食品化学——色素.ppt

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1、Chapter9Pigments色素09级食品科学与工程（1）班刘自平本章提要常见食品天然色素的化学结构以及基本的物理化学性质；常见食品天然色素在食品的储藏加工中的重要变化及其条件；食品储存加工中的酶促褐变及其抑制。难点：天然色素的护色9.1概述9.1.1食品色素:食品中能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质，包括天然色素和食品着色剂。食品的颜色是食品主要的感官质量指标之一食品的颜色通过影响人的感官，从而影响人的食欲和购买欲。9.1.2食品的呈色机理不同的物质能吸收不同波长的光，如果物质所吸收的光的波长在可见光区以外，这种物质就呈现出无色，如果它吸收的光的波长在可见光

2、区域（400~800nm），那么该物质就会呈现出一定的颜色，其颜色与反射的光的波长有关，人的肉眼所看到的颜色是由物体反射的不同波长的可见光所组成的综合色。食品色素一般为有机化合物，其分子结构中往往有发色团和（或）助色团。发色团：在紫外和可见光区（200~800nm)具有吸收峰的基团称为发色团或生色团，发色团均具有双键，如-C=C-、-C=O-、-N=N-、-N=O、-C=S-等。助色团：吸收波段在紫外区，本身并不产生颜色，但当与共轭体系或发色团连接时，可使整个分子的吸收波长向长波方向迁移而产生颜色，这类基团被称为助色团或助色基。助色团中一般含有-OH、-OR、-NH2、-SR2

3、、-SR、-CI等基团。含有发色团的化合物吸收可见光时，该化合物便呈现与被吸收光互补的颜色。9.1.3食品色素的分类（一）按来源的不同1.植物色素如绿色（叶绿素）、红色或紫色（花青素）等。2.动物色素如肌肉中的血红素，虾、蟹表皮的类胡萝卜素等。3.微生物色素如红曲霉的红曲素等。（二）按化学结构的不同1.四吡咯衍生物（或卟啉衍生物）如叶绿素、血红素、肌红素等。2.异戊二烯衍生物如类胡萝卜素。3.多酚类衍生物如花青素、花黄素（花酮素）、儿茶素、单宁等。4.酮类衍生物红曲红色素、姜黄素等。5.醌类衍生物虫胶色素、胭脂虫红等。（三）按溶解性质不同1.水溶性色素2.脂溶性色素9.2四吡咯

4、色素9.2.1叶绿素叶绿素是绿色植物、藻类和光合细菌的主要色素，是深绿色光和色素的总称，高等植物和藻类中存在四种结构很相似的叶绿素，称为叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、叶绿素d。9.2.1.1叶绿素的结构与性质叶绿素是含镁的四吡咯衍生物，有4个吡咯环和4个甲烯基连接成的一个大环，叫做卟啉环，也称为叶绿素的“头部”。镁原子居于卟啉环的中央，偏向于带正电荷，与其相连的氮原子则偏向于带负电荷，因而卟啉具有极性，可以与蛋白质结合。卟啉环上连接一个含羰基和羧基的副环（Ⅴ），称为同素环，副环上的羧基以酯键与甲醇结合。以酯键与Ⅳ吡咯环侧链上的丙酸相结合的部分称为叶绿醇或植醇，此部分称为叶绿素的

5、“尾部”。叶绿素a和叶绿素b的结构叶绿素ab都不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。色泽熔点乙醇溶液色泽荧光色泽旋光性叶绿素a蓝黑色粉末117～120℃蓝绿色深红色有叶绿素b深蓝色粉末120～130℃绿色或黄绿色红色有叶绿素的衍生物叶绿素在食品加工中最普遍的变化是生成脱镁叶绿素，在酸性条件下叶绿素分子的中心镁原子被氢原子取代，生成暗橄榄褐色的脱镁叶绿素，加热可加快反应的进行。单用氢原子置换镁原子还不足以解释颜色急剧变化的原因，很可能还包含卟啉共振结构的某些移位。叶绿素在稀碱溶液中水解，除去植醇部分，生成颜色为鲜绿色的脱植叶绿素，加热可使水解反应加快。脱植基叶绿素

6、的光谱性质和叶绿素基本相同，但比叶绿素更易溶于水。如果脱植基叶绿素除去镁，则形成对应的脱镁叶绿素甲酯一酸，其颜色和光谱性质与脱镁叶绿素相同。这些化合物之间的相互关系可用以下图解说明：9.2.1.2叶绿素在食品加工和储藏中的变化叶绿素酶是目前已知的唯一能使叶绿素降解的酶。叶绿素酶是一种酯酶，能催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇，分别生成脱植叶绿素和脱镁脱植叶绿素。对于叶绿素的其他衍生物，因其结构不同，叶绿素酶的活性显示明显的差别。叶绿素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性，在蔬菜中的最适反应温度为60～82.2℃，因此植物体采收后未经热加工，脱植叶绿素不可能在新鲜叶片上形成。如果加热温度超过

7、80℃，酶活力降低，达到100℃时则完全丧失活性。1.酶促变化2.热和酸引起的变化pH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解，在碱性介质中（pH9.0），叶绿素对热非常稳定，然而在酸性介质中（pH3.0）易降解。植物组织受热后，细胞膜被破坏，增加了氢离子的通透性和扩散速率，于是由于组织中有机酸的释放导致pH降低一个单位，从而加速了叶绿素的降解。叶绿素分子受热首先是发生异构化，形成叶绿素a′和叶绿素b′，当叶片在100℃加热10min，大约5%～10%的叶绿素a和叶绿b异构化为叶绿素a′和叶绿素b′。叶