食品化學 色素章節(jié)總結

第九章色素章節(jié)總結 提要 一 概述二四吡咯色素 葉綠素 血紅素 重點 三 類胡蘿卜素 重點 四 多酚類色素 花色苷 類黃酮 原花色素 一 概述 1 食品色素的定義和作用2 食品呈色的機理3 食品色素的分類 食品色素的定義和作用 食品色素的定義 食品中能夠吸收或反射可見光進而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質統(tǒng)稱為食品色素 foodpigments 包括 食品原料固有的天然色素 食品加工中形成的有色物質 外加的食品著色劑 食品色素的定義和作用 食品色素的作用 1 刺激消費者的感覺器官 2 影響人們對食品風味的感受 3 顏色鮮艷的食品可以增加食欲 4 食品的色澤主要由其所含的色素決定 色素呈色機理 食品色素一般為有機化合物 其分子結構中往往具有發(fā)色團和助色團 在紫外和可見光區(qū) 400 800nm 具有吸收峰的基團被稱為發(fā)色團或生色團 常見的發(fā)色團 N N N O C S C N O C C C N C CC O等 波段在紫外區(qū) 本身不產生顏色 但當與共軛體系或發(fā)色團連接時 可使整個分子的吸收波長方向遷移而產生顏色 這類基團被稱為助色團或助色基 常見的助色基 團 OH OR NH2 NR2 SR Cl Br等 色素呈色機理 物質的分子只含有一個上述基團時 由于它們的吸收波長在200 400nm之間 物質仍是無色的 如果分子中有2個或2個以上生色基共軛時 可以使物質對光的吸收波長移向可見光區(qū)域內 使物質呈現(xiàn)顏色 共軛體系越長 該結構吸收的光波長也越長 如 共軛多烯類化合物的吸收光波長與共軛雙鍵的關系如下 名稱吸收波長顏色C C乙烷135無色CH CH乙烯185無色 CH CH 3己三烯258無色 CH CH 4二甲基辛四烯296淡黃色 CH CH 5維生素A335淡黃色 CH CH 8二氫胡蘿卜素415橙色 CH CH 11番茄紅素470紅色 CH CH 15去氫番茄紅素504紫色 1 下列哪種物質吸收光的波長最長 A CH CHB CH CH 3C CH CH 11D CH CH 52 可見光范圍內 某物質選擇對吸收紫色光 則該物質呈現(xiàn)的顏色是 A紫色B綠色C紅色D黃色 C B 食品色素的分類 葉綠素植物色素類胡蘿卜素花青素天然色素血紅素動物色素卵黃蝦殼中的類胡蘿卜素食品色素微生物色素如紅曲色素 按來源 人工色素 食品色素的分類 吡咯類葉綠素血紅素天然色素異戊二烯類類胡蘿卜素 按化學結構 辣椒紅色素多酚類花青素花黃素酮類紅曲色素姜黃素醌類蟲膠色素胭脂蟲紅素 判斷 天然色素的安全性比人工合成性高 穩(wěn)定性比人工色素好 答 錯 天然色素的安全性不一定比人工合成性高 穩(wěn)定性一般比人工色素差 二 四吡咯色素 1 葉綠素2 血紅素 葉綠素的結構性質 結構 是含鎂的四吡咯衍生物 由葉綠酸 甲醇 葉綠醇 植醇 等構成的酯 為脂溶性物質 呈綠色 葉綠素的頭部 卟啉環(huán) 