第九章 食品色素和着色剂
Chapter 9 Pigments and Colorants
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一、分类 二、卟啉衍生物 三、异戊二烯衍生物 四、多酚类色素 五、着色剂
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一、分类
1、来源 动物色素（血红素、虾、蟹皮类、胡萝卜素）
植物色素（绿、红、紫）
微生物（红曲素）
2、化学结构 卟啉类衍生物（叶绿素、血红素）
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2、性质 叶绿素在植物体内与蛋白质、脂类、结合为叶绿体。（P— 卟啉环—植醇末端—脂类） 植物细胞死亡后，叶绿素游离出来。
游离的叶绿素很不稳定，对光、热敏感，不溶于水， 溶于 乙醇、丙酮。
在酸性条件下，Mg原子被H取代，→（绿）褐色脱镁叶绿 素（共振结构位移）
在稀碱液中可水解为绿色的叶绿酸盐+叶绿醇+甲醇（加热 v↑） （叶绿酸盐溶于水、较稳定，叶绿醇又称 为植醇）
主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、蕃 茄黄素、 辣椒红素、柑桔黄素、虾黄素
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（二）性质 类胡萝卜素具有亲脂性、溶于石油醚。 类胡萝卜素耐pH值变化，耐热、耐Mn+，与
蛋白质结合态时稳定。提纯后，对光、氧、热 敏感。脱水后类胡萝卜素稳定性↓，褪色。
易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子的 存在将加速β-胡萝卜素的氧化。
异成二烯类衍生物（类胡萝卜素）
多酚类衍生物（花青素、儿茶素）
酮类衍生物（姜黄、红曲）
醌类衍生物（虫胶、胭脂虫红）
3、溶解性 脂溶性色素
水溶性色素
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二、卟啉类色素 Porphyrin
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（一）叶绿素 Chlorophylls
1、结构 有叶绿素a， 3位为甲基 有叶绿素b， 3位为醛基 a：b=3：1
在适当条件下，叶绿素分子中Mg2+可被Cu2+、Fe2+、 Zn2+取代，较稳定,其中叶绿素铜钠为食品着色剂。
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3、护色 ①稀碱处理 （0.1%Na2CO3） ②烫漂（60～75℃）排除组织中的
氧，防止氧化
③加入Cu2+、Fe2+、Zn2+等离子 ④添加叶绿素铜钠（0.5g/kg） ⑤低温、冷冻干燥脱水
由于亚硝基肌红蛋白对氧、热比氧合肌红蛋白稳 定，基于此原理，肉食加工中，为保持肉的鲜艳 颜色而加入亚硝酸盐。 （硝酸钠＜0.5 g/kg（+Vc），亚硝酸钠＜ 0.15g/kg） MNO2的作用：（1）发色（2）抑菌（3）产生 腌肉制品特有的风味。但过量使用安全性不好， 在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。
（4）类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色 沉淀。
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（5）橙皮素，芦丁（芸香苷）等黄酮具有 降低血管渗透性作用，为Vp组分，具有降 血压作用。类黄酮具有抗氧化作用。
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3、单宁 Tannin
存在于柿子、茶叶、石榴等植物中，具有收敛性涩味。 结构复杂，水解后生成葡萄糖没食子酸，及其它多酚酸 （鞣花酸）。易溶于水，无色→黄色，水溶液呈酸性， 涩味，遇碱↓ +Fe3+↓（黑or蓝、绿）；+P（蛋白质）↓（去单宁）
N
H2O
肌红蛋白 紫红
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N
OH
高铁肌红蛋 褐
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①氧合作用 Oxygenation——（肌红蛋白） 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，生成鲜红色的氧合血 红素，这种作用被称为氧合作用。
②氧化作用 Oxidation——（肌红蛋白）血 红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成 棕褐色的高铁血红素的作用被称为氧化作用。
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% 高 铁 80 肌 红 60 蛋 白 40
20
1 2345 6
O2%
以上可逆变化与O2浓度有关，一般O2为1～4%时，易变为高铁 （变）肌红蛋白。 新鲜肉放在空气中，因为细菌繁殖，内 部O2 ↓，→褐色↑
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（2）与亚硝酸盐作用
肌红蛋白（Mb）（桃红）与NO结合生成鲜桃红 色的亚硝基亚铁肌红蛋白（NOMb）。 亚硝基肌红蛋白受热（蛋白质变性）生成较稳定 的鲜红色亚硝基血色原 Mb+NO→NOMb（桃红）→加热→亚硝酰血色 原（鲜红）
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肉及肉制品的护色
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肉色变绿
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三、异戊二烯衍生物
（类胡萝卜素 Carotenoids）
（一）结构 异戊二烯衍生物为共轭多烯的一类色素。
按结构及溶解性可分为两类：胡萝卜素类 共轭多烯
1、胡萝卜素类
叶黄素类 共轭多烯含氧衍生物
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2、叶黄素类
叶黄素类共轭多烯烃的含氧衍生物、呈浅 黄、橙、黄等色。
⑥低温、避光贮藏
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（二）血红素 Haemachrome
1、结构 血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。 血红素11
• 2、性质 (1) 色变 (p281) (氧合作用，氧化反应）
P
P
P
N
N
N
N
N
N
Fe2+
Fe2+
Fe3+
•
白 •
N
N
O2
氧合肌红蛋白 鲜红
(1) 呈浅黄色主要有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、查 耳酮及衍生物。 （2）类黄酮羟基呈酸性。
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，又恢复闭环结构，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。
（3）黄酮可与金属离子生成络合物。
热、酸或光的作用下很容易发生异构化。
（三）应用 广泛用于油质食品的着色，如人造黄油。
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四、多酚类色素 Polyphenol Pigments
（一）种类及结构 多酚类色素的分子结构的基本母核是苯并吡喃衍生物。 由下列几种类型：花色素、黄酮素、儿茶素、丹宁
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（二）性质
1、花色素 Anthocyans
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五、着色剂 Colorants in Foods
为保持或改善食品的色泽，需对食品进行人工着色。
（一）天然色素Natural pigment
(1) 叶绿素铜钠盐Chlorophyll (2) 胭脂虫色素Carminic acid 胭脂红酸是一种蒽醌色素，存在于胭脂仙 人掌上寄生的胭脂虫(cochineal)。
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（1）pH值影响颜色的改变
如：矢车菊色素（花青素）
pH≤3.0 pH=8.5 pH=11
红
紫罗兰 蓝
（2）与Mn+作用
与Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Al3+等络 合生成深色色素。
（3）与氧气的作用颜色变成暗棕色
（4）光加速降解
（5）二氧化硫，退色、漂白
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2、黄酮类 Flavonoids