第七章食品色素 和着 色 剂 食 品 的质 量 除 营 养 价 值 和 卫 生 安 全 性 外 ， 还 包 括 颜色 、 风 味 和 质地 。颜色 是 食品 感 官质 量 最重 要 的属 性 。食 品 的颜 色 不仅 能 引起 人 产生 食 欲，而 且是 鉴 别食 品 质量 优 劣的 一 项重 要 感官 指 标，同 时还 影 响人 们 对风 味 和甜 味 的感 觉 。因 此 ，了 解 食 品色 素 和着 色 剂的 种 类、 特性 及 其在 加 上和 贮 藏过 程 中如 何 保持 食 品 的天 然 颜色 ，防 止 颜色 变 化，是食品化学中 值 得重 视 的问 题 。 天 然 色素 一 般 对 光 、 热 、 酸 、 碱 和 某 些 酶 是 敏 感 的， 所 以 在 食 品加 上 中广 泛 使用 合 成色 素 以达 到 食品 着 色 的目 的。近 来合 成 色素 的 安全 性 问题 己 引起 人 们的 关 注，合 成色 素 颜色 鲜 艳稳 定 ，但 一 般都 具 有不 同 程度 的 毒性 ，甚至 有 的还 有 致癌 作 用，因 此，天 然资 源 中无 毒 色素的开发利用己成为食品科学的重要研究课题。 食 品 中的 天 然 色 素 按 来 源 分 为 动 物 色 素 、 植 物 色 素和 微 生 物 色 素 三大 类 。 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 )和 酮 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。 第一节食品固有 的 色素 一、叶绿素 1.结构 叶 绿 素是 高 等 植 物 和 其 他 所 有 能 进 行 光 合 作 用 的 生物 体 含 有 的 一类绿色色素。在讨 论 叶 绿 素 之 前 先 对 其 结 构 和 有 关 的 名 词 加 以 介 绍。 (1 )毗 咯( pyr rol e),即 氮杂 茂 ，是 卟 啉 环的 四 个环 状 组分 之 一。 (2 )卟 吩( por phi ne) ,即通过四个亚甲桥连接的四个毗咯环组成 完全共扼的四个毗 咯环骨架。 (3 ) 卟 啉(p orp hyr in)，在叶 绿 素化 学 中，卟啉 包 括 闭合 、完 全 共扼 的 四毗 咯 类化 合 物，卟 吩是 这 类化 合 物的 母 体，可 被各 种 基团 例 如甲 基 、乙 基 或乙 烯 基所 取 代。卟 吩的 所 有其 他 亚类 是 指这 种 化合 物 的 氧 化 状 态 。 因 此 ， 仅 在 毗 咯 环 周 围 发 生 还 原 反 应 时 形 成 双 四 (dit etr a)或六氢卟 吩 ， 若 在亚 甲 基 碳 上发 生 还 原 作用 ， 则 生 成一 类 叫做卟啉原(还原 卟琳 )的 化 合物 。 (4)二氢卟酚(chlo rin )， 即 二氢 卟 吩
第七章食品色素 和着 色 剂 食 品 的质 量 除 营 养 价 值 和 卫 生 安 全 性 外 ， 还 包 括 颜色 、 风 味 和 质地 。颜色 是 食品 感 官质 量 最重 要 的属 性 。食 品 的颜 色 不仅 能 引起 人 产生 食 欲，而 且是 鉴 别食 品 质量 优 劣的 一 项重 要 感官 指 标，同 时还 影 响人 们 对风 味 和甜 味 的感 觉 。因 此 ，了 解 食 品色 素 和着 色 剂的 种 类、 特性 及 其在 加 上和 贮 藏过 程 中如 何 保持 食 品 的天 然 颜色 ，防 止 颜色 变 化，是食品化学中 值 得重 视 的问 题 。 天 然 色素 一 般 对 光 、 热 、 酸 、 碱 和 某 些 酶 是 敏 感 的， 所 以 在 食 品加 上 中广 泛 使用 合 成色 素 以达 到 食品 着 色 的目 的。近 来合 成 色素 的 安全 性 问题 己 引起 人 们的 关 注，合 成色 素 颜色 鲜 艳稳 定 ，但 一 般都 具 有不 同 程度 的 毒性 ，甚至 有 的还 有 致癌 作 用，因 此，天 然资 源 中无 毒 色素的开发利用己成为食品科学的重要研究课题。 食 品 中的 天 然 色 素 按 来 源 分 为 动 物 色 素 、 植 物 色 素和 微 生 物 色 素 三大 类 。 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 )和 酮 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。 第一节食品固有 的 色素 一、叶绿素 1.结构 叶 绿 素是 高 等 植 物 和 其 他 所 有 能 进 行 光 合 作 用 的 生物 体 含 有 的 一类绿色色素。在讨 论 叶 绿 素 之 前 先 对 其 结 构 和 有 关 的 名 词 加 以 介 绍。 (1 )毗 咯( pyr rol e),即 氮杂 茂 ，是 卟 啉 环的 四 个环 状 组分 之 一。 (2 )卟 吩( por phi ne) ,即通过四个亚甲桥连接的四个毗咯环组成 完全共扼的四个毗 咯环骨架。 (3 ) 卟 啉(p orp hyr in)，在叶 绿 素化 学 中，卟啉 包 括 闭合 、完 全 共扼 的 四毗 咯 类化 合 物，卟 吩是 这 类化 合 物的 母 体，可 被各 种 基团 例 如甲 基 、乙 基 或乙 烯 基所 取 代。卟 吩的 所 有其 他 亚类 是 指这 种 化合 物 的 氧 化 状 态 。 因 此 ， 仅 在 毗 咯 环 周 围 发 生 还 原 反 应 时 形 成 双 四 (dit etr a)或六氢卟 吩 ， 若 在亚 甲 基 碳 上发 生 还 原 作用 ， 则 生 成一 类 叫做卟啉原(还原 卟琳 )的 化 合物 。 (4)二氢卟酚(chlo rin )， 即 二氢 卟 吩
