1、食品添加劑,2 調色類食品添加劑,2.1 食品著色劑,2.1.1 食品的著色與調色 食品著色劑又稱食用色素，是以食品著色為目的的一類食品添加劑。 食品的顏色是食品感官質量的重要指標之一 。 食品外表能夠反映食品的新鮮程度、性質和狀態等性質，顏色發生改變，這種食品就會受到懷疑。 食品的顏色會影響感官感覺。一般來說，紅色可以使人解饞，黃色可以止渴，綠色則使人清涼。更細微的感受是，粉紅顏色的酒比淡紅色、深紅色、白色、棕色酒的感覺更甜，咖啡顏色的深淺差異會使人感覺苦味的差異較大，顏色淺的紅燒肥肉比顏色深的肥肉更有油膩感覺。,2,3,食品調色技術,食品加工制造過程中 要利用食用色素（外源，食用色素）對食

2、品進行調色、補色、賦色（拼色原理自學）； 可以利用原料的某些成分在特定條件下呈色的特性，賦予食品希望的色澤(發色：利用原料含有的某些成分與特定化學物質的呈色反應)； 除去已有色澤（使用漂白劑）； 抑制食品呈色（利用色素或其他成分呈色特性，創造不顯色條件；酶阻斷，pH，絡合金屬離子）。,4,發色機理,人肉眼觀察到的顏色是由于物質吸收了可見光區（400800nm）的某些波長的光后，所呈現出的顏色。 即人們看到的顏色是被吸收光的互補色。 1.發色團(Chromophore ) 在紫外或可見光區(200800nm）具有吸收峰的基團被稱為發色團,發色團均具有雙鍵。 如：-N=N-, -N=O, C=S,

3、 C=C, C=O等。 2.助色團( Auxochrome) 有些基團的吸收波段在紫外區，不可能發色，但與發色團相連后，可使整個分子對光的吸收向長波方向移動，這類基團被稱為助色團。 如:-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等,5,不同波長光的顏色及其互補色 物質吸收的光 透過光（互補色） 波長（nm） 相應的顏色 400 紫 黃綠 425 藍青 黃 450 青 橙黃 490 青綠 紅 510 綠 紫 530 黃綠 紫 550 黃 藍青 590 橙黃 青 640 紅 青綠 730 紫 綠,6,2.1.2 食品合成色素及應用 GB2760-07允許使

4、用的人工合成色素主要有：,莧菜紅,胭脂紅,赤蘚紅,新紅,誘惑紅,酸性紅,檸檬黃,日落黃,亮藍,靛藍等10種。,7,特點：合成著色劑的著色力強、色澤鮮艷、不易退色、穩定性好、易溶解、易調色、成本低，但安全性低。,色淀：由水溶性著色劑沉淀在允許使用的不溶性基質上制備的特殊著色劑?；|部分多為氧化鋁，稱之為鋁淀,1.莧菜紅 (amaranth ，CNS：08.001) 又名藍光酸性紅，屬偶氮磺酸型水溶性紅色色素。 色澤特征：最大吸收波長：520nm2nm。 性質與性能：對光、熱和鹽類較穩定，且耐酸性很好，但在堿性條件下容易變為暗紅色。對氧化還原作用較為敏感。耐細菌性差。 毒性：能使受試動物致癌致畸。

5、ADI為00.5mg/kg 使用： 在食品中的最大允許用量為50mg/kg，主要限用于糖果、汽水和果子露等種類。,8,2.胭脂紅 (ponceau， ponceau 4R ，08.002) 食用紅色1號，又麗春紅4R，莧菜紅的異構體。偶氮類。 色澤特征 性質與性能：對光和酸較穩定，但對高溫和還原劑的耐受性很差，能被細菌所分解，遇堿變成褐色。 毒性：無致腫瘤作用。ADI為04mg/kg 。 使用：主要用于飲料、配制酒、糖果等。,9,3.赤蘚紅(erythrosine ，CNS：08.003),又稱櫻桃紅，水溶性非偶氮類著色劑 性質與性能：著色力強，耐熱、耐還原性好，但耐酸性、耐光性很差，吸濕性強

