4,肉及肉制品的护色
（ 1） 采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。
（ 2） 高氧压护色
（ 3） 采用 100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效果更好。
腌肉制品 的护色一般采用 避光、除氧 。
A,由于一些细菌活动产生的 H2O2可直接氧化?-亚甲基。
B,由于细菌活动产生的 H2S等硫化物，在氧或 H2O2
存在下，可直接加在?-亚甲基上。
C,由于 MNO2过量引起。
5,肉色变绿血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在?-亚甲基上，绿色的形成有三种情况,
类胡萝卜素 （ carotenoids） 是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。
绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素 （ lutein）,堇菜黄质 （ violaxanthin） 和新黄质 （ neoxanthin） 。
第三节 类胡萝卜素
Carotenoids
HO
O
O
HO OCOCH 3
OH
HO
岩藻黄质叶黄素
（ C40H5602）
堇菜黄质
（ C40H56O4）
一 结构类胡萝卜素包括,
① 纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）
② 上述化合物的含氧衍生物（氧 合叶黄素）
结构特征,
具有共轭双键，构成其发色基团，这类化合物由 8个异戊二烯单位组成,异戊二烯单位的连接方式是在 分子中心 的左右两边 对称 。
-胡萝卜素番茄红素 (Lycopene)和 β -胡萝卜素 (β-Carotene )
的结构关系 〔 表示 15-15′ 碳和 C5（异戊二烯）对称 〕
1 烃类胡萝卜素 (Carotenes)
2 含氧衍生物 (Xanthophylls)
（ 1）玉米黄素 (zeaxanthin),3,3′ -二羟基 -?-胡萝卜素，
存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。
（ 2）叶黄素 (lutein),3,3′ -二羟基 -?-胡萝卜素，存在于金盏花、绿叶中。
（ 3）辣椒红素 (capsanthin)及辣椒玉红素 (capsorubin)：存在于红辣椒中。
（ 4）柑橘黄素 (reticulataxanthin),5,8-环氧 -?-胡萝卜素，
存在于柑橘皮和辣椒中。
（ 5）虾青素 (astaxanthin),3,3′ -二羟基 -4,4′-二酮基 -?-
胡萝卜素，存在于虾、蟹、牡蛎等体内。
COOCH 3
HOOC
HO O
CO
C
OH
新黄质（ C40H56O4） 玉米黄素（ C40H56O2）
辣椒红（ C40H5603） 胭脂树素（ C25H30O4）
辣椒玉红素 α- 胡萝卜素
3 其 它
类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合,或与脂肪酸以酯类的形式存在 。
类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素稳定,而且可以改变颜色 。
类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合 。 O
OH
O
HO
COOH
HOOC
虾青素藏花酸二,类胡萝卜素的性质
1.所有类型的类胡萝卜素都系 脂溶性化合物 。
2.具有适度的 热稳定性 。
3.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 。
4.热,酸或光的作用下很容易发生 异构化 。
5.类胡萝卜素的颜色在 黄色至红色范围,
其检测波长一般在 430nm～ 480nm。
6.许多试剂能与类胡萝卜作用产生 光谱位移,因此可用于类胡萝卜素的鉴定 。 类胡萝卜素常与蛋白质结合,比游离态稳定 。
7.类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系特别是 脂肪氧合酶 迅速 降解 。
8.某些 类胡萝卜素可以作为一种 单重态氧猝灭剂,这种作用与氧分压的大小有关。
9.类胡萝卜素可作为 食品添加剂 用于油脂食品的着色，作为食品添加剂使用无限量。
三 加工过程中的稳定性
在一般加工和贮藏条件下是相对稳定 。
加热或热灭菌会诱导顺 /反异构化反应 。
第四节 酚类色素
Polyphenol Pigments
花色 羊 阳离子由苯并吡喃和苯环组成的
2-苯基 -苯并吡喃阳离子,A环,B环上都有羟基存在，花色苷颜色与 A环和 B环的结构有关。
1 'O
8
7
6
5 4
3
2
6' '5
'4
'3'2
1
+ B
A
花色 羊 阳离子一,花色（青）素（ Anthocyans)
1.结构
花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有 C6-C3-C6碳骨架结构。所有花色素苷都是花色 羊 （ flavylium） 阳离子基本结构的衍生物。
