第七章色素和着色剂PigmentsandColorants第一节概述第二节卟啉类色素第三节类胡萝卜素第四节酚类色素第五节食品中添加的着色剂7.1概述Introduction颜色(Color)：人们对有色物质的一种统称，如红、绿或蓝。色素（Pigments）：指具有色泽的细胞或组织中的正常成分。着色剂（Colorants）：表示具有色泽的任何一种化学物质。色素可能具有着色剂所没有的性质，例如，它可能是能量受体，氧载体，反辐射的保护剂。染料（Pigments）：指用在纺织工业上的着色剂，而不能用于食品。色淀（Lakes）：指吸附在惰性载体表面上的食品着色剂。人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400~800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。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）波长（nm）相应的颜色400紫黄绿425蓝青黄450青橙黄490青绿红510绿紫530黄绿紫550黄蓝青590橙黄青640红青绿730紫绿发色团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，发色团均具有双键。如：-N=N-,-N=O,C=S,C=C,C=O等.2.助色团Auxochrome有些基团的吸收波段在紫外区，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。如：-OH,-OR,-NH2,-NHR,-NR2,-SR,-Cl,-Br等。助色团波长红移(nm）-X(Cl,Br,I)2~30-OR17~50-SR23~85-NR240~953分类食品中的天然色素按来源分为：动物色素：如紫胶红、血红素等；植物色素:如甜菜红、姜黄素、β-胡萝卜素等；微生物色素：如红曲红等。按其化学结构可分为：卟啉类衍生物：如叶绿素、血红素和胆色素；异戊二烯衍生物：如类胡萝卜素；多酚类衍生物：花青素、类黄酮、儿茶素和单宁等；酮类衍生物：红曲色素、姜黄色素；醌类衍生物：虫胶色素和胭脂虫红等。若按色素溶解性可分为：脂溶性色素和水溶性色素。4天然色素的特点天然色素的耐光性、耐热性、耐氧化性、酸碱稳定性均较差，对金属离子也较敏感。因此，目前商业化生产并在食品加工中使用的天然色素的种类并不多，很多时候还需要用到合成着色剂。研究天然色素的意义更多在于如何采取有效措施，减少或抑制食品中天然色素的褪色及变色，更好地保持食品的色泽。7.2卟啉类色素Porphyrin由四个吡咯联成的环称为卟吩,当卟吩环带有取代基时，称为卟啉类化合物。7.2.1叶绿素Chlorphylls(1)结构叶绿素是自然界中能进行光合作用的色素，它广泛存在于植物组织中。高等植物中的叶绿素主要有两种类型，即叶绿素a和b，二者之比为3：1。叶绿素a(chlorophylla)：为四吡咯螯合镁原子的结构，在1，3，5和8位上有甲基取代，2位上有乙烯基，4位上有乙基，7位上的丙酸被植醇所酯化，9位上有酮基，10位置上有甲酯基。分子式为C55H72O5N4Mg。叶绿素b(chlorophyllb)：除了位置3为甲酰基而不是甲基外，其余与叶绿素a的构型相同，分子式为C55H70O6N4Mg。叶绿素a、b(2)叶绿素的稳定性（绿色，水溶性）脱植叶绿素叶绿素（绿色，脂溶性）-Mg2+酸/热-Mg2+酸/热脱镁脱植叶绿素（橄榄绿，水溶性）脱镁叶绿素（橄榄绿，脂溶性）-COCH3热-COCH3热焦脱镁脱植叶绿素（褐色，水溶性）焦脱镁叶绿素（褐色，脂溶性）(3)影响稳定性的因素①光、氧叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化，将此过程称为加氧作用（allomerization）。当叶绿素吸收等摩尔氧后，生成的加氧叶绿素呈现蓝绿色。植物正常细胞进行光合作用时，叶绿素由于受到周围的类胡萝卜素和其他脂类的保护，而避免了光的破坏作用。然而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。②酶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。③酸、热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。④盐盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解，有试