食品添加剂第三章食用色素

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赤藓红 (Erythrosine)
• 易溶于水，溶于乙醇， 不溶于油脂。耐光、 耐酸性差。 • 不适于汽水等饮料 • 着色力强，尤其对蛋 白质。 • ADI = 0-0.1mg/kg，果 汁等最大使用量为 0.05g/kg。
I NaO I O I O I . H 2O COONa
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合成方法
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栀子黄 (Crocin)
• 从栀子果实中用乙醇 提取。 • 主要色素为藏花素。 • 易溶于水，可溶于乙 醇，不溶于油脂。 • 耐热、耐光性在酸性 时较差。 • LD50 = 2.2g/kg。
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花色苷类
• 自然界分布最广的水溶性色素，果蔬、花 卉的主要色彩来源。 X • 结构特征： O Ar 苯并吡喃氧鎓离子盐。
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靛蓝 (Indigotine)
• 易溶于水，微溶于乙 醇，不溶于油脂。对 光、热、酸、碱均敏 感，耐盐性、耐细菌 性较弱。 • 着色力差，多配合使 用。 • ADI = 0-5mg/kg， LD50 = 2.5g/kg（小鼠， 经口）。
O NaO3 S N H H N SO3 Na
O
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合成方法
第三章 食用色素
1
• 天然食品一般都有美丽的色泽，但经过加 工后，会发生褪色或变色。为了保持或改 善食品的色泽，在食品加工中需要对食品 进行人工调色。
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颜色对食品的意义
用于判定食品 的品质
影响人们对风 味的感受
增进食欲
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定义
• 食用色素正式名称为 着色剂
• GB2760-2011：使食品赋予色泽和改善食 品色泽的物质。
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苋菜红 (Amaranth)
• 易溶于水，微溶于乙醇，不 溶于油脂。耐细菌性、还原 性差。 • 不适用于发酵食品、含还原 性物质的食品。 • 着色力较弱。 • ADI = 0-0.5mg/kg，果汁等 最大使用量为0.05g/kg。
HO N NaO3 S N SO 3Na
SO 3Na
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1. 色素的发色机理 2. 食用色素的分类 3. 合成色素 4. 天然色素 5. 发展趋势
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可见光波谱
• 自然光由不同波长的光组成，波长在380780nm之间的光叫可见光。
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7
• 颜色是通过色素对自然光中的可见光部分 选择性吸收和反射产生的。 • 食品所显示的颜色，不是所吸收光的颜色， 而是所反射光中可见光的颜色。 • 若光源为自然光，食品吸收光的颜色与反 射光的颜色互为补色。 • 食品吸收全部可见光时呈黑色，反射全部 可见光时呈白色，通过全部可见光时呈无 色。
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诱惑红 (Allura Red)
• 易溶于水，微溶于乙 醇，不溶于油脂。 对 碱、还原敏感。 • 着色力强。 • ADI = 0-7mg，LD50 = 10g/kg（小鼠，经 口）。
HO OCH 3 N N
NaO3 S H 3C
SO 3Na
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柠檬黄 (Tartrazine)
• 易溶于水，微溶于乙 醇，不溶于油脂。耐 氧化还原性差。 • 着色力强，调色性能 优良。 • 应用最广泛的黄色食 用色素。 • ADI = 0-7.5mg，LD50 = 12.75g/kg（小鼠， 经口）。
R1 X HO O OH OH OH R2
R1 = OCH3，R2 = OCH3 R1 = OCH3，R2 = OCH3 R1 = OCH3，R2 = OCH3 R1 = OCH3，R2 = OCH3
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类黄酮
• 黄酮（flavone）和黄酮醇（flavonol）的衍 生物。
O
OH
O
• 主要有高粱红、红曲红、姜黄素、茶黄色 素。
OH X O OH OH
OH
O-Glc-Xyl OH
X O
OH
HO
飞燕草色素-3接骨木二糖苷
OH
O-Glc-Xyl
矢车菊色素-3-接骨木二糖苷
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葡萄皮红 (Grape skin extract)
• 从葡萄皮中提取。 • 可溶于水、乙醇，不 溶于油脂。 • 耐热性较差，易氧化。 • 着色力弱，多聚磷酸 盐能稳定色调。 • ADI = 0-2.5mg/kg。
• 从黄玉米的麸质中提 取。 • 主要成分玉米黄素、 叶黄素和隐黄素。 • 油溶性色素，对光、 热敏感。 • ADI = 0-5g/kg， LD50 = 18g/kg。
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辣椒红 (Chili red)