( 5)脱镁 叶 绿素 母 环类 (ph orb in)，在 卟 啉分 子 上增 加 一个 C 9~C 10 环。 ( 6)脱镁 叶 绿素 环 类( ph orb ide )， 所 有天 然 存在 的 卟琳 其 7 位 上 都有一个丙酸残基， 在 叶 绿 素 中 这 个 位 置 被 长 链 醇 (植 醇 或 法 呢 醇 ) 酉旨 化 ，如 果 不含 镁 原子 ，对应 的 带有 游 离酸 的 结构 叫 做脱 镁 叶绿 素 环类。 (7)植醇(phytol)，属 于 具有 类 异戊 二 烯 结构 的 20 碳醇 。 ( 8)叶绿 素 a (c hlo rop hyl l a)，为 四 吡咯 鳌 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 C5 5 H7 2 O5N4 Mg 。 ( 9)叶绿 素 b (c hlo rop hyl l b)，除 了 位置 3 为甲 酞 基而 不 是甲 基 外，其余与叶绿素 a 的构 型 相同 ， 分子 式 为 C5 5H7 2 O5 N4M g ( l0)脱 镁叶 绿素 a ( phe oph yti n a )， 是 去掉 镁 原子 的 叶绿 素 a 。 ( 11)脱 镁叶 绿素 b(p heo phy tin b)， 为 除去 镁 原子 的 叶绿 素 b 。 ( 12)脱 植基 叶 绿素 a (ch lor oph yll ide a)，不 含 植醇 的 叶绿 素 a 。 ( 13)脱 植基 叶 绿素 b (ch lor oph lli de b)，不 含 植醇 的 叶绿 素 b 。 ( 14)脱 镁叶 绿 甲酯 一 酸 a(p heo pho rbi de a)，除 去 镁原 子 的脱 植 基叶绿素 a。 (15)脱 镁叶 绿 甲酯 一 酸 b(p heo pho rbi de b)，除 去 镁原 子 的脱 植 基叶绿素 b。 2.植物中的叶绿素 叶 绿素 有 多种 ， 例如 叶 绿素 a, b, c 和 d，以 及 细菌 叶 绿素 和 绿菌 属 叶绿 素 等。与食 品 有 关的 主 要是 高 等植 物 中的 叶 绿素 a 和 b 两 种 ，两 者 含 量比 约为 3:1。叶 绿素 存 在于 叶 片的 叶 绿体 内 。叶 绿体 为 有 序的 精 细 结构 ， 在 光 学显 微 镜 下 观察 象 一 个绿 色 浅 碟 54，长约 5 －l0 um， 厚 1－ 2 u m。 叶 绿 体内 较 小 的 颗粒 称 为 基 粒(g ram ) ,直 径 0. 2－2 u m， 它 由 0 . 0 1－ 0.0 2u m 大 小 不等 的 薄片 组 成。 基 粒之 间 是叶 绿 体基 质( str oma )。叶 绿 素分 子 被嵌 在 薄片 内 并和 脂 类 、蛋 白 质、 脂蛋 白 紧密 地 结合 在 一起 ，靠相 互 吸引 和 每个 叶 绿素 分 子的 植 醇末 端 对脂 类 的亲 合 力，以及 每 个 叶绿 素 分子 的 疏水 平 面卟 啉 环对 蛋 白质 的 亲合 力 ，结合 而 成 单分 子 层 。因 此 ，在叶 绿 体内 ，叶 绿 素可 看 成是 嵌 在蛋白质层和带有一个位于叶绿 素 植 醇 链 旁 边 的 类 胡 萝 卜 素 脂 类 之
( 5)脱镁 叶 绿素 母 环类 (ph orb in)，在 卟 啉分 子 上增 加 一个 C 9~C 10 环。 ( 6)脱镁 叶 绿素 环 类( ph orb ide )， 所 有天 然 存在 的 卟琳 其 7 位 上 都有一个丙酸残基， 在 叶 绿 素 中 这 个 位 置 被 长 链 醇 (植 醇 或 法 呢 醇 ) 酉旨 化 ，如 果 不含 镁 原子 ，对应 的 带有 游 离酸 的 结构 叫 做脱 镁 叶绿 素 环类。 (7)植醇(phytol)，属 于 具有 类 异戊 二 烯 结构 的 20 碳醇 。 ( 8)叶绿 素 a (c hlo rop hyl l a)，为 四 吡咯 鳌 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 C5 5 H7 2 O5N4 Mg 。 ( 9)叶绿 素 b (c hlo rop hyl l b)，除 了 位置 3 为甲 酞 基而 不 是甲 基 外，其余与叶绿素 a 的构 型 相同 ， 分子 式 为 C5 5H7 2 O5 N4M g ( l0)脱 镁叶 绿素 a ( phe oph yti n a )， 是 去掉 镁 原子 的 叶绿 素 a 。 ( 11)脱 镁叶 绿素 b(p heo phy tin b)， 为 除去 镁 原子 的 叶绿 素 b 。 ( 12)脱 植基 叶 绿素 a (ch lor oph yll ide a)，不 含 植醇 的 叶绿 素 a 。 ( 13)脱 植基 叶 绿素 b (ch lor oph lli de b)，不 含 植醇 的 叶绿 素 b 。 ( 14)脱 镁叶 绿 甲酯 一 酸 a(p heo pho rbi de a)，除 去 镁原 子 的脱 植 基叶绿素 a。 (15)脱 镁叶 绿 甲酯 一 酸 b(p heo pho rbi de b)，除 去 镁原 子 的脱 植 基叶绿素 b。 2.植物中的叶绿素 叶 绿素 有 多种 ， 例如 叶 绿素 a, b, c 和 d，以 及 细菌 叶 绿素 和 绿菌 属 叶绿 素 等。与食 品 有 关的 主 要是 高 等植 物 中的 叶 绿素 a 和 b 两 种 ，两 者 含 量比 约为 3:1。叶 绿素 存 在于 叶 片的 叶 绿体 内 。叶 绿体 为 有 序的 精 细 结构 ， 在 光 学显 微 镜 下 观察 象 一 个绿 色 浅 碟 54，长约 5 －l0 um， 厚 1－ 2 u m。 叶 绿 体内 较 小 的 颗粒 称 为 基 粒(g ram ) ,直 径 0. 2－2 u m， 它 由 0 . 0 1－ 0.0 2u m 大 小 不等 的 薄片 组 成。 基 粒之 间 是叶 绿 体基 质( str oma )。叶 绿 素分 子 被嵌 在 薄片 内 并和 脂 类 、蛋 白 质、 脂蛋 白 紧密 地 结合 在 一起 ，靠相 互 吸引 和 每个 叶 绿素 分 子的 植 醇末 端 对脂 类 的亲 合 力，以及 每 个 叶绿 素 分子 的 疏水 平 面卟 啉 环对 蛋 白质 的 亲合 力 ，结合 而 成 单分 子 层 。因 此 ，在叶 绿 体内 ，叶 绿 素可 看 成是 嵌 在蛋白质层和带有一个位于叶绿 素 植 醇 链 旁 边 的 类 胡 萝 卜 素 脂 类 之