在食品中较重要的 6种花色素：
花葵素（天竺葵色素,pelargonidin）
花青素（矢车菊色素,cyanidin）
飞燕草色素（翠花素,delphinidin）
芍药色素 （ peonidin）
3′-甲花翠素 （ petunidim）
二甲花翠素（锦葵色素,malvidin）
食品中常见的花青素物质光学吸收性质羟基取代基增多，蓝色加强甲氧基增多
，
红色加强
花色素苷 由配基（花色素）
与一个或几个糖分子结合而成。
目前仅发现 5种糖 构成花色素苷分子的糖基部分，
按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、
木糖 和 阿拉伯糖。
花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：
单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在 3碳位上。
二糖苷含二个糖分子，二个可以都在 3碳位，或 3
和 5碳位各有一个。
三糖苷的三个糖分子通常二个在 3碳位和一个在 5
碳位的，有时三个在 3碳位上形成支链结构或直链结构。
2,影响花色素苷稳定性的因素
（ 1）结构分子中羟基数目增加则稳定性降低；
甲基化程度提高则增加稳定性；
糖基化也有利于色素稳定。
（ 2）酸度酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。
花青素 -3-鼠李葡糖苷在 pH0.71～ 4.02缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为 1.6× 10-2g/L
受 pH变化的影响,在
pH0.71 时为深红色,pH
升高色素转变成蓝色醌式碱 。
2
1
OH
O
O
O G L
R
OH
R
+
HO
R
OH
R
O G L
O
OH
1
2
O H
OH
O
OGL
R
OH
R
HO
1
2
2
1
OH
O G L
R
OH
R
HO
O H O
C：查尔酮
（无色）
B：甲醇假碱
（无色）
AH+:花色 羊 阳离子
（ 红 ）
A：醌型碱
（蓝）
+H+
二甲花翠素 -3-葡萄糖苷不同 pH时的结构变化
低 pH值时，以 二甲花翠素 -3-葡萄糖苷 羊 阳离子占优势；而在 pH4～ 6主要为 无 色甲醇假碱 结构；
当溶液在 pH6时呈现无色。
蓝色醌式碱（ A） 质子化生 成 红色花色 羊 阳离子
（ AH+）,然后水解形成 无色甲醇碱（ B），甲醇假碱与无色查耳酮（ C） 处于平衡状态，可概略表示于下：
C B
H 2 O
A H +
H +
A
（ 3）光照及温度
加热 有利于生成查尔酮型，颜色褪去。
花色素苷的热降解机制与花色素苷的 种类 和降 解温度 有关。
光 通常会加速花色素的降解。
（ 4）金属离子
（ 5）氧和还原剂
（ 6）水分活度（ Aw）
（ 7）糖及其降解产物
（ 8）酶
（ 9）缩合反应二,类黄酮（ Flavonoids )
1.结构类黄酮的基本结构,2-苯基 -苯并吡喃酮最重要的类黄酮化合物是 黄酮 (flavone)和 黄酮醇
（ flavonol） 的衍生物 。
'6 '5
'4
'3'2
'
1
O
O O
O
OH
黄酮（ 2-苯基苯并吡喃酮 ） 黄酮醇黄酮醇 常见的有 莰非醇 （ kaempferol),槲皮素
（ querein） 等 。
HO
OH
OH
OH
O
O
HO
OH
OH
OH
OH
O
O
槲皮素莰非醇黄酮 主要有 芹菜素 (apigenin),樨草素 (luteolin)。
OH
OH
OH
H O O
O
樨草素（黄酮类 ）
OH
HO O
O H O
芹菜素（黄酮类）
2,性质
类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。
类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈黄色、橙色或褐色。
类黄酮可与金属离子生成络合物。
类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。
3 类黄酮 在食品中的重要性
类黄酮具有抗氧化作用 。
柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素 P。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。
柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度的新型甜味剂。
三 原花色素
(proanthocyanidins)
原花色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过程中可转变成有颜色的物质。
主要存在于苹果、梨、
柯拉果、可可豆、葡萄、
莲、高梁、荔枝、沙枣、
蔓越桔、山楂属浆果和其他果实中。
原花色素的基本结构单元 是黄烷 3-醇或黄烷 3，