• 辣椒属植物的果实用 溶剂提取后去除辣椒 素制成。 • 主要成分辣椒红素。 • 不溶于水，部分溶于 乙醇。 • 耐热性好，对光敏感。 • ADI未作规定，LD50 = 75g/kg。
OR
• 很不稳定，易受pH、氧化还原、金属离子、 温度等影响。
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红米红 (Red rice red)
• 从红米中乙醇萃取、 浓缩而制成。 • 易溶于水、乙醇。 • 耐热、耐光，对碱、 氧化剂敏感。 • 适于饮料等酸性食品， pH < 3。 • LD50 = 21.5g/kg（大 鼠，经口）。
OH X HO O O OH glucose OH
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不同波长光的颜色及其互补色
物质吸收的光 透过光（互补色） 黄绿 黄
波长（nm）
400 425
相应的颜色
紫 蓝青
450
490 510 530
青
青绿 绿 黄绿
橙黄
红 紫 紫
550
590 640
黄
橙黄 红
蓝青
青 青绿
730
紫
绿
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分子机理
• 电子跃迁 价电子从入射光中吸收能量，从基态分子 轨道跃迁到激发态分子轨道。
• 一般有：σ σ *，ππ*，nπ*等。
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发色团(Chromophore )
• 在紫外或可见光区(200~800nm）具有吸收峰的基 团被称为发色团或生色团，发色团均具有双键。 • 又称生色团。如羰基C=O。
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常见发色团
C C
C O H
C O
C O HO
N N
N O
N O O
C S
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• 一般含一个发色团的分子，吸收峰在200400nm之间，该物质不呈色。当含有两个 或以上共轭发色团时，吸收峰出现在可见 光区域，物质呈色。
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助色团(Auxochrome)
• 吸收峰在远紫外区不可能发色，但当它们 与发色团相连时，可使整个分子对光的吸 收向长波方向移动，这类基团被称为助色 团或助色基。
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着色机理
• 酸性官能团：—SO3H、—SO3Na、— COONa等，一般以钠盐形式存在。 • 结构中含有酸性染色官能团，水溶性良好， 属阴离子染料，通常在酸性介质中以静电 力（又称库仑力）和范德华力作用于蛋白 质纤维而上染的一类染料。
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• 染料分子与纤维大分子之间的范德华力正 比于染料自身的大小。所以弱酸性染料分 子的增大，使之在染蛋白质纤维时对强酸 介质的依赖减小。
α-胡萝卜素
叶黄素
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类胡萝卜素
• • • • 易溶于石油醚，不溶于水和乙醇。 对酸、热稳定，易氧化分解。 主要有番茄红素、胡萝卜素 类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围。
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胡萝卜素 (Carotene)
• 主要存在于深绿色或 红黄色的蔬菜和水果 中 • 三种异构体， β-胡萝 卜素最普遍。 • β-胡萝卜素为油溶性 色素，正常人每天需 6mg。 • ADI = 0-5mg/kg， LD50 = 8g/kg。
OH SH OR Cl NR 2 Br
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2.食用色素的分类
• 合成色素
化学合成方法生产 色泽稳定，鲜艳，色域宽，易调色 安全性受质疑
• 天然色素
来源：植物、动物、微生物、矿物 结构：类胡萝卜素、黄酮类、花色苷、卟啉、醌等
• 溶解性
脂溶性色素 (天然) 水溶性色素 (天然，合成)
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食用色素发展历史
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合成方法
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胭脂红 (Ponceau)
• 易溶于水，微溶于乙醇， 不溶于油脂。耐细菌性、 还原性差。 • 不适用于发酵食品、含还 原性物质的食品。 • 着色力较弱。 • ADI = 0-4mg/kg，豆奶等 最大使用量为0.025g/kg。 • 应用最广泛的红色食用色 素。
HO N NaO3 S N NaO 3S SO 3Na
• 天然色素合成色素改进的天然色素
• 评价指标： 稳定性，着色力，复配性能，价格
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合成色素
• 我国允许使用10种，美国10种，日本11种， 欧洲20种。 • 优势：稳定性、价格。
• 上海染料研究所全国唯一生产单位。
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合成色素的一般性质