间。当 细胞 死 亡后 ，叶绿 素 即从 叶 绿体 内 游离 出 来，游 离叶 绿 素很 不 稳定 ，对光 或 热都 很 敏感 。图 7-2 为植 物 性食 品 在加 上 时叶 绿 素可 能 产生的某些降解产 物 。 3.物理化学性质 叶 绿素 a 和脱 镁 叶绿 素 a 均 可 溶于 乙 醇 、乙 醚 、苯和 丙 酮等 溶 剂，不 溶于 水 ，而 纯 品叶 绿素 a 和 脱镁 叶 绿素 a 仅微 溶 于石 油 醚。叶 绿素 b 和脱 镁 叶绿 素 b 也 易 溶于 乙 醇、乙 醚、丙 酮和 苯 ，纯 品 几乎 不 溶于 石 油醚 ，也不 溶 于水 。因此 ，极性 溶 剂如 丙 酮、甲 醇、乙 醇、乙 酸乙酯、吡啶和二甲基甲酞胺能完全提取叶绿素。 叶 绿素 a 纯品是具有金属光泽的黑蓝色粉末状物质，溶点为 117-120℃ ，在 乙 醇溶 液 中呈 蓝 绿色 ， 并 有深 红 色荧 光 。叶 绿 素 b 为 深绿 色 粉 末， 熔 点 120 -13 0 ℃ ， 其乙 醇 溶 液呈 绿 色 或黄 绿 色 ，有 红 色荧 光 ，叶 绿素 a 和 b 都 具 有旋 光 活性 。菠菜 是 含叶 绿 素最 丰 富的 蔬 菜。 每 kg 新鲜 植 物叶 用 丙酮 可 提取 出 叶 绿素 0 . 9－1. 2g，每 kg 干 叶用石油醚提取可 得到 5－ 10g。 脱 植 基 叶 绿 素 和 脱 镁 叶 绿 素 甲 酯 一 酸 分 别 是 叶 绿 素 和 脱 镁 叶 绿素的对应物，两者都因 不 含植 醇 侧链 ， 而 易溶 于 水， 不 溶于 脂 。 叶绿 素 在食 品 加上 中 最普 遍 的变 化 是生 成 脱 镁叶 绿 素，在 酸性 条 件下 叶 绿素 分 子的 中 心镁 原 子被 氢 原子 取 代，生 成暗 橄 榄褐 色 的脱 镁 叶绿 素 ，加 热 可加 快 反应 的 进行 。单用 氢 原子 置 换镁 原 子还 不 足以 解 释颜色急剧变化的原因，很可能 还 包含 卟 琳 共振 结 构的 某 些移 位 。 叶 绿 素在 稀 碱溶 液 中水 解 ，除 去 植醇 部 分，生 成颜 色 仍为 鲜 绿色 的 脱植 基 叶绿 素 。植 醇 和甲 醇 ，加 热 可使 水 解反 应 加快 。脱植 基 叶绿 素 的光 谱 性质 和 叶绿 素 基本 相 同，但 比叶 绿 素更 易 溶于 水 。如 果 脱植 基 叶绿 素 除去 镁 ，则 形 成对 应 的脱 镁 叶绿 素 甲酯 一 酸，其 颜色 和 光谱 性 质与 脱 镁叶 绿 素相 同 。这 些 化合 物 之间 的 相互 关 系可 用 以下 图 解说明: 叶绿 素 及其 衍 生物 在 极性 上 存在 一 定差 异 ， 可以 采用 HPL C 进 行 分离 鉴 定， 也 常利 用 它们 的 光谱 特 征进 行 分 析。 表 7-1 是 叶绿 素 a、 叶绿素 b 及其衍生物 的光 谱 特征 。 4.叶绿素的变化 (1)酶促变化 叶 绿 素酶 是 目 前己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。 对 于叶 绿 素的 其 他 衍生 物 ，因 其 结构 不 同， 叶绿 素 酶的 活 性显 示 明显 的 差别 。叶绿 素 酶在 水 、醇 和 丙酮 溶 液中 具 有活 性，在 蔬菜 中 的最 适 反应 温 度为 6 0－ 82 ℃ ，因 此 植物 体 采收 后
间。当 细胞 死 亡后 ，叶绿 素 即从 叶 绿体 内 游离 出 来，游 离叶 绿 素很 不 稳定 ，对光 或 热都 很 敏感 。图 7-2 为植 物 性食 品 在加 上 时叶 绿 素可 能 产生的某些降解产 物 。 3.物理化学性质 叶 绿素 a 和脱 镁 叶绿 素 a 均 可 溶于 乙 醇 、乙 醚 、苯和 丙 酮等 溶 剂，不 溶于 水 ，而 纯 品叶 绿素 a 和 脱镁 叶 绿素 a 仅微 溶 于石 油 醚。叶 绿素 b 和脱 镁 叶绿 素 b 也 易 溶于 乙 醇、乙 醚、丙 酮和 苯 ，纯 品 几乎 不 溶于 石 油醚 ，也不 溶 于水 。因此 ，极性 溶 剂如 丙 酮、甲 醇、乙 醇、乙 酸乙酯、吡啶和二甲基甲酞胺能完全提取叶绿素。 叶 绿素 a 纯品是具有金属光泽的黑蓝色粉末状物质，溶点为 117-120℃ ，在 乙 醇溶 液 中呈 蓝 绿色 ， 并 有深 红 色荧 光 。叶 绿 素 b 为 深绿 色 粉 末， 熔 点 120 -13 0 ℃ ， 其乙 醇 溶 液呈 绿 色 或黄 绿 色 ，有 红 色荧 光 ，叶 绿素 a 和 b 都 具 有旋 光 活性 。菠菜 是 含叶 绿 素最 丰 富的 蔬 菜。 每 kg 新鲜 植 物叶 用 丙酮 可 提取 出 叶 绿素 0 . 9－1. 2g，每 kg 干 叶用石油醚提取可 得到 5－ 10g。 脱 植 基 叶 绿 素 和 脱 镁 叶 绿 素 甲 酯 一 酸 分 别 是 叶 绿 素 和 脱 镁 叶 绿素的对应物，两者都因 不 含植 醇 侧链 ， 而 易溶 于 水， 不 溶于 脂 。 叶绿 素 在食 品 加上 中 最普 遍 的变 化 是生 成 脱 镁叶 绿 素，在 酸性 条 件下 叶 绿素 分 子的 中 心镁 原 子被 氢 原子 取 代，生 成暗 橄 榄褐 色 的脱 镁 叶绿 素 ，加 热 可加 快 反应 的 进行 。单用 氢 原子 置 换镁 原 子还 不 足以 解 释颜色急剧变化的原因，很可能 还 包含 卟 琳 共振 结 构的 某 些移 位 。 叶 绿 素在 稀 碱溶 液 中水 解 ，除 去 植醇 部 分，生 成颜 色 仍为 鲜 绿色 的 脱植 基 叶绿 素 。植 醇 和甲 醇 ，加 热 可使 水 解反 应 加快 。脱植 基 叶绿 素 的光 谱 性质 和 叶绿 素 基本 相 同，但 比叶 绿 素更 易 溶于 水 。如 果 脱植 基 叶绿 素 除去 镁 ，则 形 成对 应 的脱 镁 叶绿 素 甲酯 一 酸，其 颜色 和 光谱 性 质与 脱 镁叶 绿 素相 同 。这 些 化合 物 之间 的 相互 关 系可 用 以下 图 解说明: 叶绿 素 及其 衍 生物 在 极性 上 存在 一 定差 异 ， 可以 采用 HPL C 进 行 分离 鉴 定， 也 常利 用 它们 的 光谱 特 征进 行 分 析。 表 7-1 是 叶绿 素 a、 叶绿素 b 及其衍生物 的光 谱 特征 。 4.叶绿素的变化 (1)酶促变化 叶 绿 素酶 是 目 前己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。 对 于叶 绿 素的 其 他 衍生 物 ，因 其 结构 不 同， 叶绿 素 酶的 活 性显 示 明显 的 差别 。叶绿 素 酶在 水 、醇 和 丙酮 溶 液中 具 有活 性，在 蔬菜 中 的最 适 反应 温 度为 6 0－ 82 ℃ ，因 此 植物 体 采收 后