4-二醇以 4→8 或 4→6 键形成的二聚物，但通常也有三聚物或高聚物。
O H
O H
O HO H
OH O
O H
黄烷 -3,4-二醇
H O
O H
O H O H
O H
O H
O H
O
O H
H O O
O H
无色花色素
O H
H
2
H
O
OH
H O
O H
H
O H
H
O H
O H
O H
O H
H
O
O H
O H
H O O
O H
H
+
H O
O H
H
O H
O H
O HO H
O H
H O
O
H
[ H
+
]
O H
OH O
O H
O H
O
H
O H
O H
O H
O H
H
O H
H
O H
H O
原花青素的结构单元和水解机制花青素 表儿茶素原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素原花青素的主要生物功能
具有很强的抗氧化活性。
抗癌
清除自由基。
抑菌及抗病毒作用 。
四,单宁 (tannin)
食品中单宁包括两种类型：
缩合单宁 （原花色素）
水解单宁 （ hydrolyzable tannins）
相对分子质量为 500～ 3000的水溶性单宁可作为 澄清剂 。
单宁使食品具有 收敛性涩味,并产生酶促褐变反应 。
C O O H
H O
H O
H O
H O
H O
O
O H
O H
O
O
O
没食子酸（ 倍 酸）
（ gallic acid）
鞣花酸
（ ellagic acid）
五 甜菜色素 (betalaines)
主要特点,其颜色不受 pH的影响。
包括 甜菜色苷（ betacyanin,红色 ） 和 甜菜黄质 （ betaxanthin,黄色） 两种类型的化合物。
仅存在于 10个科 的种子植物中，含甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类似。
N
H
1 0
N
R
H O
+
H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C O O HH O O C N
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9 2 0
COO
（ 1） 甜菜色苷配基,R= -OH
（ 2）甜菜色苷（甜菜红素）,R= -葡萄糖
（ 3）苋菜红素,R=2′ -葡糖醛酸 -葡萄糖
H
1 0
N
R
H O
+
H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C O O H
H O O C N
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9 2 0
N
COO
（ 4） 异甜菜色苷配基,R= -OH
（ 5）异甜菜色苷（异甜菜红素）,R= -葡萄糖
（ 6）异苋菜红素,R=2′ -葡糖醛酸 -葡萄糖
1 结构甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子
C-2和 C-15，具有光学活性，结构中 R和 R′为氢原子或芳香取代基。
色素的 颜色是由于共振结构引起 的。
R或 R′ 不扩展共振,则此化合物呈黄色，称为甜菜黄素；
R或 R′ 扩展共振,则此化合物显红色，称为 甜菜色苷。
H
C OO HH OO C
RR ' +
N
N
N 7
CR
R
6 C H
C H
5
R
4
3
C H
2
R
N1
R
+ H
N
R
R R
C H
C H C H
R R
+ H
C
N
一般形式甜菜色素的共振结构
2 影响其稳定性的因素
热和酸甜菜色素在 pH4.0～ 5.0最稳定。
氧和光氧会加速色素的褪色,抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。
光加速甜菜色苷降解，
色素 种类 颜色 来源 溶解性 稳 定 性花色素苷 150 橙,红,蓝色 植物 水溶性 对 pH,金属敏感,热稳定性不好类黄酮 1000 无色,黄色 大多数植物 水溶性 对热十分稳定原花色素苷 20 无色 植物 水溶性 对热较稳定单宁 20 无色,黄色 植物 水溶性 对热稳定甜菜苷 70 黄,红 植物 水溶性 热敏感醌 200 黄至棕黑色 植物、细菌、藻 类 水溶性 对热稳定咕 吨酮 20 黄 植物 水溶性 对热稳定类胡萝卜素 450 无色,黄,红 植物、动物 脂溶性 对热稳定,易氧化叶绿素 25 绿,褐色 植物 有机溶 剂 对热敏感血红素色素 6 红,褐色 动物 水溶性 对热敏感核黄素 1 绿黄色 植物 水溶性 对热和 pH均稳定天然色素的特性一,酶促褐变机理植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。
第五节 酶促褐变
Enzymic Browning
CH2CHCOOH CH2CHCOOH CH2CHCOOH
NH2? O2 NH2? O2 -H2O NH2? O2
甲酚酶 OH 儿茶酚酶 =O
OH OH O
（酪氨酸）
O= HN =O
O= COOH 聚合 =O
N
O=
O= NH 黑色素的局部结构
OH OH OH O
OH + 2 + R2OH + H2O2 2 OH + O