• 一般为水溶性色素，不溶于植物油和有机 溶剂，所以在应用于油脂或醇中时必须借 助于助溶剂或乳化剂的分散、乳化作用来 达到相应的着色目的。 • 主要为偶氮类化合物。
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番茄红素 (Lycopene)
• 主要存在于茄科植物 西红柿的成熟果实中 。 • 对光和氧不稳定。 • 油溶性色素，ADI未作 规定。
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制备方法
• 直接萃取，酶法提取
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番茄红素的稳定性
• 作为平面共扼多不饱和烯烃，番茄红素的稳定性 较差，很容易被降解或从反构向顺构转变，在提 取分离、加工处理和贮藏过程中，光、热、酸、 碱及表面活性剂等可促进这些变化的发生，导致 番茄红素的损失。 • 氧、热、光会促使番茄红素的顺反异构化和氧化 降解，因此番茄红素的稳定性研究是番茄红素研 究领域的一个重要内容，这对于确定番茄红素的 提取、储存、加工及分析的环境条件具有重大的 实际意义。
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理源自文库性质
• 类黄酮呈浅黄色，遇三氯化铁可呈兰、紫、 蓝黑、棕色。 • 在碱性条件下，黄酮易开环生成查尔酮型 结构呈黄色（橙、棕）。 • 在酸性条件下，恢复闭环结构，颜色消失。 如：马铃薯，小麦面粉、稻米、芦笋、荸 荠等在碱性下烹煮变黄。
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高粱红 (Sorghum red)
• 从高粱种子、高粱壳 中提取。 • 易溶于水、乙醇。 • 对光、热稳定。 • 着色力强，pH<3.5易 沉淀，不适于过酸性 HO 食品。 • LD50 = 10g/kg（小鼠， 经口）。
• 从四川红心萝卜的鲜 根中提取。 • 易溶于水，不溶于乙 醇。 • 耐光、耐热，对氧化 剂敏感。 • 着色力强，在适于酸 性食品。 • LD50 = 15g/kg（大鼠， 经口）。
X HO O OH OH
OH
天竺葵素
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玫瑰茄红 (Roselle calyx red)
• 从玫瑰茄花萼片提取。 • 易溶于水、乙醇，难 溶于油脂。 • 不耐热、不耐光，尤 其蓝光；对氧化还原 HO 敏感。 • 适于酸性食品。 • LD50 = 15g/kg（小鼠， 经口）。
SO 3Na
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亮蓝 (Brilliant blue)
• 易溶于水，微溶于乙 醇，不溶于油脂。耐 还原作用比偶氮色素 强。 • 色度极强，使用量5100ppm。 • ADI = 0-12.5mg/kg， LD50 = 2g/kg（大鼠， 经口）。
SO3
NaO3 S
N
N
SO 3Na
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亮蓝的制备
• 由邻磺基苯甲醛与N-乙基-N-(3-磺基苄基)苯胺缩合，再经重铬酸钠或二氧化铅氧化， 反应结束后用纯碱碱化，再用氯化钠进行 盐析得粗品。将粗品溶于水，再用氯化钠 盐析即得成品。
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番茄红素的几种主要的结构式
• • • • • 全反式番茄红素 15—顺式—番茄红素 13—顺式—番茄红素 11—顺式—番茄红素 9—顺式—番茄红素
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叶黄素类
• 易溶于石油醚、乙醇。 • 以醇、酮、酸等形式存在。 • 主要有叶黄素、玉米黄、辣椒红、栀子黄。
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玉米黄 (Maize yellow)
矢车菊素-3-葡萄糖苷
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黑豆红 (Black bean red)
• 从黑豆种皮乙醇提取。 • 易溶于水、乙醇。 • 耐热、耐光，对碱、 氧化剂敏感。 • LD50 = 10g/kg（小鼠， 经口）。
HO
OH X O O OH galactose OH
矢车菊素-3-半乳糖苷
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萝卜红 (Radish red)
OH O
OH
OH
O
HO O OH OH O
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OH
芹菜素
槲皮黄苷
SO3 Na HO N N NaOOC N N
NaO 3S
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日落黄 (Sunset yellow)
• 易溶于水，微溶于乙 醇，不溶于油脂。耐 氧化还原性差。 • 着色力强，调色性能 优良。 • ADI = 0-2.5mg/kg， LD50 = 2g/kg（大鼠， 经口）。
HO N NaO3 S N
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天然色素
• 按结构：类胡萝卜素、黄酮类、花色苷、 卟啉、醌类等。 • 种类多，我国批准使用40余种，国际>100。 • 发展趋势
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类胡萝卜素 (Carotenoid)
• 8个异戊二烯单位构成的共轭多烯（四萜）。 • 按结构（含不含氧）分为： 胡萝卜素类（不含氧） 叶黄素类（含氧）—叶黄素、玉米黄素