第八章色素

肌肉组织中肌红蛋白的含量因动物种类、年龄和性别、以 及部位的不同相差很大。


肌红蛋白是使肉类产生颜色的主要色素。

其他肌肉色素含量少不足以呈色，它包括：
细胞色素类（类似卟啉-蛋白质复杂结构中含铁的红色血 红素）；
维生素B12（比肌红蛋白的结构要复杂得多，含有与血红 素和细胞色素同样的卟啉环，但配位原子是钴原子而不是 铁原子）； 辅酶黄素（与细胞中的电子传递体系有联系）及血红蛋白。
N
N
不新鲜肉的颜色 高铁肌红蛋白(红宗色) MetMb +3
和亚硝基结合 亚硝基肌红蛋白(淡红色) NOMb+2
N N 蛋白质-Fe-NO N N
N
N
蛋白质-Fe-H2O N N
严重不新鲜肉的颜色 硫肌红蛋白(绿色) SMb +2 N N S-蛋白质-Fe-H2O N N
的光波长也越长。
如：共轭多烯类化合物的吸收光波长与共轭 双键的关系如下：
C-C CH=CH (CH=CH)3 (CH=CH)4 (CH=CH)5 (CH=CH)8 (CH=CH)11 (CH=CH)15
名称 吸收波长 乙烷 135 乙烯 185 己三烯 258 二甲基辛四烯 296 维生素A 335 二氢胡萝卜素 415 番茄红素 470 去氢番茄红素 504
按 来 源
按结构分成
四吡咯衍生物 如叶绿素和血红素 异戊二烯衍生物 如类胡萝卜素 多酚类衍生物 如花青素、花黄素 酮类衍生物 如红曲色素、姜黄素 醌类衍生物 如虫胶色素、胭脂虫红素

8.2 四吡咯色素
8.2.1.1 叶绿素(chlorophyll) 8.2.1.1.1 结构和物理性质 8.2.1.1.2 叶绿素在食品加工贮藏中的变化 8.2.1.1.3 护绿技术 8.2.2 血红素(heme) 8.2.2.1 结构和物理性质 8.2.2.2 在肉品加工中的变化 8.2.2.3 肉和肉制品的护色
结构：

血红蛋白和肌红蛋白都是结合蛋白质，除了多肽 链部分以外，还有与肽链配位的非肽部分。肌红 蛋白的蛋白质部分称为珠蛋白，非肽部分称为血 红素。 血红素结构： 血红素由两个部分即一个铁原子和一个平面卟 啉环所组成。

血红素是亚铁卟啉化 合物


肌红蛋白结构简图
血红素基团的结构
血红蛋白可粗略地看成是由四个肌红蛋白分子连接在一起 构成的 4 聚体，因此，在讨论这些色素的化学结构和性质 时可以肌红蛋白为例。 亚铁血红素 亚铁血红素
应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。
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地互相转换产生的，这是一种动态和 可逆的循环过程。 鲜宰肉 鲜分割 放置后 还原型肌红蛋白 氧合肌红蛋白 高铁肌红蛋白颜色 氧合肌红蛋白(鲜红色) MbO2+2 新割开肉的肉的色素 肌红蛋白(淡紫红色) Mb+2 N N 蛋白质-Fe-H2O N N 蛋白质-Fe-O-O N N
（3）在食品处理、加工和贮藏过程中的变化 食品在加工或贮藏过程中都会引起叶绿素 不同程度的变化:


透明容器包装的脱水食品容 包装 易发生光氧化和变色。 食品在脱水过程中叶绿素转变成脱 热烫 镁叶绿素的速率与食品在脱水前的 热烫程度有直接关系。 冷冻和冻藏过程 绿色蔬菜在冷冻和冻藏时颜色均会发生变 化，这种变化受冷冻前热烫温度和时间的 影响。
见光区具有吸收的基团就叫生色团。 常见的是： O O
‖ ‖
>C=C<、>C=O、 –C–OH、–C–H –N=N–、 –N=O、>C=S、–C–N=O、 –C≡C–、 >C=N– 等。
有两个或两个以上的生色基共轭时，可以
使分子对光的吸收波长移向可见区域内，该物
质就能显示颜色。共轭体系越长，该结构吸收
Phyty1:


叶绿素有多种，例如叶绿素 a、b、c 和 d，以及 细菌叶绿素和绿菌属叶绿素等。 与食品有关的主要是高等植物中的叶绿素 a 和 b 两种，两者含量比约为 3:1。 在叶绿体内，叶绿素可看成是嵌在蛋白质层和带 有一个位于叶绿素植醇链旁边的类胡萝卜素脂类 之间。
叶绿体基质
基粒
叶绿体
鲜重计
2.16 1.08 1.33 1.28 1.30 1.32 6.22 6.20 6.03 7.66
干重计
8.1 4.3 4.8 1.7 9.9 0.7 6.8 6.7 7.0 7.9
在93℃的5g偏亚硫酸氢钾溶液（KMS）中烫漂苋菜和荠菜各 1min, 叶绿素损失最少。低温干燥(33℃±2℃)能保留更多的 叶绿素。
中和酸：加入氧化钙和磷酸二氢钠pH接近 7.0。但会促进组织软化和产生碱味。 高温瞬时：但保绿时间短。 绿色再生：用锌或铜离子作用使产生取代 叶绿素。 调气、脱水、避光等。