过氧化物酶 R2OOH+ + O2
R R1 R1 R
O O
n O 聚合 O
n
R R
（黑色物质）
二,酶促褐变的条件多酚类底物，酶及氧三,酶促褐变的防止
1,抑制酶活
（ 1）加热灭酶
（ 2）调节 pH
（ 3）加酚酶抑制剂
2,除氧一 天然色素 (natural pigment)
1,叶绿素铜钠盐叶绿素铜钠盐称为铜叶绿素钠盐。
第六节 食品中的着色剂
Colorants in Foods
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)。
H O O C O O H
O H
C H ( C H O H ) 4 C H 3
O HOC H 3
H O
胭脂红酸胭脂红酸色素可 溶于水,乙醇,丙二醇,在油脂中不溶解 。
胭脂红酸的 颜色随 pH改变 而不同,pH4以下显黄色,pH4时呈橙色,pH6时呈现红色,pH8时变为紫色 。
胭脂红酸与 铁等金属离子形成复合物 亦会改变颜色 。
胭脂红酸 对热,光和微生物都具有很好的耐受性,尤其在酸性 pH范围,但染着力很弱,一般作为饮料着色剂,用量约为 0.005%。
3.紫胶虫色素 (laccaic acid)
紫胶虫 (Coceus lacceae) 其体内分泌物紫胶中 含有五种蒽醌类色素,称紫胶红酸,又称为虫胶红酸 。
紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取代不同,分别称为 紫胶红酸 A,B,C,D,E。
紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似,在不同 pH值时显不同颜色,即在 pH＜ 4,和 pH=4,6和 8时,分别呈现黄,橙,红和紫色 。
O H
R
O H
O HH O O C
H O O C
H O
O
O
紫胶红酸 A,B,C,E
A,R= -CH2CH2NHCOCH3
（ N-乙酰乙胺基 ）
B,R= -CH2CH2OH（ 乙醇基 ）
C,R= -α -氨基丙酸基
E,R= -CH2CH2NH2（乙胺基）
O
O
H O
H O O C
O H
O H
O H
C H 3
紫胶红酸 D
4.红曲色素 （ monascin）
红曲色素 （ monascin） 为红曲菌 (Monascus sp.)产生的色素，为混合物，属于 氧茚并类化合物。
红曲色素 均不溶于水,溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶剂。
红曲色素可 具有较强的耐光、耐热等 优点，并且对一些化学物质有较好的耐受性。
红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果汁等的着色。
5.姜黄色素 (curcumin)
姜黄色素 (curcumin或 turmeric yellow) 主要成分为姜黄素,脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素 。
姜黄色素 不溶于水,溶于醇或醚,显鲜艳黄色,
在碱性溶液中呈红色,经酸中和后仍恢复原来的黄色 。
着色性 （ 特别是对蛋白质 ） 较强,不易被还原,
对光,热稳定性较差,易与铁离子结合而变色 。
一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香 。
具体允许使用量参见我国 GB2760-1996,食品添加剂使用卫生标准,规定 。
6.焦糖色素焦糖色素 是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传统使用的色素之一。
我国已经明确规定 加胺盐制成的焦糖色素因毒性问题不允许使用,非胺盐法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料等。
二 人工合成色素 (artificial color)
GB2760-1996,食品添加剂使用卫生标准,规定允许使用的人工合成色素主要有：
苋菜红，胭脂红，
赤藓红，柠檬黄，
靛蓝等。
1 苋菜红
苋菜红属 偶氮磺酸型水溶性红色色素。
对光、热和盐类较稳定,且 耐酸性很好,但在碱性条件下容易变为暗红色。
对 氧化还原作用较为敏感 。
能使受试动物致癌致畸 。
苋菜红在食品中的 最大允许用量为 50mg/kg，
主要限用于糖果、汽水和果子露等种类。
2,日落黄 (sunset yellow )
日落黄（ sunset yellow FCF）的呈橘黄色,易溶于水、甘油,微溶于乙醇，
不溶于油脂。
耐光、耐酸、耐热,在酒石酸和柠檬酸中稳定，遇碱变红褐色。
ADI为 0~2.5mg/kg体重 。可用于饮料、
配制酒、糖果等,最大允许使用量为
100mg/kg食品 。
3.胭脂红 (ponceau)
胭脂红 (ponceau 4R)即 食用红色 1号,是苋菜红的异构体。
胭脂红为 红色水溶性色素 。
对光和酸较稳定,但对高温和还原剂的耐受性很差，能被细菌所分解，遇碱变成褐色。
这种色素 无致肿瘤作用 。我国食品添加剂使用卫生标准规定胭脂红 最大允许用量为 50mg/kg食品 。主要用于饮料、配制酒、糖果等。 N a O 3 S
