9-食品中的天然色素

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9.3 类胡萝卜素或多烯色素（胡萝卜素、叶黄素） 类胡萝卜素或多烯色素（胡萝卜素、叶黄素） 类胡萝卜素是一类广泛分布于红色、 类胡萝卜素是一类广泛分布于红色、黄色和橙色水果及绿 色蔬菜中的脂溶性色素。 色蔬菜中的脂溶性色素。 类胡萝卜素分为两大类：胡萝卜素（纯碳氢化物） 类胡萝卜素分为两大类：胡萝卜素（纯碳氢化物）及其含 氧衍生物叶黄素。 氧衍生物叶黄素。
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2. 叶绿素在食品加工贮藏中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变化 叶绿素在酸、 叶绿素在酸、酶、热作用下生成的衍生物
叶绿素酶 脱植醇（酯键水解） 脱植醇（酯键水解） 酸/热 脱镁 脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性） 脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性） 热 脱CH3COO 焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性） 焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性） 叶绿素酶 脱植醇 脱镁 酸 /热
叶绿素（绿色，脂溶性） 叶绿素（绿色，脂溶性）
脱植叶绿素（绿色，水溶性） 脱植叶绿素（绿色，水溶性）
脱镁叶脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性） 脱镁叶脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性） 脱CH3COO 热
焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性） 焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）
含镁的叶绿素衍生物为绿色，脱镁叶绿素衍生物为橄榄绿色。 含镁的叶绿素衍生物为绿色，脱镁叶绿素衍生物为橄榄绿色。
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3. 腌肉色素： 腌肉色素： NO3
NO2 + H+
细菌还原作用
NO2 + H2O
PH5.4PH5.4-6.0
HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 2NO + H2O
3HNO2 2HNO2
歧化反应
肉内固有还原剂
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肌红蛋白 （紫红色） 紫红色）
NO
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1. 烃类胡萝卜素 见教材P 所示， 见教材P276图9-7所示，α-、β-、r-胡萝卜素和番茄红素 番茄红素的基本结构：在中心碳原子对（ 15-15′ 番茄红素的基本结构：在中心碳原子对（ 15-15′ ）的 周围对称排列，两端若环化则生成β 胡萝卜素。 周围对称排列，两端若环化则生成β-胡萝卜素。 2. 含氧衍生物 这一些类胡萝卜素也具相同的中心结构， 这一些类胡萝卜素也具相同的中心结构，但末端基团不同 （约有60种已知的末端基团） 约有60种已知的末端基团） 60种已知的末端基团
第九章 食品中的天然色素
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9.1 食品色素分类
按来源分为：天然色素和人工合成色素两大类。 按来源分为：天然色素和人工合成色素两大类。
按化学结构分为：四氢吡咯衍生物、多酚类衍生物、异戊 按化学结构分为：四氢吡咯衍生物、多酚类衍生物、
二烯衍生物、酮类衍生物。 二烯衍生物、酮类衍生物。
氧合肌红蛋白 鲜红色
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Fe++ N 球蛋白
肌红蛋白 红紫色
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Fe++ + 氧化 N N 球蛋白
高铁肌红蛋白 褐色
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N
N
新鲜肉呈现的色泽是氧合肌红蛋白、 新鲜肉呈现的色泽是氧合肌红蛋白、肌红蛋白和高铁肌红 蛋白三种色素不断互相转换产生的， 蛋白三种色素不断互相转换产生的，这是一种动态和可逆 的循环过程。这种平衡受氧气分压的强烈影响。 的循环过程。这种平衡受氧气分压的强烈影响。 在高氧分压时， 在高氧分压时，肌红蛋白向形成氧合肌红蛋白的方向进行 反应，只要血红素保持氧合状态就不会再发生颜色的变化。 反应，只要血红素保持氧合状态就不会再发生颜色的变化。
肌红蛋白、氧合肌红蛋白都能发生氧化， ③ 肌红蛋白、氧合肌红蛋白都能发生氧化，使Fe2+自动氧化 产生不需宜的高铁肌红蛋白的红褐色。 成Fe3+，产生不需宜的高铁肌红蛋白的红褐色。
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肉中还原态的肌红蛋白可向两个不同方向转变 O2 H2O2 O2 OH
N
N 氧合
N
N
N
N
Fe++ N 球蛋白
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（2）高温瞬时灭菌： 高温瞬时灭菌： 高温瞬时灭菌加工蔬菜，不仅能杀灭微生物， 高温瞬时灭菌加工蔬菜，不仅能杀灭微生物，而且比 普通加工方法使蔬菜受到的化学破坏小。 普通加工方法使蔬菜受到的化学破坏小。