6、。酸性時生成黃棕色沉淀，堿性時產生紅色沉淀。 毒性：ADI為00.1mg/kg 。 使用：適于對餅干等焙烤食品、罐頭，不適于對酸性強的液體食品和水果糖等。,10,4.檸檬黃(tartrazine，08.005) 食用黃色5號，又稱酒石黃，為水溶性色素。 對熱、酸、光及鹽均穩定;耐氧性差;遇堿變紅色，還原時褪色。 毒性：ADI7.5mg/kg體重。 使用：最大允許使用量為100mg/kg食品。,11,5. 日落黃(sunset yellow，CNS：08.006 ) 色澤特征：呈橘黃色 性質與性能：易溶于水、甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。耐光、耐酸、耐熱，在酒石酸和檸檬酸中穩定，遇堿變紅褐色。

7、毒性：ADI為02.5mg/kg體重。 使用：可用于飲料、配制酒、糖果等，最大允許使用量為100mg/kg食品。,12,6. 亮藍(brilliant blue，08.007),水溶液呈亮藍色 性質與性能：耐光性、耐熱性、耐酸性、耐鹽性和耐微生物性均很好，耐堿性和耐氧化還原特性也好 毒性：本品經動物試驗證明安全性高，ADI為012.5mg/kg 使用：飲料、汽水、配制酒、糖果、糕點上彩妝、紅綠絲、罐頭、濃縮果汁、青梅。,13,7.靛 藍(indigo carmine，08.008 ) 稱酸性靛藍、磺化靛藍，為水溶性非偶氮類著色劑，世界上使用最廣泛的食用色素之一。 色澤特征：水溶液為紫藍色，色澤

8、比亮藍暗。 性質與性能：在水中溶解度較低，溶于甘油、丙二醇，稍溶于乙醇，不溶于油脂。對熱、光、酸、堿、氧化作用均較敏感，耐鹽性也較差，易為細菌分解，還原后褪色，染著力好，常與其他色素配合調色 毒性：ADI2.5mg/kg體重。 使用：最大允許使用量為100mg/kg食品。,14,2.1.3 天然色素及應用 主要是由動、植物和微生物中提取的色素 我國利用天然著色劑對食品著色有悠久的歷史 食品天然著色劑按化學結構可以分成6類： 多酚類衍生物，如蘿卜紅、高梁紅等； 異戊二烯衍生物，如-胡蘿卜素、辣椒紅等； 四吡咯衍生物(卟啉類衍生物)，如葉綠素、血紅素等 酮類衍生物，如紅曲紅、姜黃素等； 醌類衍生物

9、，如紫膠紅、胭脂蟲紅等； 其他類色素，如甜菜紅、焦糖色等。,15,1.焦糖色素(caramel,08.008/9/10),又稱醬色，使用量最大的天然色素，我國傳統使用的色素之一。 色素特征：1水溶液呈清亮的黃褐色 性質與性能：有特殊甜香氣和愉快的焦苦味，易溶于水，對光和熱穩定性好，具有膠體特性，有等電點，pH值通常在34.5。 毒性：普通法焦糖色安全性高，其ADI無需規定。氨法焦糖色和亞硫酸銨法焦糖色 0100mg/kg，JECFA對4-甲基咪唑作了限量 規定200mg/kg。,16,焦糖色素生產方法,分為加銨鹽生產和不加銨鹽生產兩大類。 普通焦糖：用DE值70以上的葡萄糖漿,在160左右的溫

10、度下,添加1%(干基)氫氧化鈉作催化劑 堿性亞硫酸鹽焦糖：用亞硫酸鹽作催化劑，催化劑的用量較高,我國不允許使用。 氨法焦糖：我國目前生產量最大。氫氧化銨作催化劑，用結晶葡萄糖的母液、蔗糖糖蜜、碎米等 亞硫酸銨法焦糖：它是用亞硫酸(氫)銨催化產生的耐酸焦糖色素。,17,使 用 焦糖帶有很少的正電或負電 ，使用不當產生絮凝或沉淀。 軟飲料通常含有負電荷的膠體粒子,所以應用pI1.5以下的具有強負電性的耐酸焦糖，焦糖多用于碳酸飲料,用量為4g/3L；黃酒同樣有帶大量負電荷的蛋白質、多糖類膠體，其pH值為3.84.6，故同樣要使用這類焦糖。 用于醬油、醋、醬料等調味品中的焦糖多為帶正電荷的氨法焦糖。啤