N
S O 3 N a
H O
N a O 3 S N
4.柠檬黄 (tartrazine)
柠檬黄即 食用黄色 5号,为 水溶性色素 。
对 热,酸,光及盐均稳定 ;
耐氧性差 ;
遇碱变红色,还原时褪色 。
人体每日允许摄入量 （ ADI） ＜ 7.5mg/kg体重 。
最大允许使用量为 100mg/kg食品 。
5.靛 蓝 (indigo carmine )
靛蓝是世界上使用最广泛的食用色素之一 。
靛蓝的水溶液为紫蓝色,在 水中溶解度较低,溶于甘油,丙二醇,稍溶于乙醇,不溶于油脂 。
对 热,光,酸,碱,氧化作用均较敏感,
耐盐性也较差,易为细菌分解,还原后褪色,
染着力好,常与其他色素配合使用以调色 。
靛蓝的 ADI＜ 2.5mg/kg体重 。
最大允许使用量为 100mg/kg食品 。
（ 1） 采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。
（ 2） 高氧压护色
（ 3） 采用 100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效果更好。
腌肉制品 的护色一般采用 避光、除氧 。
A,由于一些细菌活动产生的 H2O2可直接氧化?-亚甲基。
B,由于细菌活动产生的 H2S等硫化物，在氧或 H2O2
存在下，可直接加在?-亚甲基上。
C,由于 MNO2过量引起。
5,肉色变绿血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在?-亚甲基上，绿色的形成有三种情况,
类胡萝卜素 （ carotenoids） 是一类使动植物食品显现黄色和红色的脂溶性色素。
绿叶中的三种主要类胡萝卜素是叶黄素 （ lutein）,堇菜黄质 （ violaxanthin） 和新黄质 （ neoxanthin） 。
第三节 类胡萝卜素
Carotenoids
HO
O
O
HO OCOCH 3
OH
HO
岩藻黄质叶黄素
（ C40H5602）
堇菜黄质
（ C40H56O4）
一 结构类胡萝卜素包括,
① 纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素）
② 上述化合物的含氧衍生物（氧 合叶黄素）
结构特征,
具有共轭双键，构成其发色基团，这类化合物由 8个异戊二烯单位组成,异戊二烯单位的连接方式是在 分子中心 的左右两边 对称 。
-胡萝卜素番茄红素 (Lycopene)和 β -胡萝卜素 (β-Carotene )
的结构关系 〔 表示 15-15′ 碳和 C5（异戊二烯）对称 〕
1 烃类胡萝卜素 (Carotenes)
2 含氧衍生物 (Xanthophylls)
（ 1）玉米黄素 (zeaxanthin),3,3′ -二羟基 -?-胡萝卜素，
存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。
（ 2）叶黄素 (lutein),3,3′ -二羟基 -?-胡萝卜素，存在于金盏花、绿叶中。
（ 3）辣椒红素 (capsanthin)及辣椒玉红素 (capsorubin)：存在于红辣椒中。
（ 4）柑橘黄素 (reticulataxanthin),5,8-环氧 -?-胡萝卜素，
存在于柑橘皮和辣椒中。
（ 5）虾青素 (astaxanthin),3,3′ -二羟基 -4,4′-二酮基 -?-
胡萝卜素，存在于虾、蟹、牡蛎等体内。
COOCH 3
HOOC
HO O
CO
C
OH
新黄质（ C40H56O4） 玉米黄素（ C40H56O2）
辣椒红（ C40H5603） 胭脂树素（ C25H30O4）
辣椒玉红素 α- 胡萝卜素
3 其 它
类胡萝卜素也可与糖或蛋白质结合,或与脂肪酸以酯类的形式存在 。
类胡萝卜素与蛋白质结合不仅可以保持色素稳定,而且可以改变颜色 。
类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合 。 O
OH
O
HO
COOH
HOOC
虾青素藏花酸二,类胡萝卜素的性质
1.所有类型的类胡萝卜素都系 脂溶性化合物 。
2.具有适度的 热稳定性 。
3.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 。
4.热,酸或光的作用下很容易发生 异构化 。
5.类胡萝卜素的颜色在 黄色至红色范围,
其检测波长一般在 430nm～ 480nm。
6.许多试剂能与类胡萝卜作用产生 光谱位移,因此可用于类胡萝卜素的鉴定 。 类胡萝卜素常与蛋白质结合,比游离态稳定 。
7.类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体系特别是 脂肪氧合酶 迅速 降解 。
8.某些 类胡萝卜素可以作为一种 单重态氧猝灭剂,这种作用与氧分压的大小有关。
9.类胡萝卜素可作为 食品添加剂 用于油脂食品的着色，作为食品添加剂使用无限量。
三 加工过程中的稳定性
在一般加工和贮藏条件下是相对稳定 。
加热或热灭菌会诱导顺 /反异构化反应 。
第四节 酚类色素