未经 热 加上 ，脱植 基 叶绿 素 不可 能 在新 鲜 叶片 上 形成 。如果 加 热温 度 超过 8 0℃ ,酶 活 力降 低 ，达到 1 00 ℃ 时 则完 全 丧失 活 性 。图 7 -3 是 菠 菜生长期和在 5 0℃贮藏时的叶绿 素 酶活 力 变 化。 2)化学变化 叶绿素具有官能侧基，所以能够发生许多其他反应，碳环 (iso cyc lic ri ng)氧 化形 成 加氧 叶 绿素 (al lom eri zed ch lor oph yll )， 四毗 咯 环破 裂 形成 无 色的 终 产物 。在食 品 加上 中 ，这 类 反应 很 可能 进 行到 某 种程 度 ，但 是 与叶 绿 素的 脱 镁反 应 比较 不 是主 要 的。在 适当 条 件下，分子中的镁原子可 被 铜、 铁 和锌 等 取 代。 叶 绿 素在 加 热 或 热 加 上 过 程 中 可 形成两类衍生物，即四毗咯环 中心 有 无镁 原 子存 在 。含 镁 的叶 绿 素衍 生 物显 绿 色，脱 镁叶 绿 素衍 生 物为 橄 榄褐 色 。后者 还 是一 种 鳌合 剂 ，在有 足 够的 锌 或铜 离 子存 在 时， 四毗 咯 环中 心 可与 锌 或铜 离 子生 成 绿色 配 合 物，其中 叶 绿素 铜 钠的 色 泽最鲜亮，对光和热较稳定，是一种理想的食品着色剂。 叶 绿素 分 子受 热 首先 是 发生 异 构化 ，形成 叶 绿素 a 和叶 绿素 b， 当叶 片 在 10 0℃ 加 热 l Omi n，大约 5%一 1 0%的叶 绿 素 a 和 叶绿 b 异 构 化为 叶 绿 素 a′和叶绿素 b′。叶绿素 中 镁原 子 易被 氢 取代 ， 形成 脱 镁叶 绿 素，极 性小 于 母体 化 合物 ，反应 在 水溶 液 中是 可 逆的 。叶绿 素 a 的 转 化速 率 比叶 绿 素 b 快 ，在 加 热 时叶 绿 素 b 显 示 较强 的 热稳 定 性， 因为叶绿素 b C3 位甲 酰 基 的吸 电 子效 应 和叶 绿 素的 大 共扼 结 构， 使 电荷 是 从分 子 的中 心 向外 转 移，结 果是 吡 咯氮 上 的正 电 荷增 加 ，从 而 降低 了 反应 中 间产 物 形成 的 平衡 常 数。此 外，叶 绿素 b 降解 反 应的 活 化能 较 高， 为 52 . 7－ 147 . 4kJ/mo l(随介 质 pH 和温 度 而异 )， 因 此， 叶绿素 b 具有较高的 热稳 定 性。 pH 影 响蔬 菜 组织 中 叶绿 素 的 热降 解 ，在 碱 性介 质 中(p H9. 0 ), 叶 绿素 对 热 非 常稳 定 ， 然 而在 酸 性 介质 中 (pH 3.0 )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 。盐的 加 入可 以 部分 抑 制叶 绿 素的 降 解，有 试验 表 明，在 烟叶 中 添加 盐(如 Na Cl, Mg Cl2 和 CaC l2} )后 加 热至 90℃，脱 镁叶 绿 素的 生 成 分别 降 低 47% , 7 0%和 77 %，这是 由 于盐 的 静 电 屏蔽 效 果 所 致。 表 7-2 列出了某些市售 蔬 菜罐 头 中叶 绿 素的 降 解 产物 含 量。 叶 绿 素 在 受 热 时 的 转 化 过 程 是 按 下 述 动 力 学 顺 序 进 行 :叶 绿 素 一脱镁叶绿素一焦脱镁叶绿素。 不 含镁 的 叶绿 素 衍生 物 的四 吡 咯核 的 2 个 氢原 子 容易 被 锌或 铜 离子 置 换形 成 绿色 的 金属 配 合物 。脱镁 叶 绿素 a 和 b 由 于金 属 离子 的 配位 ，使之 在 红区 的 最大 吸 收波 长 向短 波 方向 移 动，而 蓝区 则 向长 波 方向移动。不含植醇基的金属配合物与其母体化合物的光 谱特征相 同
未经 热 加上 ，脱植 基 叶绿 素 不可 能 在新 鲜 叶片 上 形成 。如果 加 热温 度 超过 8 0℃ ,酶 活 力降 低 ，达到 1 00 ℃ 时 则完 全 丧失 活 性 。图 7 -3 是 菠 菜生长期和在 5 0℃贮藏时的叶绿 素 酶活 力 变 化。 2)化学变化 叶绿素具有官能侧基，所以能够发生许多其他反应，碳环 (iso cyc lic ri ng)氧 化形 成 加氧 叶 绿素 (al lom eri zed ch lor oph yll )， 四毗 咯 环破 裂 形成 无 色的 终 产物 。在食 品 加上 中 ，这 类 反应 很 可能 进 行到 某 种程 度 ，但 是 与叶 绿 素的 脱 镁反 应 比较 不 是主 要 的。在 适当 条 件下，分子中的镁原子可 被 铜、 铁 和锌 等 取 代。 叶 绿 素在 加 热 或 热 加 上 过 程 中 可 形成两类衍生物，即四毗咯环 中心 有 无镁 原 子存 在 。含 镁 的叶 绿 素衍 生 物显 绿 色，脱 镁叶 绿 素衍 生 物为 橄 榄褐 色 。后者 还 是一 种 鳌合 剂 ，在有 足 够的 锌 或铜 离 子存 在 时， 四毗 咯 环中 心 可与 锌 或铜 离 子生 成 绿色 配 合 物，其中 叶 绿素 铜 钠的 色 泽最鲜亮，对光和热较稳定，是一种理想的食品着色剂。 叶 绿素 分 子受 热 首先 是 发生 异 构化 ，形成 叶 绿素 a 和叶 绿素 b， 当叶 片 在 10 0℃ 加 热 l Omi n，大约 5%一 1 0%的叶 绿 素 a 和 叶绿 b 异 构 化为 叶 绿 素 a′和叶绿素 b′。