4個吡咯環(huán)和4個甲烯基 CH 組成 親水葉綠素的尾部 葉綠醇或植醇 由4個異戊二烯單位組成的雙萜 親脂 葉綠素發(fā)生化學變化后產生的衍生物 主要為 脫鎂葉綠素脫植基葉綠素焦脫鎂葉綠素脫鎂脫植葉綠素焦脫鎂脫植葉綠素 葉綠素發(fā)生化學變化后產生的衍生物 葉綠素在食品加工和儲藏中的變化 1 酶促褐變間接作用 脂酶 蛋白酶破壞葉綠素 脂蛋白復合體 果膠酯酶使果膠酸增加提高質子濃度而使葉綠素脫鎂 脂氧合酶 過氧化物酶產生氧化物質引起氧化分解 直接作用 葉綠素酶催化葉綠素中的植醇酯鍵 產生脫植葉綠素 葉綠素酶 較耐熱 其最適溫度為60 82 80 以上活性下降 100 完全鈍化 葉綠素在食品加工和儲藏中的變化 2 酸和熱及光的影響酸和熱使葉綠素脫鎂 顏色從綠變褐 加熱時 由于酸的作用 葉綠素 脫鎂葉綠素 焦脫鎂葉綠素 葉綠素在pH9 0時 很耐熱 而在pH3 0時不穩(wěn)定 植物衰老或從組織中提取出色素 或者是在加工過程中導致細胞損傷而喪失保護 葉綠素則容易發(fā)生降解 當有上述條件中任何一種情況和光 氧同時存在時 葉綠素將發(fā)生不可逆的褪色 葉綠素在食品加工和儲藏中的變化 3 金屬離子的影響葉綠素脫鎂衍生物中 中心的H 很容易被Cu2 Zn2 等取代 形成綠色 穩(wěn)定性很好的葉綠素衍生物 其中以葉綠素銅鹽的色澤最為明亮 例如 葉綠素銅鈉是我國允許使用的一種食品著色劑 葉綠素的銅或鋅的衍生物在酸性條件下穩(wěn)定 在堿性條件下穩(wěn)定性差 與葉綠素相反 葉綠素及其衍生物的色澤如何 與其中心離子的存在與種類有關 當卟啉環(huán)的中心離子為Mg2 Cu2 Zn2 時 呈綠色 無中心離子時是黃綠色或褐色 葉綠素及其衍生物的各種反應示意圖 葉綠素 綠色脂溶 葉綠素分解物 無色 葉綠素分解物 無色 脫鎂脫植葉綠素 橄欖綠水溶 Mg2 脫植葉綠素 綠色水溶 植醇 CO2CH3 焦脫鎂脫植葉綠素 褐色水溶 Mg2 脫鎂葉綠素 橄欖綠脂溶 CO2CH3 焦脫鎂葉綠素 褐色脂溶 護綠技術 1 中和酸 加入氧化鈣和磷酸二氫鈉pH接近7 0 但會促進組織軟化和產生堿味 2 高溫瞬時 但保綠時間短 3 綠色再生 用鋅或銅離子作用使產生取代葉綠素 4 調氣 脫水 避光等 1 葉綠素中 占據卟啉環(huán)中的離子為 A鐵離子B鎂離子C鋅離子D銅離子2 綠素a和葉綠素b及在某個波長范圍內 紅光 有尖銳的吸收峰 可以借助這一特性來鑒定它們 這個波長范圍是 A450 550B500 600C550 650D600 700 B D 3 下列護綠技術中哪種效果在最適合條件下持續(xù)的時間最短 A中和酸而護綠B高溫瞬時殺菌C綠色再生D降低水分活度 葉綠素在哪個pH值下最耐熱 A A9 0B7 0C5 0D3 04 葉綠素由疏水的部分 親水的部分 甲醇 Mg離子組成 B 葉綠醇 卟啉環(huán) 5 請對下表的結果進行相應的分析 圖中表明 pH值越低 菠菜的變色速度越快 同時 pH值越高 菠菜中的葉綠素越耐熱 加熱有一定的護色作用 原因分析 pH值是決定脫鎂反應速度的一個重要因素 