11、酒含有正電荷,需選用帶正電荷的氨法焦糖。,18,表 焦糖色素產品的種類及其使用性能,19,(1)紅曲色素（monascin，08.120） 又稱紅曲色素。是指將紅曲米用乙醇抽提得到的液體紅曲色素或從紅曲霉的深層培養液中提取、結晶、精制得到的產物。主要含有6種呈色成分，分為紅色色素（紅斑素或潘紅，紅曲紅素或夢那玉紅），黃色色素（紅曲素或夢那紅；紅曲黃素或安卡黃素）及紫色色素（紅斑胺或潘紅胺；紅曲紅胺或夢那玉紅胺）三類顏色。屬于。 性質與性能：均不溶于水，溶于乙醇水溶液、乙醇和乙醚等溶劑。具有較強的耐光、耐熱等優點，并且對一些化學物質有較好的耐受性。,20,2.酮類色素,毒性：安全無毒。 使用：廣

12、泛用于肉制品、豆制品、糖、果醬和果汁等的著色。,a.治高膽固醇癥的主要是他汀藥物都有可能造成肌肉傷害與疼痛等副作用，并提高患橫紋肌溶解癥（肌肉細胞被破壞，嚴重時會導致腎衰竭）的幾率?！?b.明代李時珍本草綱目便有記述。近代中醫藥理論把紅曲的功能概括為“活血化淤、健脾消食”等。 c.紅曲在我國古代又稱丹曲,它是以紅曲霉為主發酵生產的一種獨特的米曲,內含可作為食品添加劑紅曲色素、具有降脂作用的莫納可林K等生物活性組分。1995年，Blanc博士發現紅曲霉能產生具有腎臟毒性的桔霉素后，紅曲產品的食用安全性受到挑戰。,(2)姜黃色素(curcumin，08.132) 主要成分：姜黃素、脫甲基姜黃素和雙

13、脫甲基姜黃素 色澤特性：顯鮮艷黃色，著色性（對蛋白質）較強 性質與性能：不溶于水，溶于醇或醚，堿性溶液中呈紅色，經酸中和后仍恢復原來的黃色。不易被還原。對光、熱穩定性較差，易與鐵離子結合而變色。 毒性：ADI00.1mg/kg。 使用：多用于咖喱粉和蔬菜加工產品等著色和增香。,23,(1)胭脂蟲紅（carminic acid，08.145） 胭脂紅酸是一種醌類色素，存在于胭脂仙人掌上寄生的胭脂蟲(cochineal)。,胭脂紅酸,24,3.醌類色素,性質與性能：可溶于水、乙醇、丙二醇，在油脂中不溶解。與鐵等金屬離子形成復合物亦會改變顏色。 對熱、光和微生物都具有很好的耐受性，尤其在酸性pH范圍

14、，但染著力很弱。 毒性： 使用：一般作為飲料著色劑，用量約為0.005%。 色澤特征：顏色隨pH改變而不同，pH4以下顯黃色，pH4時呈橙色，pH6時呈現紅色，pH8時變為紫色。,25,(2)紫膠紅(蟲膠紅，laccaic acid，08.104) 紫膠蟲(Coceus lacceae) 其體內分泌物紫膠中含有五種醌類類色素，稱紫膠紅酸，又稱為蟲膠紅酸。 紫膠紅酸的蒽醌結構中的苯酚環上羥基對位取代不同，分別稱為紫膠紅酸A、B、C、D、E。 紫膠紅酸與胭脂紅酸性質相類似，在不同pH值時顯不同顏色，即在pH4，和pH=4，6和8時，分別呈現黃、橙、紅和紫色。,26,紫膠紅酸A，B，C，E,A：R=