叶绿素 中 镁原 子 易被 氢 取代 ， 形成 脱 镁叶 绿 素，极 性小 于 母体 化 合物 ，反应 在 水溶 液 中是 可 逆的 。叶绿 素 a 的 转 化速 率 比叶 绿 素 b 快 ，在 加 热 时叶 绿 素 b 显 示 较强 的 热稳 定 性， 因为叶绿素 b C3 位甲 酰 基 的吸 电 子效 应 和叶 绿 素的 大 共扼 结 构， 使 电荷 是 从分 子 的中 心 向外 转 移，结 果是 吡 咯氮 上 的正 电 荷增 加 ，从 而 降低 了 反应 中 间产 物 形成 的 平衡 常 数。此 外，叶 绿素 b 降解 反 应的 活 化能 较 高， 为 52 . 7－ 147 . 4kJ/mo l(随介 质 pH 和温 度 而异 )， 因 此， 叶绿素 b 具有较高的 热稳 定 性。 pH 影 响蔬 菜 组织 中 叶绿 素 的 热降 解 ，在 碱 性介 质 中(p H9. 0 ), 叶 绿素 对 热 非 常稳 定 ， 然 而在 酸 性 介质 中 (pH 3.0 )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 。盐的 加 入可 以 部分 抑 制叶 绿 素的 降 解，有 试验 表 明，在 烟叶 中 添加 盐(如 Na Cl, Mg Cl2 和 CaC l2} )后 加 热至 90℃，脱 镁叶 绿 素的 生 成 分别 降 低 47% , 7 0%和 77 %，这是 由 于盐 的 静 电 屏蔽 效 果 所 致。 表 7-2 列出了某些市售 蔬 菜罐 头 中叶 绿 素的 降 解 产物 含 量。 叶 绿 素 在 受 热 时 的 转 化 过 程 是 按 下 述 动 力 学 顺 序 进 行 :叶 绿 素 一脱镁叶绿素一焦脱镁叶绿素。 不 含镁 的 叶绿 素 衍生 物 的四 吡 咯核 的 2 个 氢原 子 容易 被 锌或 铜 离子 置 换形 成 绿色 的 金属 配 合物 。脱镁 叶 绿素 a 和 b 由 于金 属 离子 的 配位 ，使之 在 红区 的 最大 吸 收波 长 向短 波 方向 移 动，而 蓝区 则 向长 波 方向移动。不含植醇基的金属配合物与其母体化合物的光 谱特征相 同
锌 和铜 的 配合 物 在酸 性 溶液 中 比在 碱 性 溶液 中 稳定 。前 面己 经 指出 ，当在 室 温时 添 加酸 ，叶绿 素 中的 镁 易被 脱 除，而 锌的 配 合物 在 pH2 的 溶液 中 则是 稳 定的 。 铜被 脱 除只 有 在 p H 低至 卟 啉环 开 始降 解 才会 发 生。己 知植 物 组织 中 ，叶 绿素 a 的 金属 配 合物 的 形成 速 率高 于 b 的金 属 配合 物 。叶绿 素 的 植醇 基 由于 空 间位 阻 降低 了 金属 配 合物 的 形成 速 率 ，在 乙 醇中 脱 镁 叶绿 酸盐 a 比 脱镁 叶 绿素 a 和叶 绿 素铜 钠 a 的反 应 速率 快 四倍 。Sch an derl 比 较了 蔬 菜泥 中 铜和 锌 金属 鳌 合物 的 形成 速 率， 结 果表 明 ，铜 比 锌更 易 发生 鳌 合 ，当 铜 和锌 同 时存 在 时， 主 要形 成 叶 绿素 铜 配 合 物。 p H 值 也 影 响配 合 物 的 形成 速 率 ， 将蔬 菜 泥在 1 21℃加 热 6 0 m in, pH 从 4. 0 增 加到 8. 5 时 ， 焦脱 镁 叶绿 素 锌 a 的 生成 量 增加 11 倍 。然 而在 pH10 时 ，由 于 锌产 生 沉淀 而 使配 合 物的生成量减少(图 7-4 )。 叶 绿 素 铜 配 合 物 由 于 在 食 品 加 上 的 大 多 数 条 件 下 具 有 较 高 的 稳定 性 及安 全 性， 因 而我 国 和欧 洲 共同 体 也 相继 批 准作 为 色素 使 用。 (3)叶绿素的加氧作 用 与光 降 解 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 (a llo mer iza tio n)。 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 物哀 老 或从 组 织中 提 取出 色 素，或 者是 在 加上 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 。 叶 绿 素 的 光 降 解 是 四 吡 咯 环 开 环 并 降 解 为 小 分 子 量 化 合 物 的 过程 ，主要 的 降 解产 物 为甲 基 乙基 马 来酞 亚 胺、甘 油 、乳 酸 、柠 檬 酸、 琥珀 酸 、丙 二 酸和 少 量的 丙 氨酸 。己知 叶 绿素 及 类似 的 卟啉 在 光和 氧 的作 用 下可 产 生单 重 态氧 和 羟基 自 由基 。一旦 单 重态 氧 和羟 基 自由 基 形成 ，即会 与 四吡 咯 进一 步 反应 ，生成 过 氧化 物 及更 多 的自 由 基，最 终导致卟啉降解及颜色完全消失。 4)在食品处理、加 上 和贮 藏 过程 中 的变 化 食 品 在加 上 或 贮 藏 过 程 中 都 会 引 起 叶 绿 素 不 同 程 度的 变 化 。 如 用透 明 容器 包 装的 脱 水食 品 容易 发 生光 氧 化 和变 色。食 品在 脱 水过 程 中叶绿素转变成脱镁叶绿素的速率与食品在脱水前的热烫程度有自 接关 系。 菠 菜经 热 烫、 冷冻 干 燥， 叶绿 素 a 转 变 成脱 镁 叶绿 素 a， 比 对应 的 叶绿 素 b 的 转化 快 2. 5 信 ，并 且 这种 变 化是 水 活性 (aw )的 函 数。 许 多 因素 都 会 影 响 叶 绿 素 的 含 量 。 绿 色 蔬 菜 在 冷 冻和 冻 藏 时 颜 色均 会 发生 变 化，这 种变 化 受冷 冻 前热 烫 温度 和 时间 的 影响 。有人 发 现豌豆和菜豆中的叶绿素由于脂肪氧合 酶 的 作 用 而 降 解 生 成 非 叶 绿