當pH小于7時 溶液中的氫離子便可取代鎂離子 葉綠素發(fā)生脫鎂反應 鮮綠色變?yōu)殚蠙炀G 暗綠 褐色 直到pH略偏堿性 pH 7 5 時 保持生物體內真正維持中性狀態(tài)時 才能防止葉綠素發(fā)生脫鎂反應的進行 另外 由于加熱使葉綠素酶和脂肪氧化酶等失去活性 也起到防止氧化變色和酶解脫色反應的進行的作用 從而達到護色的目的 血紅素 1 血紅素及其衍生物的結構和物理性質動物肌肉和血液中的主要紅色色素 在肌肉中主要以肌紅蛋白存在 在血液中主要以血紅蛋白存在 這兩種蛋白質都是球蛋白 由蛋白質和含鐵的亞鐵血紅素結合而成 肌紅蛋白的結構 血紅素基團的結構 血紅素是亞鐵卟啉化合物 由兩個部分即一個鐵原子和一個平面卟啉環(huán)所組成 肌紅蛋白是由1條多肽鏈組成的球狀蛋白質 稱珠蛋白 與1分子血紅素結合組成 血紅蛋白是由2條 肽鏈和2條 肽鏈組成的四聚體 每條肽鏈結合1分子血紅素 因此 血紅蛋白由4分子亞鐵血紅素與1分子蛋白結合而成 肌肉顏色在儲藏和肉品加工中的變化 卟啉環(huán)內的血紅素以Fe2 或Fe3 狀態(tài)存在 1 氧合作用 血紅素中的亞鐵與一分子氧以配位鍵結合 而亞鐵原子不被氧化 這種作用被稱為氧合作用 2 氧化作用 血紅素中的亞鐵與氧發(fā)生氧化還原反應 生成高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用 低氧壓時 主要為氧化作用 高氧壓時 主要為氧合作用 1 由于一些細菌活動產生的H2O2可直接氧化 亞甲基 生產膽綠蛋白 綠色 2 由于細菌活動產生的H2S等硫化物 在氧或H2O2存在下 可直接加在 亞甲基上 生成硫代肌紅蛋白 綠色 3 由于亞硝酸鹽 MNO2 過量引起 肉色變綠 血紅素在強烈氧化后會變成綠色 反應發(fā)生在卟啉環(huán)的 亞甲基上 綠色的形成有三種情況 肉和肉制品的護色 1 抽真空采用低透氣性材料 抽真空和加除氧劑加入抗氧化劑 不但可阻止脂質氧化 還有利于延長和穩(wěn)定鮮肉及肉制品的顏色 防止血紅素氧化 2 氣調一氧化碳具有使鮮肉形成亮紅色或櫻桃紅色的能力 即使在很低的濃度也可以達到呈色的效果 3 高分壓4 用亞硝酸鹽腌肉制品的顏色雖在多種條件下穩(wěn)定 但見光會變褐 因此腌制肉的應避光和除氧保存 1 以下哪種說法是錯誤的 A血紅素是由一個鐵原子和一個平面卟啉環(huán)所組成的B血肌紅色素的紅色是由于亞鐵血紅素所形成的C肌紅蛋白是球狀蛋白 其蛋白部分稱為球蛋白D血紅蛋白和肌紅蛋白都是結合蛋白 C 2 由圖可知我們想要色澤鮮艷及新鮮的豬肉 氧氣的分壓應該控制在 A 0 20B 20 40C 40 60D 60 80 D 判斷 動物胴體被分割后 由于分割肉與空氣中的氧氣結合而使動物肉保持鮮紅色 錯誤 當胴體被分割后 隨著肉與空氣的接觸 還原態(tài)的肌紅蛋白向兩種不同的方向轉變 一部分肌紅蛋白與氧氣反應生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白 產生人們熟悉的鮮肉色 