食品化学色素

2、姜黄素(Curcumin)
姜黄素是从草木植物姜黄的根茎中提取得到 的一种黄色色素，它是自然界中比较稀少的一种 二酮类色素姜黄中含3～6％的姜黄素。着色力好， 稳定性较差。 姜黄素也可用于咖哩粉、调料及黄色咸萝卜条 的着色。
结构
是一种二酮类衍生物，结构如下 ：
二、醌类衍生物
1、虫胶红(Lac color)：又称紫胶虫色素、紫草茸色 素。紫胶虫是一种寄生于梧桐科、豆科、桑科等植 物上的一种寄生虫，它的分泌物即为虫胶(紫胶)，在 中医上可以作为中药 (紫草茸)，并含有6％左右的色 素。虫胶色素有溶于水和不溶于水两大部分，它们 都是蒽醌衍生物，溶于水的称之为虫胶红酸(Laccaic acid)，有A、B、C、D、E五部分成分：
（8）缩合反应
花色苷自身或与蛋白质、单宁、其它类黄酮和 多糖之间能够缩合。有些产物可以使花色苷退色， 有些可以提高花色苷的稳定性。
（9）二氧化硫
二氧化硫可与花色苷发生反应从而时花色 苷退色。
（10）酶
花色苷的降解与酶有关，糖苷水解酶合多酚
氧化酶是已知的可以引起花色苷加速降解的酶。
单宁与食品的涩味有关，能参加酶促褐变反应，
二、食品中天然色素的分类
（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 如肌肉中的血红色，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、血红色、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
叶绿素 蓝黑色 117～ a 120 粉末 ℃ 叶绿素 深蓝色 120～ b 130 粉末 ℃
乙醇溶 荧光色 旋光性 泽 液色 泽 蓝绿色 深红色 有
绿色或 红色 黄绿 色
有
叶绿素a b都不溶于水，而溶于乙醇、 丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）叶绿素在食品加工和贮藏过程中的变化
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 原子臵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 绿色的脱植基叶绿素、植醇和甲醇，加热可使水解反应加快
生成过氧化物及更多的自由基，最终导致卟啉
降解及颜色完全消失。
②酶促变化
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，
分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。 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，脱植基叶绿素不可能在新鲜叶片上形成。如 果加热温度超过80℃，酶活力降低，达到100℃时则完全 丧失活性。
组成
红曲色素来源与微生物，是红曲霉菌丝分 泌的色素。红曲色素中有六种不同成分，其中 有橙色红曲色素（红斑花青素，红曲玉红素）、 黄色红曲色素（红曲素、黄红曲素）、紫色红 曲色素（红斑红曲胺、红曲玉红胺）。 上述这些上述的成分的物理化学性质互不 相同，具有实际应用价值的是醇溶性的橙色红 曲色素中红斑红曲素和红曲玉红素。
5、儿茶素
儿茶素是黄烷醇的总称，在茶叶 中大量存在，其含量为茶叶中多酚类 总量的60～80％。
性质
1. 白色结晶，在空气中氧化成黄棕色胶状物，易 溶于水、乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂、部分 溶于乙酸乙酯及醋酸中，难溶于三氯甲烷和无 水乙醚。 2. 儿茶素于三氯化铁，生成绿黑色沉淀，遇醋酸 铅生成灰黄色沉淀，可用于儿茶素的定性分析。 3. 儿茶素分子中酚羟基在空气中易氧化，尤其是 在碱性溶液中更易氧化，在高温、潮湿条件下 容易自动氧化成各种有色物质，同时亦可被多 酚氧化酶和过氧化酶氧化产生有色物质。 绿茶茶汤放置时间长时，水由绿变黄， 以至变红，这是儿茶素自动氧化的结构，茶叶 在贮藏过程中，滋味变淡，汤色变深变暗，与 儿茶素自动氧化也有密切的联系。
另外它还能与Fe3+形成黑色物质，与蛋白质形成不 溶性沉淀可以用来对果汁的澄清。含单宁高的植物可 以作为制革工业中的植物性鞣质原料。
性质
1. 2. 3. 4. 5. 6. 无定型粉末，易溶于水、酒精及丙酮； 水溶液呈酸性并有涩味； 遇生物碱沉淀‘ 与铁盐生成黑色或蓝、绿色沉淀‘ 与蛋白质作用生成不溶于水的沉淀； 在氧化酶的作用下，发生氧化聚合而生 成黑褐色沉淀。