锌 和铜 的 配合 物 在酸 性 溶液 中 比在 碱 性 溶液 中 稳定 。前 面己 经 指出 ，当在 室 温时 添 加酸 ，叶绿 素 中的 镁 易被 脱 除，而 锌的 配 合物 在 pH2 的 溶液 中 则是 稳 定的 。 铜被 脱 除只 有 在 p H 低至 卟 啉环 开 始降 解 才会 发 生。己 知植 物 组织 中 ，叶 绿素 a 的 金属 配 合物 的 形成 速 率高 于 b 的金 属 配合 物 。叶绿 素 的 植醇 基 由于 空 间位 阻 降低 了 金属 配 合物 的 形成 速 率 ，在 乙 醇中 脱 镁 叶绿 酸盐 a 比 脱镁 叶 绿素 a 和叶 绿 素铜 钠 a 的反 应 速率 快 四倍 。Sch an derl 比 较了 蔬 菜泥 中 铜和 锌 金属 鳌 合物 的 形成 速 率， 结 果表 明 ，铜 比 锌更 易 发生 鳌 合 ，当 铜 和锌 同 时存 在 时， 主 要形 成 叶 绿素 铜 配 合 物。 p H 值 也 影 响配 合 物 的 形成 速 率 ， 将蔬 菜 泥在 1 21℃加 热 6 0 m in, pH 从 4. 0 增 加到 8. 5 时 ， 焦脱 镁 叶绿 素 锌 a 的 生成 量 增加 11 倍 。然 而在 pH10 时 ，由 于 锌产 生 沉淀 而 使配 合 物的生成量减少(图 7-4 )。 叶 绿 素 铜 配 合 物 由 于 在 食 品 加 上 的 大 多 数 条 件 下 具 有 较 高 的 稳定 性 及安 全 性， 因 而我 国 和欧 洲 共同 体 也 相继 批 准作 为 色素 使 用。 (3)叶绿素的加氧作 用 与光 降 解 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 (a llo mer iza tio n)。 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 物哀 老 或从 组 织中 提 取出 色 素，或 者是 在 加上 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 。 叶 绿 素 的 光 降 解 是 四 吡 咯 环 开 环 并 降 解 为 小 分 子 量 化 合 物 的 过程 ，主要 的 降 解产 物 为甲 基 乙基 马 来酞 亚 胺、甘 油 、乳 酸 、柠 檬 酸、 琥珀 酸 、丙 二 酸和 少 量的 丙 氨酸 。己知 叶 绿素 及 类似 的 卟啉 在 光和 氧 的作 用 下可 产 生单 重 态氧 和 羟基 自 由基 。一旦 单 重态 氧 和羟 基 自由 基 形成 ，即会 与 四吡 咯 进一 步 反应 ，生成 过 氧化 物 及更 多 的自 由 基，最 终导致卟啉降解及颜色完全消失。 4)在食品处理、加 上 和贮 藏 过程 中 的变 化 食 品 在加 上 或 贮 藏 过 程 中 都 会 引 起 叶 绿 素 不 同 程 度的 变 化 。 如 用透 明 容器 包 装的 脱 水食 品 容易 发 生光 氧 化 和变 色。食 品在 脱 水过 程 中叶绿素转变成脱镁叶绿素的速率与食品在脱水前的热烫程度有自 接关 系。 菠 菜经 热 烫、 冷冻 干 燥， 叶绿 素 a 转 变 成脱 镁 叶绿 素 a， 比 对应 的 叶绿 素 b 的 转化 快 2. 5 信 ，并 且 这种 变 化是 水 活性 (aw )的 函 数。 许 多 因素 都 会 影 响 叶 绿 素 的 含 量 。 绿 色 蔬 菜 在 冷 冻和 冻 藏 时 颜 色均 会 发生 变 化，这 种变 化 受冷 冻 前热 烫 温度 和 时间 的 影响 。有人 发 现豌豆和菜豆中的叶绿素由于脂肪氧合 酶 的 作 用 而 降 解 生 成 非 叶 绿
素化 合 物，脂 肪氧 合 酶还 会 使叶 绿 素降 解 产生 自 由基 。食品 在 γ射 线 辐照 及 辐照 后 的贮 藏 过程 中 叶绿 素 和脱 镁 叶 绿素 均 发生 降 解。黄瓜 在 乳酸 发 酵过 程 中，叶 绿素 降 解成 为 脱镁 叶 绿素 、脱植 基 叶绿 素 和脱 镁 叶绿甲酯一酸。 绿 色 蔬 菜 在 酸 作 用 下 的 加 热 过 程 中 ， 叶 绿 素 转 变 成 脱 镁 叶 绿 素，因 而颜 色 从鲜 绿 色很 快 变为 橄 榄褐 色 。在 热 加上 菠 菜、碗 豆和 青 豆时 ， 发现 有 10 种有 机 酸 存在 ， 色素 降 解产 生 的主 要 酸是 醋 酸和 吡 咯烷酮羧酸。 5)绿色的保持 对 于 蔬 菜 在 热 加 上 时 如 何 保 持 绿 色 的 问 题 ， 曾 有 过 大 量 的 研 究，但 没有 一 种方 法 真正 获 得成 功 。例 如 ，采 用 碱性 钙 盐或 氢 氧化 镁 使叶 绿 素分 子 中的 镁 离子 不 被氢 原 子所 置 换 的处 理 方法 ，虽 然 在加 上 后产品可以保持绿 色 ，但 经 过贮 藏 后仍 然 变 成褐 色 。 早 在 188 2 年 博 罗丁 (Bo ro din )就 己 认识 到 ，在 一 定条 件 下叶 绿 素是 能 够“ 固 定的 ” ，但 这 些条 件 都有 利 于叶 绿 素酶 的 作用 ，所以 他 所指的固定叶绿素很可能 是 脱植 基 叶绿 素 。 19 28 年 以 后，汤 马斯 (To ma s)等人 获 得了 关 于绿 色 蔬菜 加 上前 于 温 度 6 7 ℃ 烫 漂 30 min 可 保 持 产 品 绿 色 的 专 利 。 克 莱 德 斯 戴 勒 (Cly des dal e)和 弗 朗 西斯 (Fr anc is )证明菠菜的脱植 基 叶 绿 素叶 绿 素 更稳 定 ，但 所 得到 的 脱植 基 叶绿 素 量太 少 ，对 产 品颜 色 的保 持 并无 实 际意 义 。人 们 还应 用 高温 短 时灭 菌( HTS T)加上 蔬 菜，这 不仅 能 杀灭 微 生物 ，而且 比 普通 加 上方 法 使蔬 菜 受到 的 化学 破 坏小 。在商 业 上，目 前还 采 用一 种 复杂 的 方法 ，采用 含 锌或 铜 盐的 热 烫液 处 理蔬 菜 加上 罐 头，结果可得到比 传 统方 法 更绿 的 产品 。 