Polyphenol Pigments
花色 羊 阳离子由苯并吡喃和苯环组成的
2-苯基 -苯并吡喃阳离子,A环,B环上都有羟基存在，花色苷颜色与 A环和 B环的结构有关。
1 'O
8
7
6
5 4
3
2
6' '5
'4
'3'2
1
+ B
A
花色 羊 阳离子一,花色（青）素（ Anthocyans)
1.结构
花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有 C6-C3-C6碳骨架结构。所有花色素苷都是花色 羊 （ flavylium） 阳离子基本结构的衍生物。
在食品中较重要的 6种花色素：
花葵素（天竺葵色素,pelargonidin）
花青素（矢车菊色素,cyanidin）
飞燕草色素（翠花素,delphinidin）
芍药色素 （ peonidin）
3′-甲花翠素 （ petunidim）
二甲花翠素（锦葵色素,malvidin）
食品中常见的花青素物质光学吸收性质羟基取代基增多，蓝色加强甲氧基增多
，
红色加强
花色素苷 由配基（花色素）
与一个或几个糖分子结合而成。
目前仅发现 5种糖 构成花色素苷分子的糖基部分，
按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、
木糖 和 阿拉伯糖。
花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类：
单糖苷只含一个糖基，几乎都连接在 3碳位上。
二糖苷含二个糖分子，二个可以都在 3碳位，或 3
和 5碳位各有一个。
三糖苷的三个糖分子通常二个在 3碳位和一个在 5
碳位的，有时三个在 3碳位上形成支链结构或直链结构。
2,影响花色素苷稳定性的因素
（ 1）结构分子中羟基数目增加则稳定性降低；
甲基化程度提高则增加稳定性；
糖基化也有利于色素稳定。
（ 2）酸度酸度的改变，花色素的结构改变，颜色随之改变。
花青素 -3-鼠李葡糖苷在 pH0.71～ 4.02缓冲液中的吸收光谱，色素浓度为 1.6× 10-2g/L
受 pH变化的影响,在
pH0.71 时为深红色,pH
升高色素转变成蓝色醌式碱 。
2
1
OH
O
O
O G L
R
OH
R
+
HO
R
OH
R
O G L
O
OH
1
2
O H
OH
O
OGL
R
OH
R
HO
1
2
2
1
OH
O G L
R
OH
R
HO
O H O
C：查尔酮
（无色）
B：甲醇假碱
（无色）
AH+:花色 羊 阳离子
（ 红 ）
A：醌型碱
（蓝）
+H+
二甲花翠素 -3-葡萄糖苷不同 pH时的结构变化
低 pH值时，以 二甲花翠素 -3-葡萄糖苷 羊 阳离子占优势；而在 pH4～ 6主要为 无 色甲醇假碱 结构；
当溶液在 pH6时呈现无色。
蓝色醌式碱（ A） 质子化生 成 红色花色 羊 阳离子
（ AH+）,然后水解形成 无色甲醇碱（ B），甲醇假碱与无色查耳酮（ C） 处于平衡状态，可概略表示于下：
C B
H 2 O
A H +
H +
A
（ 3）光照及温度
加热 有利于生成查尔酮型，颜色褪去。
花色素苷的热降解机制与花色素苷的 种类 和降 解温度 有关。
光 通常会加速花色素的降解。
（ 4）金属离子
（ 5）氧和还原剂
（ 6）水分活度（ Aw）
（ 7）糖及其降解产物
（ 8）酶
（ 9）缩合反应二,类黄酮（ Flavonoids )
1.结构类黄酮的基本结构,2-苯基 -苯并吡喃酮最重要的类黄酮化合物是 黄酮 (flavone)和 黄酮醇
（ flavonol） 的衍生物 。
'6 '5
'4
'3'2
'
1
O
O O
O
OH
黄酮（ 2-苯基苯并吡喃酮 ） 黄酮醇黄酮醇 常见的有 莰非醇 （ kaempferol),槲皮素
（ querein） 等 。
HO
OH
OH
OH
O
O
HO
OH
OH
OH
OH
O
O
槲皮素莰非醇黄酮 主要有 芹菜素 (apigenin),樨草素 (luteolin)。
OH
OH
OH
H O O
O
樨草素（黄酮类 ）
OH
HO O
O H O
芹菜素（黄酮类）
2,性质
类黄酮的羟基呈酸性，具有酸类化合物的通性。
类黄酮在碱性溶液中易开环生成查耳酮型结构而呈黄色、橙色或褐色。
类黄酮可与金属离子生成络合物。
类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。
3 类黄酮 在食品中的重要性
类黄酮具有抗氧化作用 。
柑桔类黄酮被称为生物黄酮，即维生素 P。此外，柑桔类黄酮还应用于室内除臭和消毒。
柚皮苷，橙皮苷在碱性条件下加氢开环，是高甜度的新型甜味剂。
三 原花色素
(proanthocyanidins)
原花色素是无色的，结构与花色素相似，在食品处理和加工过程中可转变成有颜色的物质。
主要存在于苹果、梨、
柯拉果、可可豆、葡萄、
莲、高梁、荔枝、沙枣、
蔓越桔、山楂属浆果和其他果实中。
原花色素的基本结构单元 是黄烷 3-醇或黄烷 3，
4-二醇以 4→8 或 4→6 键形成的二聚物，但通常也有三聚物或高聚物。
O H
O H
O HO H
OH O
O H
黄烷 -3,4-二醇
H O
O H
O H O H
O H
O H