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（3）加入铜盐和锌盐（绿色再生）： 加入铜盐和锌盐（绿色再生）： 叶绿素的衍生物（脱镁叶绿素、焦脱镁叶绿素）与铜、 叶绿素的衍生物（脱镁叶绿素、焦脱镁叶绿素）与铜、 锌等结合形成稳定的绿色物质。 锌等结合形成稳定的绿色物质。采用含铜或锌盐的热烫液 处理蔬菜加工罐头， 处理蔬菜加工罐头，结果可得到比传统方法更绿的产品 （青豆罐头中的青豆就是用CuSO4稀溶液处理或叶绿素 青豆罐头中的青豆就是用CuSO 铜钠染色而保持其绿色的）。但含铜过多的食品不利健康。 铜钠染色而保持其绿色的）。但含铜过多的食品不利健康。 ）。但含铜过多的食品不利健康
主要为氧合作用。
在低氧分压时，肌红蛋白（血红素Fe 在低氧分压时，肌红蛋白（血红素Fe2+）被氧化变成高铁 肌红蛋白（ ）。过渡金属离子特别是Cu能催化血红 过渡金属离子特别是Cu 肌红蛋白（Fe3+）。过渡金属离子特别是Cu能催化血红 素的自动氧化。主要为氧化作用。 素的自动氧化。主要为氧化作用。
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类胡萝卜素与蛋白质形成的复合物比游离的类胡萝卜素 更稳定 亚硫酸盐或金属离子的存在将加速β 胡萝卜素的氧化。 亚硫酸盐或金属离子的存在将加速β-胡萝卜素的氧化。 在低氧分压时，类胡萝卜素能抑制脂质的过氧化。 在低氧分压时，类胡萝卜素能抑制脂质的过氧化。 某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂，其中番茄 某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧猝灭剂， 红素是最有效的单重态氧猝灭剂。 红素是最有效的单重态氧猝灭剂。
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4. 肉及肉制品的护色 采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂（无氧） ⑴ 采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂（无氧）或充入富 氧气体密封。 氧气体密封。 高氧压护色。 ⑵ 高氧压护色。 采用100%CO 条件，若配合使用除氧剂，效果更好。 ⑶ 采用100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效果更好。
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性质： 2. 性质： ① 氧合作用：肌红蛋白和分子氧之间形成共价键结合为氧合 氧合作用： 肌红蛋白的过程（置换出H ），亚铁不被氧化 亚铁不被氧化。 肌红蛋白的过程（置换出H2O），亚铁不被氧化。 氧化作用： ② 氧化作用：肌红蛋白的血红素中亚铁与氧发生氧化还原反 应（Fe2+ Fe3+），形成高铁肌红蛋白的过程。 ），形成高铁肌红蛋白的过程 形成高铁肌红蛋白的过程。
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9.3.2 性质及加工过程中的稳定性
1. 性质 类胡萝卜素是脂溶性色素, 类胡萝卜素是脂溶性色素,因具有高度共轭双键的发色基 团和含有-OH等助色基团而呈现出不同的颜色 团和含有-OH等助色基团而呈现出不同的颜色 全反式化合物颜色最深, 全反式化合物颜色最深,若顺式双键数目增加则颜色变浅 类胡萝卜素耐PH变化,对热较稳定 类胡萝卜素耐PH变化, PH变化 类胡萝卜素在食品中降解的主要原因是氧化作用: 类胡萝卜素在食品中降解的主要原因是氧化作用: 脱水食品中类胡萝卜素的稳定性较差,迅速被氧化褪色; 脱水食品中类胡萝卜素的稳定性较差,迅速被氧化褪色; 脂肪氧合酶催化多不饱和脂肪酸氧化产生的过氧化物能 加速类胡萝卜素的氧化分解，使颜色褪去。 加速类胡萝卜素的氧化分解，使颜色褪去。
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1. 结构 血红蛋白和肌红蛋白都是血红素与球状蛋白结合而成的结 合蛋白。 合蛋白。 肌肉中的肌红蛋白： 肌肉中的肌红蛋白：由1个血红素分子和1条肽链（球 个血红素分子和1条肽链（ 蛋白）组成。 蛋白）组成。 血液中的血红蛋白： 血液中的血红蛋白：由4个血红素分子分别和4条肽链 个血红素分子分别和4 结合而成（肌红蛋白四连体）。 结合而成（肌红蛋白四连体）。 血红素：亚铁卟啉化合物。 血红素：亚铁卟啉化合物。 血红素、血红蛋白、肌红蛋白都是水溶性的。 血红素、血红蛋白、肌红蛋白都是水溶性的。 （结构见 教材P 教材P273图9-3） 血红蛋白、肌红蛋白都是生物代谢中氧气的载体。 血红蛋白、肌红蛋白都是生物代谢中氧气的载体。
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PH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解 PH影响蔬菜组织中叶绿素的热降解 在碱性介质（PH9.0） 在碱性介质（PH9.0）中，叶绿素对热非常稳定，然而在酸 叶绿素对热非常稳定， 性介质中（PH3.0）易降解。 性介质中（PH3.0）易降解。 光解：加工贮藏中的食品或食品原料， 光解：加工贮藏中的食品或食品原料，其中所含的叶绿素很 易受光和氧气的作用而光解为一系列的小分子化合物而褪色。 易受光和氧气的作用而光解为一系列的小分子化合物而褪色。
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食品加工中加入硝酸盐或亚硝酸盐，并保持强的还原气氛， 食品加工中加入硝酸盐或亚硝酸盐，并保持强的还原气氛， 制得的肉制品具有美观的红色就是依据这一反应原理。 制得的肉制品具有美观的红色就是依据这一反应原理。 但是： 但是： RNH2 + NaNO2 （过量） 过量） H+ RNHNO + Na+ + H2O 亚硝胺 （致癌） 致癌）
目前，保持叶绿素稳定性最好的方法， 目前，保持叶绿素稳定性最好的方法，是挑选 品质良好的原料，尽快进行加工并在低温下贮藏。 品质良好的原料，尽快进行加工并在低温下贮藏。
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9.2.2 血红素
血红素是存在于高等动物血液和肌肉中的主要色素。 血红素是存在于高等动物血液和肌肉中的主要色素。血红 素在血液中的存在形式为血红蛋白， 素在血液中的存在形式为血红蛋白，在肌肉中的存在形式 为肌红蛋白。 为肌红蛋白。