15、 -CH2CH2NHCOCH3 （N-乙酰乙胺基） B：R= -CH2CH2OH（乙醇基） C：R= -氨基丙酸基 E：R= -CH2CH2NH2（乙胺基）,紫膠紅酸D,27,類胡蘿卜素（carotenoid）是一類使動植物食品顯現黃色和紅色的脂溶性色素。 綠葉中的三種主要類胡蘿卜素是葉黃素（lutein）、堇菜黃質（violaxanthin）和新黃質（neoxanthin）。,4. 異戊二烯類色素,28,29,環氧結構,-紫羅蘭酮環,30,31,結構 類胡蘿卜素包括： 純碳氫化合物組成的共軛多烯 （烴類胡蘿卜素） 上述化合物的含氧衍生物 （氧合葉黃素）,32,結構特征: 共軛雙鍵為發色基團，

16、由8個異戊二烯單位組成，異戊二烯單位的連接方式是在分子中心的左右兩邊對稱。,（1）番茄紅素(Lycopene) （2）-胡蘿卜素(-Carotene ) 結構關系15-15碳和C5（異戊二烯）對稱）,A 烴類胡蘿卜素(Carotenes),33,類胡蘿卜素分子中高度共軛雙鍵的發色團和-OH等助色團，產生不同的顏色。 共軛雙鍵數量 含有7個以上共軛雙鍵時呈現黃色 共軛雙鍵位置和基團種類不同，其最大吸收峰也不相同 雙鍵的順、反異構 全反式化合物的顏色較深；順式雙鍵的數目增加，顏色逐漸變淡,結構與顏色,分類,B 含氧衍生物(Xanthophylls) （1）玉米黃素(zeaxanthin)： 3,

17、3 -二羥基-胡蘿卜素，存在于玉米、柑橘、蘑菇等中。 （2）葉黃素(lutein)： 3, 3 -二羥基-胡蘿卜素，存在于金盞花、綠葉中。 （3）辣椒紅素(capsanthin)及辣椒玉紅素(capsorubin)：存在于紅辣椒中。 （4）柑橘黃素(reticulataxanthin)：5, 8-環氧-胡蘿卜素，存在于柑橘皮和辣椒中。 （5）蝦青素(astaxanthin)： 3, 3 -二羥基-4, 4-二酮基-胡蘿卜素，存在于蝦、蟹、牡蠣等體內。,34,C 其 他 類胡蘿卜素與蛋白質結合不僅可以保持色素穩定，而且可以改變顏色。 類胡蘿卜素還可通過糖苷鍵與還原糖結合。 類胡蘿卜素也可與脂肪酸

18、以酯類的形式存在。,藏花酸,35,(梔子黃),類胡蘿卜素的性質 (1)所有類型的類胡蘿卜素都系脂溶性化合物。 (2)具有適度的熱穩定性。 (3)易發生氧化降解，包括酶促氧化、光敏氧化（為主）、自動氧化而褪色 (4)亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速-胡蘿卜素的氧化（脂肪氧合酶的間接作用機制和脂類對自動氧化的影響）。 (5)熱、酸或光的作用下很容易發生異構化。,36,(6)某些類胡蘿卜素可以作為一種單重態氧猝滅劑，這種作用與氧分壓的大小有關。 (7)類胡蘿卜素可作為食品添加劑用于油脂食品的著色，抗氧化，使用無限量。,37,加工過程中的穩定性 在一般加工和貯藏條件下是相對穩定。 加熱或熱滅菌會誘導順/

19、反異構化反應。,38,5. 甜菜色素(betalaines) 主要特點：其顏色不受pH的影響。 包括甜菜色苷（ betacyanin，紅色 ）和甜菜黃質（ betaxanthin，黃色）兩種類型的化合物。,僅存在于10個科 的種子植物中，含甜菜色素植物的顏色與含花色素苷類似。,39,結構中R和R為氫原子或芳香取代基； 色素的顏色是由于共振結構引起的。 R或R不擴展共振，呈黃色，稱為甜菜黃素； R或R擴展共振，顯紅色，稱為甜菜色苷。,一般形式,甜菜色素的共振結構,40,結構 甜菜色素的基本結構相同，存在兩個手性碳原子C2和C5，具有光學活性。,影響其穩定性的因素 熱和酸 甜菜色素在pH4.05.