同時 一部分肌紅蛋白與氧氣發(fā)生氧化反應 生成棕褐色的高鐵肌紅蛋白 而且隨著分割肉在空氣中放置時間的延長 肉色會越來越轉向褐紅色 三 類胡蘿卜素 1 胡蘿卜素2 葉黃素 類胡蘿卜素 定義 又稱多烯色素 是天然食品原料中分布最廣泛的色素 紅色 黃色和橙色水果及根莖類作物和蔬菜都富含類胡蘿卜素 一般富含葉綠素的植物組織也富含類胡蘿卜素 因為葉綠體和有色體是類胡蘿卜素含量較豐富的細胞器 結構分類 1 純碳氫化物 稱為胡蘿卜素類2 含羥基 環(huán)氧基 醛基 酮基等含氧基團 稱為葉黃素類 胡蘿卜素類的結構特征 包括四種化合物 即 胡蘿卜素和番茄紅素 自然界中以 胡蘿卜素含量最多 分布最廣 都是含40個碳的多烯四萜 由異戊二烯經頭 尾或尾 尾相連而成 具有共軛雙鍵 構成其發(fā)色基團 番茄紅素是直鏈結構 無VA的功能 斷裂后可形成1分子VA 可形成兩個VA 胡蘿卜素類 胡蘿卜素 胡蘿卜素 胡蘿卜素 番茄紅素 胡蘿卜素 分類 胡蘿卜素 胡蘿卜素 胡蘿卜素和番茄紅素胡蘿卜 甘薯 蛋黃 牛奶中 胡蘿卜素含量較高番茄紅素是番茄的主要色素 也廣泛存在于西瓜 南瓜 柑橘 杏和桃等水果中 脂溶性 具有許多共軛雙鍵 極容易被氧化番茄紅素 一種很強的抗氧化劑 具有很強的清除自由基的能力 在清除人體 萬病之源 自由基方面 番茄紅素的作用比 胡蘿卜素更強大 葉黃素 結構和基本性質 是胡蘿卜素類的含氧衍生物 在其分子中含有羥基 甲氧基 羧基 酮基或環(huán)氧基 種類比胡蘿卜素類多 廣泛存在于生物材料中 含胡蘿卜素的生物組織中往往也含有葉黃素 葉黃素的種類很多 如葉黃素 金盞花 綠葉 辣椒紅素 紅辣椒 柑橘黃素 玉米黃素 玉米 柑橘 蘑菇 蝦青素 蝦 蟹 牡蠣 葉黃素 葉黃素的作用 又名 植物黃體素 是構成視網膜黃斑區(qū)域的主要色素 其作用主要有 保護視力 降低白內障的發(fā)生率 防治糖尿病性視網膜病變抗氧的作用延緩動脈硬化作用抗癌作用 下列色素不屬于葉黃素類的是 A隱黃素B柑橘黃素C辣椒紅素D番茄紅素 D 蝦青素 蝦青素是由幾種藻類和浮游生物產生的 作用 1 抗氧化作用2 抗腫瘤作用3 增強免疫作用蝦青素能促進抗體產生 分泌IgM和IgG的細胞數增加 4 預防心血管疾病5 和防曬美容 四 多酚類色素 主要包括 花色苷 類黃酮色素 兒茶素 單寧基本母核為 苯基苯并吡喃 花色基元 兩個苯環(huán) A B 通過一個三碳鏈連接而成 即具有C6 C3 C6碳骨架結構 在苯環(huán)上連有2個或2個以上的羥基 所以統(tǒng)稱為多酚類色素 花色苷 花色苷是花青素的糖苷 是廣泛地存在于植物中的一類水溶性色素 花青素 顏色包括哦 藍色 紫色 紫羅蘭 洋紅色 紅色和橙色等 是構成植物的花 果實 莖和葉五彩繽紛色彩的物質 影響花色苷穩(wěn)定性的因素 1 結構 2 酸度 3 溫度及光照 4 金屬離子 5 氧 6 水分活度 Aw 7 還原性物質 8 酶 9 糖及其降解產物 10 縮合反應 類黃酮包括類黃酮苷和游離的類黃酮苷元 是廣泛分布于植物組織中的無色至黃色的水溶性色素 兒茶素 在