Cl yde sda le 等曾 试 图以 碱 处 理和 酶 法相 结 合使 叶 绿素 转 变成 脱 植基 叶 绿素 ， 以及 采 用 H TS T 加 上 方法 保 持菠 菜 的绿 色 ，但 贮 藏后 很 快改 变 原来 的 颜色 。目前 保 持叶 绿 素稳 定 性最 好 的方 法 ，是 挑 选品 质 良好的原料，尽快进行加上并在低温下贮藏。 二、血红素化合物 动 物 肌肉 中 由 于肌红蛋白的存在而呈红色。肌红蛋白和血红蛋 白都 是 血红 素 与球 状 蛋白 结 合而 成 的结 合 蛋 白，因此 ，肉的 色 素化 学 实际上是血红素色素化学。 肌 红 蛋白 是 球状 蛋 白，多肽 链 和血 红 素结 合 的摩 尔 比为 1 :1，而 血红蛋白所结合的血 红素 为 肌红 蛋 白的 4 信 。 活 动 物体 中 肌红 蛋 白的 铁 含量 仅 占体 内 总 铁量 的 10 %，在 屠宰 放 血时 大 部分 铁 以血 红 蛋白 的 形式 除 去， 在 完 全放 血 的牛 骨 骼肌 肉 中， 肌红 蛋 白所 含 的铁 占 剩余 总 铁量 的 95 %或 更 多 ，肌红 蛋 白此 时 在肉 组
素化 合 物，脂 肪氧 合 酶还 会 使叶 绿 素降 解 产生 自 由基 。食品 在 γ射 线 辐照 及 辐照 后 的贮 藏 过程 中 叶绿 素 和脱 镁 叶 绿素 均 发生 降 解。黄瓜 在 乳酸 发 酵过 程 中，叶 绿素 降 解成 为 脱镁 叶 绿素 、脱植 基 叶绿 素 和脱 镁 叶绿甲酯一酸。 绿 色 蔬 菜 在 酸 作 用 下 的 加 热 过 程 中 ， 叶 绿 素 转 变 成 脱 镁 叶 绿 素，因 而颜 色 从鲜 绿 色很 快 变为 橄 榄褐 色 。在 热 加上 菠 菜、碗 豆和 青 豆时 ， 发现 有 10 种有 机 酸 存在 ， 色素 降 解产 生 的主 要 酸是 醋 酸和 吡 咯烷酮羧酸。 5)绿色的保持 对 于 蔬 菜 在 热 加 上 时 如 何 保 持 绿 色 的 问 题 ， 曾 有 过 大 量 的 研 究，但 没有 一 种方 法 真正 获 得成 功 。例 如 ，采 用 碱性 钙 盐或 氢 氧化 镁 使叶 绿 素分 子 中的 镁 离子 不 被氢 原 子所 置 换 的处 理 方法 ，虽 然 在加 上 后产品可以保持绿 色 ，但 经 过贮 藏 后仍 然 变 成褐 色 。 早 在 188 2 年 博 罗丁 (Bo ro din )就 己 认识 到 ，在 一 定条 件 下叶 绿 素是 能 够“ 固 定的 ” ，但 这 些条 件 都有 利 于叶 绿 素酶 的 作用 ，所以 他 所指的固定叶绿素很可能 是 脱植 基 叶绿 素 。 19 28 年 以 后，汤 马斯 (To ma s)等人 获 得了 关 于绿 色 蔬菜 加 上前 于 温 度 6 7 ℃ 烫 漂 30 min 可 保 持 产 品 绿 色 的 专 利 。 克 莱 德 斯 戴 勒 (Cly des dal e)和 弗 朗 西斯 (Fr anc is )证明菠菜的脱植 基 叶 绿 素叶 绿 素 更稳 定 ，但 所 得到 的 脱植 基 叶绿 素 量太 少 ，对 产 品颜 色 的保 持 并无 实 际意 义 。人 们 还应 用 高温 短 时灭 菌( HTS T)加上 蔬 菜，这 不仅 能 杀灭 微 生物 ，而且 比 普通 加 上方 法 使蔬 菜 受到 的 化学 破 坏小 。在商 业 上，目 前还 采 用一 种 复杂 的 方法 ，采用 含 锌或 铜 盐的 热 烫液 处 理蔬 菜 加上 罐 头，结果可得到比 传 统方 法 更绿 的 产品 。 Cl yde sda le 等曾 试 图以 碱 处 理和 酶 法相 结 合使 叶 绿素 转 变成 脱 植基 叶 绿素 ， 以及 采 用 H TS T 加 上 方法 保 持菠 菜 的绿 色 ，但 贮 藏后 很 快改 变 原来 的 颜色 。目前 保 持叶 绿 素稳 定 性最 好 的方 法 ，是 挑 选品 质 良好的原料，尽快进行加上并在低温下贮藏。 二、血红素化合物 动 物 肌肉 中 由 于肌红蛋白的存在而呈红色。肌红蛋白和血红蛋 白都 是 血红 素 与球 状 蛋白 结 合而 成 的结 合 蛋 白，因此 ，肉的 色 素化 学 实际上是血红素色素化学。 肌 红 蛋白 是 球状 蛋 白，多肽 链 和血 红 素结 合 的摩 尔 比为 1 :1，而 血红蛋白所结合的血 红素 为 肌红 蛋 白的 4 信 。 活 动 物体 中 肌红 蛋 白的 铁 含量 仅 占体 内 总 铁量 的 10 %，在 屠宰 放 血时 大 部分 铁 以血 红 蛋白 的 形式 除 去， 在 完 全放 血 的牛 骨 骼肌 肉 中， 肌红 蛋 白所 含 的铁 占 剩余 总 铁量 的 95 %或 更 多 ，肌红 蛋 白此 时 在肉 组
织中 占 总色 素的 90%以 上。 肌 肉组 织 中肌 红 蛋 白的 含 量因 动 物种 类 、 年龄 和 性别 、以及 部 位的 不 同相 差 很大 。肌红 蛋 白及 其 各种 化 学形 式 并不 是 肌肉 中 唯一 的 色素 ，也不 是 生物 学 上最 重 要的 色 素，但 它却 是 使肉 类 产生 颜 色的 主 要色 素 ，其 他 肌肉 色 素含 量 少不 足 以呈 色 ，它 包 括 细胞 色 素 类(类 似卟 啉 一 蛋 白质 复 杂 结 构中 含 铁 的红 色 血 红 素):维 生素 B 1 2 比 肌红 蛋 白的 结 构 要复 杂 得多 ， 含有 与 血红 素 和细 胞 色素 同 样 的卟 啉 环 ，但 配 位 原 子是 钴 原 子 而不 是 铁 原子 ):辅 酶 黄素 (与细 胞 中的 电 子传 递 体系 有 联系 )及 血 红蛋 白 。 表 7- 3 是不 同 加上 肉 类中 的 主要色素。 肌红 蛋 白是 一 种肌 肉 蛋白 质， 与 血红 蛋 白的 功 能相 似， 两 者都 能 同动 物 代谢 所 需要 的 氧配 位 。红 细 胞中 的 血红 蛋 白含 有 四条 多 肽链 和 四个 血 红素 基 团，血 红素 的 中心 含 有铁 原 子。血 红素 基 团的 功 能是 和 分子 氧 可逆 地 结合 ， 并通 过 血液 将 结合 的 氧 从肺 部 输送 至 全身 组 织。 