20、0最穩定。 氧和光 氧會加速色素的褪色，抗氧化劑抗壞血酸和異抗壞血酸可增加甜菜苷的穩定性。 光加速甜菜色苷降解，但不是自由基反應。,41,表 天然色素的特性,42,4.4 食品著色劑使用注意事項,4.4.1 食品著色劑注意事項 1. 安全問題 天然著色劑成分較復雜，提取過程中其化學結構也可能變化，還有污染的危險，如溶劑殘留。 任何食品企業在使用過程中都必須嚴格按照國家標準規定的使用范圍和使用量使用。 天然著色劑也并非絕對安全，如藤黃(gomboge)，有劇毒，不能用。,43,2 食品著色劑溶液的使用,配制適當濃度的溶液 粉末著色劑直接使用時不宜在食品中分散均勻，會形成色素斑點，經常需要配制成溶

21、液使用 合成著色劑溶液一般使用的濃度為110，過濃則難于調節色調。配制時，著色劑的稱量必須準確 使用去離子水或軟化水 使用適當的器具 天然著色劑遇金屬離子易變色或形成不溶鹽類，配制溶液時應盡可能避免使用不銹鋼材料器具 良好儲存,44,2. 色調的選擇與拼色,色調選擇的原則 色調選擇應該與食品原有色澤相似或與食品的品質一致。 色調拼色 我國規定允許使用的合成著色劑，分屬紅、黃、藍3種基本色，可以根據不同需要來選擇其中2種或3種拼配不同色譜。 基本方法是由基本色拼配成二次色，或再拼成三次色。不同的色調按不同比例拼配而成，見表4-6。 食品合成著色劑在不同溶劑中的色調和顏色強度不同 注意“濃縮影響”

22、 當水分蒸發逐漸干燥時，著色劑亦會隨著集中于表層，造成所謂“濃縮影響”，在著色劑對食品有低親和力時更為明顯。 使用食品天然著色劑通常拼色色調不純,45,2.1.4 食品著色劑的使用方法,一般分為混合法與涂刷法2種。 混合法適用于液態、醬狀或膏狀食品，如生產飲料時，可先將著色劑用少量水溶解后再加到配料罐中進行充分混勻。 涂刷法適于不可攪拌的固態食品，這可將著色劑常常涂刷在欲著色的食品表面，糕點上彩妝常用此法。,46,2.2 食品護色劑,動物類食品加工過程中添加的，與食品中的某些成分發生作用，能使制品呈現良好色澤的物質稱之為發色劑或稱呈色劑。 GB2760稱之為護色劑。 護色劑一般泛指硝酸鹽和亞硝

23、酸鹽類物質，硝酸鹽和亞硝酸鹽本身并無著色能力，但當其應用于動物類食品后，腌制過程中其產生的一氧化氮能使肌紅蛋白或血紅蛋白形成亞硝基肌紅蛋白或亞硝基血紅蛋白，從而使肉制品保持穩定的鮮紅色。,47,血紅素基團的結構,48,2.2.1 食品護色劑的護色機理,1. 血紅蛋白和肌紅蛋白 禽畜肉的色澤是由肌紅蛋白(Mb)及血紅蛋白(Hb)所呈現的一種感官性狀 血紅蛋白和肌紅蛋白都是復合蛋白，非肽部分稱為血紅素。 血紅素是亞鐵卟啉化合物,肌紅蛋白結構簡圖,血紅蛋白（Hemoglobin)和肌紅蛋白(Myoglobin)是動物肌肉的主要色素蛋白質。 血紅蛋白和肌紅蛋白是球蛋白，其結構為血紅素中的鐵在卟啉環平面

24、的上下方再與配位體進行配位，達到配位數為六的化合物。,49,Figure 2: The picture are the right is of the heme group in hemoglobin and shows the Fe(II) iron atom.,Figure 1: The picture is the secondary structure of hemoglobin, with only the protein backbone and without the side chains,50,肉的色澤與血紅素、珠蛋白及與氧化態鐵(Fe3+)和還原態鐵(Fe2+)結合的配位體