（3）护绿方法
对于蔬菜在热加工时如何保持绿色的问题，曾有过大量的 研究，但没有一种方法真正获得成功。 a、中和酸而护绿：采用碱性钙盐或氢氧化镁使叶绿素分 子中的镁离子不被氢原子所臵换的处理方法，虽然在加工后产 品可以保持绿色，但经过贮藏后仍然变成褐色。 b 、高温短时灭菌：人们还应用高温短时灭菌 (HTST) 加工 蔬菜，这不仅能杀灭微生物，而且比普通加工方法使蔬菜受到 的化学破坏小。 c、绿色再生：在商业上，目前还采用一种复杂的方法， 采用含锌或铜盐的热烫液处理蔬菜加工罐头，结果可得到比传 统方法更绿的产品。 d、水分活度很低时有利于护色，脱水蔬菜能长期保持绿 色的原因。 e、气调保鲜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——气调保鲜。
④盐
盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解，有试验表明， 在烟叶中添加盐(如NaCl、 MgCl2 和CaCl2)后加热至90℃， 脱镁叶绿素的生成分别降低47%、70%和77%，这是由于盐 的静电屏蔽效果所致。
⑤水分活度
低水分活度有利于叶绿素的保存。
⑥ 气体环境
O2 不利于叶绿素的保存；N2有利于叶绿素的保存
4. 肉及肉制品的护色
类胡萝卜素
5.4.4 酚类色素
釒
蓝色
红色
无色
淡黄色
花青素对光和温度敏感，富含花青素 的食品在光照或较高的温度下很快会 变褐色。
（4） 金属离子
花色苷与钙、镁、锰、铁、铝等金属络合，生成紫红色、 蓝色或灰色等深色色素，它们不受pH影响而变色。因此含花 色苷的水果加工需要涂料罐或玻璃包装。同时加工过程中应 避免与这些金属接触。
5.2 卟啉类色素 吡咯是含有一个 N原子的五元杂环化 合物，它本身在自然界并不存在，但其 衍生物却普遍存在，尤其是4个吡咯环相 互之间通过次甲基桥（－CH＝）交替连 接起来的卟啉类化合物，其母体是卟吩。
卟吩重要重要衍生物如叶 绿素、血红色、细胞色素及 VB12等，它们都很重要。 由4个吡咯联成的环称为卟 吩，当卟吩环带有取代基时， 称为卟吩类化合物。
5.4.5 其它的天然食用色素
除上述三大类天然色素外，还有其它的一些
天然色素其结构与前三类不太相似，不能够系
统地归纳成相应的类别，基本上是酮类或醌类
衍生物，故在这里将它逐一加以介绍。
一、酮类衍生物
主要包括红曲色素和姜黄色素。
1.红曲色素(Monascin)：
红曲色素是存在于红曲米中的色素。红曲米是用水 将大米浸透、蒸熟以后接种红曲菌进行发酵而成，它可 以直接用于食品的着色，也可以用乙醇提取出色素再用 于食品的着色，还可以进一步进行精制、结晶等加工。 与其它的天然色素相比，红曲素具有强的耐光、耐 热及耐碱性，不与金属离子发生作用，也不和氧化剂， 还原剂如亚硫酸盐、H2O2、Vc等作用，它对蛋白质的染 色能力强，现已广泛用于肉制品、糕色、饮料、糖果等 的着色． 值得注意的是次氯酸盐对红曲素有强的漂白能力。
性质
1. 2. 3. 4. 5. 对ph值稳定； 耐热性强； 耐光性强； 几乎不受金属离子的影响； 几乎不受氧化剂、还原剂的影响；次氯 酸钠对它影响较大； 6. 对蛋白质染着性好，一旦染色后经水洗 不褪色。
在食品中的应用
酿造红酒，着色红香肠，红腐乳， 酱肉，粉蒸肉等，另外还可用它着色 糕点、禽类、火腿等食品。
第五章 色素和着色剂
5.1.1 食品色素：食品中能够吸收和反射可见光
波进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。 食品中各种色素都是由发色基团和助色基团构成的。
3、食品色素的作用
1、通过视觉给人以美感； 2、决定食品的质量； 3、决定食品的可接受性。
5.1.2、食品中的天然色素
一、天然色素的概念 即食品中固有的色素，一般是指新 鲜原料中眼睛能看到的有色物质，或者 本来无色而能经过化学反应呈现颜色的 物质。
③叶绿素在酸、热条件下的变化
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′。叶绿 素中镁原子易被氢取代，形成脱镁叶绿素，极性小于母体 化合物，反应在水溶液中是可逆的。在加热时叶绿素b 显 示较强的热稳定性。 叶绿素在受热时的转化过程是按下述动力学顺序进行： 叶绿素→脱镁叶绿素→焦脱镁叶绿素
。脱植基叶绿素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：
-CO2CH3
-CO2CH3
① 叶绿素的加氧作用与光降解