O H
O
O H
H O O
O H
无色花色素
O H
H
2
H
O
OH
H O
O H
H
O H
H
O H
O H
O H
O H
H
O
O H
O H
H O O
O H
H
+
H O
O H
H
O H
O H
O HO H
O H
H O
O
H
[ H
+
]
O H
OH O
O H
O H
O
H
O H
O H
O H
O H
H
O H
H
O H
H O
原花青素的结构单元和水解机制花青素 表儿茶素原花色素在无机酸存在下加热都可生成花色素原花青素的主要生物功能
具有很强的抗氧化活性。
抗癌
清除自由基。
抑菌及抗病毒作用 。
四,单宁 (tannin)
食品中单宁包括两种类型：
缩合单宁 （原花色素）
水解单宁 （ hydrolyzable tannins）
相对分子质量为 500～ 3000的水溶性单宁可作为 澄清剂 。
单宁使食品具有 收敛性涩味,并产生酶促褐变反应 。
C O O H
H O
H O
H O
H O
H O
O
O H
O H
O
O
O
没食子酸（ 倍 酸）
（ gallic acid）
鞣花酸
（ ellagic acid）
五 甜菜色素 (betalaines)
主要特点,其颜色不受 pH的影响。
包括 甜菜色苷（ betacyanin,红色 ） 和 甜菜黄质 （ betaxanthin,黄色） 两种类型的化合物。
仅存在于 10个科 的种子植物中，含甜菜色素植物的颜色与含花色素苷类似。
N
H
1 0
N
R
H O
+
H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C O O HH O O C N
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9 2 0
COO
（ 1） 甜菜色苷配基,R= -OH
（ 2）甜菜色苷（甜菜红素）,R= -葡萄糖
（ 3）苋菜红素,R=2′ -葡糖醛酸 -葡萄糖
H
1 0
N
R
H O
+
H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C O O H
H O O C N
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9 2 0
N
COO
（ 4） 异甜菜色苷配基,R= -OH
（ 5）异甜菜色苷（异甜菜红素）,R= -葡萄糖
（ 6）异苋菜红素,R=2′ -葡糖醛酸 -葡萄糖
1 结构甜菜色素的基本结构相同，存在两个手性碳原子
C-2和 C-15，具有光学活性，结构中 R和 R′为氢原子或芳香取代基。
色素的 颜色是由于共振结构引起 的。
R或 R′ 不扩展共振,则此化合物呈黄色，称为甜菜黄素；
R或 R′ 扩展共振,则此化合物显红色，称为 甜菜色苷。
H
C OO HH OO C
RR ' +
N
N
N 7
CR
R
6 C H
C H
5
R
4
3
C H
2
R
N1
R
+ H
N
R
R R
C H
C H C H
R R
+ H
C
N
一般形式甜菜色素的共振结构
2 影响其稳定性的因素
热和酸甜菜色素在 pH4.0～ 5.0最稳定。
氧和光氧会加速色素的褪色,抗氧化剂抗坏血酸和异抗坏血酸可增加甜菜苷的稳定性。
光加速甜菜色苷降解，
色素 种类 颜色 来源 溶解性 稳 定 性花色素苷 150 橙,红,蓝色 植物 水溶性 对 pH,金属敏感,热稳定性不好类黄酮 1000 无色,黄色 大多数植物 水溶性 对热十分稳定原花色素苷 20 无色 植物 水溶性 对热较稳定单宁 20 无色,黄色 植物 水溶性 对热稳定甜菜苷 70 黄,红 植物 水溶性 热敏感醌 200 黄至棕黑色 植物、细菌、藻 类 水溶性 对热稳定咕 吨酮 20 黄 植物 水溶性 对热稳定类胡萝卜素 450 无色,黄,红 植物、动物 脂溶性 对热稳定,易氧化叶绿素 25 绿,褐色 植物 有机溶 剂 对热敏感血红素色素 6 红,褐色 动物 水溶性 对热敏感核黄素 1 绿黄色 植物 水溶性 对热和 pH均稳定天然色素的特性一,酶促褐变机理植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。
第五节 酶促褐变
Enzymic Browning
CH2CHCOOH CH2CHCOOH CH2CHCOOH
NH2? O2 NH2? O2 -H2O NH2? O2
甲酚酶 OH 儿茶酚酶 =O
OH OH O
（酪氨酸）
O= HN =O
O= COOH 聚合 =O
N
O=
O= NH 黑色素的局部结构
OH OH OH O
OH + 2 + R2OH + H2O2 2 OH + O
过氧化物酶 R2OOH+ + O2
R R1 R1 R
O O
n O 聚合 O
n
R R
（黑色物质）
二,酶促褐变的条件多酚类底物，酶及氧三,酶促褐变的防止
1,抑制酶活
（ 1）加热灭酶
（ 2）调节 pH
（ 3）加酚酶抑制剂
2,除氧一 天然色素 (natural pigment)
1,叶绿素铜钠盐叶绿素铜钠盐称为铜叶绿素钠盐。
第六节 食品中的着色剂
Colorants in Foods
