剂。四、发色剂的特性与使用-目前研究主要从以下几方面替代:(1)抑菌剂：山梨酸钾、乳酸链球菌素、次磷酸钠、酚类抗氧化剂、辐射等。(2)发色剂：红曲色素、甜菜红、氨基酸、Vc、生物发色等。(3)亚硝胺生成阻断剂：-生育酚，烟酰胺(VB5)，抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐、NaCl等。(4)添加天然物质来降低亚硝酸盐的残留量：姜蒜汁、芦荟等。近期研究成果(结合课本P201-205自学)(1)抑菌:山梨酸钾、乳酸链球菌素、次磷酸钠、酚类抗氧化剂、辐射等。-山梨酸钾：向肉中添加2600mg/kg山梨酸钾,则其对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制效果相当于添加了156mg/kg的亚硝酸盐。-山梨酸盐与亚硝酸盐联用,亚硝酸盐浓度至少应为40mg/kg,山梨酸浓度至少为0.2%时,其抗肉毒杆菌有特效。-乳球菌素：在肉中添加75mg/kg的乳球菌素，其抑制肉毒梭状芽孢杆菌的效果比150mg/kg亚硝酸盐的效果更好。-次磷酸钠：单独使用300mg/kg的次磷酸钠可以达到和120mg/kg亚硝酸盐同样抑制肉毒梭菌的效果。-酚类抗氧化剂：在BHA、BHT、TBHQ、PG中，BHA的抗菌性最有效。使用量为50mg/kg的BHA能抑制肉毒梭菌的生长。-辐射：-射线辐射能安全代替亚硝酸盐，但由于辐射不能防止脂肪氧化，也不能产生腌肉特有的风味和色泽，所以一般还需配合使用低浓度的亚硝酸盐。(2)发色剂:红曲色素、甜菜红、氨基酸、Vc、生物发色等。-红曲色素：5甜菜红：和低用量亚硝酸钠合用。抗坏血酸抗坏血酸可以促进亚硝酸盐还原成NO，并与肌红蛋白反应产生粉红色，缩短原料肉的腌制时间，使产品发色均匀。这种作用不仅发生在加工时，在贮藏中亦如此。未反应的肌红蛋白和被反应的肌红蛋白仍能借抗坏血酸的还原性，完成显色过程。用120mg/kg和550mg/kg的抗坏而酸钠和异抗坏血酸钠可以降低亚硝酸盐水平。氨基酸使用一种0.3%的氨基酸和肽的混合物,并同时使用10mg/kg的亚硝酸钠,其发色效果可高于10mg/kg的亚硝酸钠样品。0.5%～1%的赖氨酸和精氨酸等混合物,并同时使用10mg/kg亚硝酸钠可使灌肠制品的色调相当好。生物发色主要是利用可产生的亚硝酸盐还原酶降解亚硝酸盐的微生物或者其产生的亚硝酸盐还原酶来降低肉制品中亚硝酸盐含量。在微生物肉制品的发酵中，随着pH降低，促进了亚硝酸盐分解为NO(还原作用的最适pH值为5.5)，NO与肌红蛋白结合，形成稳定的亚硝基肌红蛋白，使产品呈亮红色，从而降低了亚硝酸盐残留量。(3)亚硝胺生成阻断剂--生育酚，烟酰胺(VB5)，抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐等。-研究表明，-生育酚可以阻断亚硝胺的形成，和抗坏血酸盐、烟酰胺合用时，其抑制效果更好。例如：（4）添加天然物质降低亚硝酸盐残留量姜蒜汁：实验表明，以水为浸提剂、浸提温度70℃、提取时间10min，反应时间15min的姜汁对亚硝酸盐的清除效果最好，其清除率为1μg/5.03g姜汁。芦荟：在pH为4、反应时间达到60min时，清除率达到最大。杀菌后的芦荟清除效果降低了4%～7%。将芦荟以15%添加到狗肉制品中：芦荟复合肉制品中亚硝酸钠残余量为16.86mg/kg，降低了35.26%。6七、护色剂的使用实例实例1结论：亚硝酸钠含量达到一定时(0.132g/kg)，可起稳定的护色作用。七、护色剂的使用实例结论：在原NaNO2中加入等量抗坏血酸，能增强护色效果，0.04g/kg以下用量效果还优于原0.132g/kg(鲜红++，表1)。结论：配方5(添加Vc)加入量比配方2(无Vc)多近70%，配方6(添加Vc)的加入量比配方3(无Vc)多108%，但由于有Vc，NO2-残留量都较低。七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例注：NaNO2加入量一致，但2多加了抗坏血酸钠，3除多加了抗坏血酸钠外，还多加了磷酸盐，葡萄糖酸内酯。结果：后者脂肪氧化水解速度减慢。结论：发色助剂及磷酸盐可减缓脂肪氧化。23结论：Vc及其钠盐、异Vc及其钠盐