25、所構成的各種結合物有關 （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生氧化還原反應，生成高鐵血紅素的作用被稱為氧化作用。,51,氧合肌紅蛋白 （oxymyoglobin） 鮮紅色,肌紅蛋白 （myoglobin） 紅紫色,高鐵肌紅蛋白 （metmyoglobin） 褐色,珠蛋白,珠蛋白,珠蛋白,52,肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白與高鐵肌紅蛋白之間關系屬于氧化還原，可連續地相互轉換，新鮮肉類的色澤是動態和可逆的。,氧分壓對三種肌紅蛋白的影響 (引自W.H.Freeman,San Francisco.),低氧壓時

26、（120mm汞柱), 主要為氧化作用； 高氧壓時 主要為氧合作用。,53,2. 腌肉色素 硝酸鹽或亞硝酸鹽發色原理如下： NO3- 細菌還原作用 NO2- pH 5.46, H+ 2HNO2 2NO + 2H2O 或 3 HNO2歧化 HNO3 + 2NO + H2O,54,亞硝基很快與肌紅蛋白反應生成亞硝基肌紅蛋白(MbNO),肉內內源還原劑,Mb NO NOMb（亞硝基肌紅蛋白） 加熱 亞硝基肌色原 (紫紅色) (鮮桃紅) -SH (鮮桃紅) 還原劑 MMb NO NOMMb（亞硝基高鐵肌紅蛋白） (褐色) (深紅) NOMb, NOMMb,亞硝基肌色原統稱為腌肉色素， 其顏色更加鮮艷，性

27、質更加穩定（對熱、氧)。 常用還原劑：L-抗血酸、L-抗壞血酸鈉、異抗壞血酸等。,55,氧化,還原,MNO2的作用： （1）發色 （2）抑菌 （3）產生腌肉制品特有的風味。 但過量使用有安全性問題，在食品中導致亞硝胺生成；肉色變綠。,56,由于一些細菌活動產生的H2O2可直接氧化-亞甲基。 B. 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。 C. 由于MNO2過量引起,肉色變綠 血紅素在強烈氧化后會變成綠色，反應發生在-亞甲基上，綠色的形成有三種情況:,57,58,通常將腌制肉的發色團或色素的形成分為如下兩個過程： 生物化學反應，把亞硝酸還原成亞硝基，也把血色

28、素中的鐵還原成亞鐵形式； 珠蛋白的熱變性，只有當肉制品的品溫加熱到60或更高溫度時，變性才能發生，并可能引起其他蛋白與血紅素的共沉淀。 盡管反應機制尚不完全清楚，但最終產物是亞硝基肌紅蛋白(如不受熱)或變性珠蛋白亞硝基血色原(如受熱)。,59,3. 常用的食品發色劑,亞硝酸鈉/鉀、硝酸鈉/鉀(硝石)09.001/2,60,亞硝酸鹽的毒性問題,亞硝酸鹽在規定范圍內安全,有爭議 亞硝酸鹽與胺類反應形成的亞硝胺有毒無爭議 亞硝胺是一類有毒性的N-亞硝基衍生物 生成活性硝化試劑-N2O3 R2NH+ N2O3 R2N-NO+ HNO3,4. 食品發色劑的使用要點 肉制品加工中應嚴格控制亞硝酸鹽及硝酸鹽

29、使用量，使之達到最低水平，其殘留量必須嚴格限制在安全使用規范的限度內。 配合使用發色助劑(還原劑)。 做好染菌的控制工作。 5. 肉及肉制品的護色 采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。 采用100%CO2條件，若配合使用除氧劑，效果更好。 腌肉制品的護色一般采用避光、除氧。,62,2.3 食品漂白劑,漂白劑是指能使食品中所含的著色物質分解，轉變為無色物質的添加劑 在食品加工中可能引起褐變的原因有酶褐變和非酶褐變。 非酶褐變：美拉德(Maillard)、焦糖化、抗壞血酸氧化。其中焦糖化褐變發生的條件較高，通常的果蔬加工不可能出現，在部分糖果和糕點加工中會利用該反應生色。 酶促褐變：酚酶催化褐變。淺色蔬菜的色澤變化是以酶促褐變為主，同時可能產生抗壞血酸氧化褐變。,63,2.3.1