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)。
H O O C O O H
O H
C H ( C H O H ) 4 C H 3
O HOC H 3
H O
胭脂红酸胭脂红酸色素可 溶于水,乙醇,丙二醇,在油脂中不溶解 。
胭脂红酸的 颜色随 pH改变 而不同,pH4以下显黄色,pH4时呈橙色,pH6时呈现红色,pH8时变为紫色 。
胭脂红酸与 铁等金属离子形成复合物 亦会改变颜色 。
胭脂红酸 对热,光和微生物都具有很好的耐受性,尤其在酸性 pH范围,但染着力很弱,一般作为饮料着色剂,用量约为 0.005%。
3.紫胶虫色素 (laccaic acid)
紫胶虫 (Coceus lacceae) 其体内分泌物紫胶中 含有五种蒽醌类色素,称紫胶红酸,又称为虫胶红酸 。
紫胶红酸蒽醌结构中的苯酚环上羟基对位取代不同,分别称为 紫胶红酸 A,B,C,D,E。
紫胶红酸与胭脂红酸性质相类似,在不同 pH值时显不同颜色,即在 pH＜ 4,和 pH=4,6和 8时,分别呈现黄,橙,红和紫色 。
O H
R
O H
O HH O O C
H O O C
H O
O
O
紫胶红酸 A,B,C,E
A,R= -CH2CH2NHCOCH3
（ N-乙酰乙胺基 ）
B,R= -CH2CH2OH（ 乙醇基 ）
C,R= -α -氨基丙酸基
E,R= -CH2CH2NH2（乙胺基）
O
O
H O
H O O C
O H
O H
O H
C H 3
紫胶红酸 D
4.红曲色素 （ monascin）
红曲色素 （ monascin） 为红曲菌 (Monascus sp.)产生的色素，为混合物，属于 氧茚并类化合物。
红曲色素 均不溶于水,溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶剂。
红曲色素可 具有较强的耐光、耐热等 优点，并且对一些化学物质有较好的耐受性。
红曲色素是我国食品卫生法规定允许使用的食用色素之一，广泛用于肉制品、豆制品、糖、果酱和果汁等的着色。
5.姜黄色素 (curcumin)
姜黄色素 (curcumin或 turmeric yellow) 主要成分为姜黄素,脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素 。
姜黄色素 不溶于水,溶于醇或醚,显鲜艳黄色,
在碱性溶液中呈红色,经酸中和后仍恢复原来的黄色 。
着色性 （ 特别是对蛋白质 ） 较强,不易被还原,
对光,热稳定性较差,易与铁离子结合而变色 。
一般用于咖喱粉和蔬菜加工产品等着色和增香 。
具体允许使用量参见我国 GB2760-1996,食品添加剂使用卫生标准,规定 。
6.焦糖色素焦糖色素 是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物，是我国传统使用的色素之一。
我国已经明确规定 加胺盐制成的焦糖色素因毒性问题不允许使用,非胺盐法生产的焦糖色素可用于罐头、糖果和饮料等。
二 人工合成色素 (artificial color)
GB2760-1996,食品添加剂使用卫生标准,规定允许使用的人工合成色素主要有：
苋菜红，胭脂红，
赤藓红，柠檬黄，
靛蓝等。
1 苋菜红
苋菜红属 偶氮磺酸型水溶性红色色素。
对光、热和盐类较稳定,且 耐酸性很好,但在碱性条件下容易变为暗红色。
对 氧化还原作用较为敏感 。
能使受试动物致癌致畸 。
苋菜红在食品中的 最大允许用量为 50mg/kg，
主要限用于糖果、汽水和果子露等种类。
2,日落黄 (sunset yellow )
日落黄（ sunset yellow FCF）的呈橘黄色,易溶于水、甘油,微溶于乙醇，
不溶于油脂。
耐光、耐酸、耐热,在酒石酸和柠檬酸中稳定，遇碱变红褐色。
ADI为 0~2.5mg/kg体重 。可用于饮料、
配制酒、糖果等,最大允许使用量为
100mg/kg食品 。
3.胭脂红 (ponceau)
胭脂红 (ponceau 4R)即 食用红色 1号,是苋菜红的异构体。
胭脂红为 红色水溶性色素 。
对光和酸较稳定,但对高温和还原剂的耐受性很差，能被细菌所分解，遇碱变成褐色。
这种色素 无致肿瘤作用 。我国食品添加剂使用卫生标准规定胭脂红 最大允许用量为 50mg/kg食品 。主要用于饮料、配制酒、糖果等。 N a O 3 S
N
S O 3 N a
H O
N a O 3 S N
4.柠檬黄 (tartrazine)
柠檬黄即 食用黄色 5号,为 水溶性色素 。
对 热,酸,光及盐均稳定 ;
耐氧性差 ;
遇碱变红色,还原时褪色 。
人体每日允许摄入量 （ ADI） ＜ 7.5mg/kg体重 。
最大允许使用量为 100mg/kg食品 。
5.靛 蓝 (indigo carmine )
靛蓝是世界上使用最广泛的食用色素之一 。
靛蓝的水溶液为紫蓝色,在 水中溶解度较低,溶于甘油,丙二醇,稍溶于乙醇,不溶于油脂 。
对 热,光,酸,碱,氧化作用均较敏感,
耐盐性也较差,易为细菌分解,还原后褪色,
染着力好,常与其他色素配合使用以调色 。
靛蓝的 ADI＜ 2.5mg/kg体重 。
最大允许使用量为 100mg/kg食品 。