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。
本研究的目的在于分析烫漂和干制条件对苋 菜和荠菜中β-胡萝卜素、抗坏血酸和叶绿素含 量的影响,为野生蔬菜的开发利用提供依据。

叶绿素的稳定性
绿色脂溶 绿色水溶 暗褐水溶 蓝绿水溶
8.2.1.1.2 叶绿素在食品加工贮藏中的变化 （1）酶促变化


间接作用：如脂酶、蛋白酶破坏叶绿素－脂蛋 白复合体；果胶酯酶使果胶酸增加提高质子浓 度而使叶绿素脱镁；脂氧合酶、过氧化物酶产 生氧化物质引起氧化分解。 直接作用：叶绿素酶催化叶绿素中的植醇酯键， 产生脱植叶绿素。
物理化学性质


叶绿素 a 和脱镁叶绿素 a 均可溶于乙醇、乙醚、 苯和丙酮等溶剂，不溶于水，而纯品叶绿素 a 和 脱镁叶绿素 a 仅微溶于石油醚。 叶绿素 b 和脱镁叶绿素 b 也易溶于乙醇、乙醚、 丙酮和苯，纯品几乎不溶于石油醚，也不溶于水。 因此，极性溶剂如丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、 吡啶和二甲基甲酰胺能完全提取叶绿素。
蛋白质
亚铁血红素 亚铁血红素
血（肌）红色素的红色是由于亚铁血红素所形 成。其颜色变化与铁离子的状态有关：
8.2.2.2 在肉品加工中的变化

卟啉环内的血红素以Fe2+或Fe3+状态存在。
①氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键
结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合
作用。
②氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反

食品色泽是通过它们对可见光波的选择吸收及反 射而产生的。 吸收光波长在可见光区以外：白色 吸收可见区域（370~770nm）：显示被反射光颜色， 即吸收光的互补色。 例如，物质选择地吸收绿色光，它显现的颜色则 为紫色。
显色物质具有生色团和助色团结构
生色团 (发色团）Chromophore：使物质在紫外光、可
颜色 无色 无色 无色 淡黄色 淡黄色 橙色 红色 紫色
助色团 Auxochrome：

指本身并不能产生颜色，但当其与共轭体系 或生色基相连时，可使共轭键或生色基的吸 收波长向长波方向移动而显色的基团（助色 基）。
常 见 的有 ： –OH、 –OR、 –NH2 、 –NR2 、 – SR， –Cl、-Br等。
加工过程中叶绿素(mg/g)的保存情况
加工条件
新鲜蔬菜 烫漂条件 水 水+KMS 食盐溶液 食盐溶液+KMS NaHCO3+MgO+KMS 干制条件 阴干 晒干 烘干 低温干制 苋菜 荠菜
鲜重计 干重计
1.62 0.90 1.25 0.81 1.10 0.96 3.2 3.6 3.7 4.4 9.3 7.2 8.2 6.6 7.8 6.9 3.70 3.92 4.30 5.00


它们在结构上的共同特点是与生色团相连 的原子都带有未共用电子对。
产生P－π共轭

助色团的另一作用是能使作为染料的有机 物较牢固地附着在纤维上。
8.1.2 食品色素的分类
植物色素：如甜菜红、姜黄
•天然 动物色素：如虫胶红、胭脂虫红 微生物色素：如红曲红 •人工合成天然色素: β -胡萝卜素、叶绿素铜钠 • 合成：苋菜江、胭脂红、赤藓红、新红、诱或 红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝、酸性红、二 氧化钛。
光氧的影响： 叶绿素具有官能侧基，所以能够发生许多 其他反应，碳环氧化形成加氧叶绿素，四吡 咯环破裂形成无色的终产物。
一旦植物衰老或从组织中提取出色素，或者是 在加工过程中导致细胞损伤而丧失这种保护，叶绿 素则容易发生降解。当有上述条件中任何一种情况 和光、氧同时存在时，叶绿素将发生不可逆的褪色.
第8章 色素 Chapter 8 Pigments
本章提要
1.色素的定义、作用和分类 2.四吡咯色素 3.类胡萝卜素 4.多酚类色素 5.食品着色剂 理解 掌握 掌握 理解 了解
Contents
1 Indrodution 2 Porphyrin 3 Carotenoids 4 Phenol pigments 5 Colorants in Foods
（3）在食品处理、加工和贮藏过程中的变化 食品在加工或贮藏过程中都会引起叶绿素 不同程度的变化:


透明容器包装的脱水食品容 包装 易发生光氧化和变色。 食品在脱水过程中叶绿素转变成脱 热烫 镁叶绿素的速率与食品在脱水前的 热烫程度有直接关系。 冷冻和冻藏过程 绿色蔬菜在冷冻和冻藏时颜色均会发生变 化，这种变化受冷冻前热烫温度和时间的 影响。
（2）酸、热、光及氧的影响
酸和热使叶绿素脱镁，颜色从绿变褐。
热的影响： 叶绿素中镁原子易被氢取代，形成脱镁叶绿素 。 叶绿素 a 的转化速率比叶绿素 b 快，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
酸的影响： 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。 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。 酸的来源：植物组织破坏，有机酸与叶绿素 接触；新形成有机酸。