肌红 蛋 白的 大 小为 血 红蛋 白 的四 分 之一 ，由一 条 含大 约 153 个 氨基 酸 和一 个 血红 素 基团 的 多肽 链 组成 ，它存 在 于细 胞 内，作 为向 血 液中 血 红蛋白提供氧的临时贮藏库。 1.结构 血 红蛋 白 和肌 红 蛋白 都 是结 合 蛋白 质 ， 除了 多 肽链 部 分以 外 ， 还有 与 肽链 配 位的 非 肽部 分 。肌 红 蛋白 的 蛋白 质 部分 称 为珠 蛋 白，非 肽部 分 称为 血 红素 。血 红 素 由两 个 部分 即 一个 铁 原子 和 一个 卟 啉平 面 环所 组 成，卟 啉是 由 4 个 吡 咯通 过 亚甲 桥 连接 构 成的 平 面环 ，在色 素 中起 发 色基 团 的作 用。中 心 铁原 子 以配 位 键与 4 个吡 咯 环的 氮 原子 连 接，第 5 个 连 接位 点 是与 珠 蛋白 的 组氨 酸 残基 键 合，剩 下的 第 6 个 连 接位点.y 与各种配 位体 中 带负 荷 的原 子 相 结合 。 血红蛋白 可 粗 略 地 看 成 是 由 四 个 肌 红 蛋 白 分 子 连 接 在 一 起 构 成的 4 聚体 ，因此 ，在 讨 论 这些 色 素的 化 学结 构 和性 质 时可 以 肌红 蛋 白为 例 。图 7 -5 表 示 血红 素 基团 的 结构 ，它与 珠 蛋白 连 接时 则 形成 肌 红蛋白(图 7-6)。 肌 红蛋 白 可看 成 是在 血 红素 基 团的 铁 原 子周 围 有八 股 折叠 的 a 螺旋 肽 段的 复 杂分 子 ，图 7-7 表 示 肌红 蛋 白分 子 肽链 的 三级 结 构。图 上部中心位置的圆圈表示血红素铁。 2.物理性质 肌红蛋白是肌肉中肌浆蛋白的一部分， 可 溶 于水 和 稀盐 溶 液。 解 释 肌 肉 组 织 基 质 中 肌 红 蛋 白 的 颜 色 不 仅 应 该 考 虑 色 素 的 光 谱 特性 ，还应 考 虑肌 肉 基质 的 散射 特 性。肉 的总 反 射特 性 取决 于 两个 主 要因 素 ，一 个 是肉 色 素的 吸 收，用 符号 K 表示 ，另一 个 是肌 肉 纤维 基 质的 散 射系 数 ，用 S 表示 ，比例 K /S 表 示 吸收 和 散射 两 者对 眼 睛产 生 的总效应
织中 占 总色 素的 90%以 上。 肌 肉组 织 中肌 红 蛋 白的 含 量因 动 物种 类 、 年龄 和 性别 、以及 部 位的 不 同相 差 很大 。肌红 蛋 白及 其 各种 化 学形 式 并不 是 肌肉 中 唯一 的 色素 ，也不 是 生物 学 上最 重 要的 色 素，但 它却 是 使肉 类 产生 颜 色的 主 要色 素 ，其 他 肌肉 色 素含 量 少不 足 以呈 色 ，它 包 括 细胞 色 素 类(类 似卟 啉 一 蛋 白质 复 杂 结 构中 含 铁 的红 色 血 红 素):维 生素 B 1 2 比 肌红 蛋 白的 结 构 要复 杂 得多 ， 含有 与 血红 素 和细 胞 色素 同 样 的卟 啉 环 ，但 配 位 原 子是 钴 原 子 而不 是 铁 原子 ):辅 酶 黄素 (与细 胞 中的 电 子传 递 体系 有 联系 )及 血 红蛋 白 。 表 7- 3 是不 同 加上 肉 类中 的 主要色素。 肌红 蛋 白是 一 种肌 肉 蛋白 质， 与 血红 蛋 白的 功 能相 似， 两 者都 能 同动 物 代谢 所 需要 的 氧配 位 。红 细 胞中 的 血红 蛋 白含 有 四条 多 肽链 和 四个 血 红素 基 团，血 红素 的 中心 含 有铁 原 子。血 红素 基 团的 功 能是 和 分子 氧 可逆 地 结合 ， 并通 过 血液 将 结合 的 氧 从肺 部 输送 至 全身 组 织。 肌红 蛋 白的 大 小为 血 红蛋 白 的四 分 之一 ，由一 条 含大 约 153 个 氨基 酸 和一 个 血红 素 基团 的 多肽 链 组成 ，它存 在 于细 胞 内，作 为向 血 液中 血 红蛋白提供氧的临时贮藏库。 1.结构 血 红蛋 白 和肌 红 蛋白 都 是结 合 蛋白 质 ， 除了 多 肽链 部 分以 外 ， 还有 与 肽链 配 位的 非 肽部 分 。肌 红 蛋白 的 蛋白 质 部分 称 为珠 蛋 白，非 肽部 分 称为 血 红素 。血 红 素 由两 个 部分 即 一个 铁 原子 和 一个 卟 啉平 面 环所 组 成，卟 啉是 由 4 个 吡 咯通 过 亚甲 桥 连接 构 成的 平 面环 ，在色 素 中起 发 色基 团 的作 用。中 心 铁原 子 以配 位 键与 4 个吡 咯 环的 氮 原子 连 接，第 5 个 连 接位 点 是与 珠 蛋白 的 组氨 酸 残基 键 合，剩 下的 第 6 个 连 接位点.y 与各种配 位体 中 带负 荷 的原 子 相 结合 。 血红蛋白 可 粗 略 地 看 成 是 由 四 个 肌 红 蛋 白 分 子 连 接 在 一 起 构 成的 4 聚体 ，因此 ，在 讨 论 这些 色 素的 化 学结 构 和性 质 时可 以 肌红 蛋 白为 例 。图 7 -5 表 示 血红 素 基团 的 结构 ，它与 珠 蛋白 连 接时 则 形成 肌 红蛋白(图 7-6)。 肌 红蛋 白 可看 成 是在 血 红素 基 团的 铁 原 子周 围 有八 股 折叠 的 a 螺旋 肽 段的 复 杂分 子 ，图 7-7 表 示 肌红 蛋 白分 子 肽链 的 三级 结 构。图 上部中心位置的圆圈表示血红素铁。 2.物理性质 肌红蛋白是肌肉中肌浆蛋白的一部分， 可 溶 于水 和 稀盐 溶 液。 解 释 肌 肉 组 织 基 质 中 肌 红 蛋 白 的 颜 色 不 仅 应 该 考 虑 色 素 的 光 谱 特性 ，还应 考 虑肌 肉 基质 的 散射 特 性。肉 的总 反 射特 性 取决 于 两个 主 要因 素 ，一 个 是肉 色 素的 吸 收，用 符号 K 表示 ，另一 个 是肌 肉 纤维 基 质的 散 射系 数 ，用 S 表示 ，比例 K /S 表 示 吸收 和 散射 两 者对 眼 睛产 生 的总效应
鲜艳 红 色肉 块 的 K 值大 于 S 值 ，K 值逐 渐 降低 时 肌红 蛋 白的 光 谱曲 线 特征 吸 收峰 下 降，当 K 值 较 小时 ，则曲 线 偏离 肌 红蛋 白 的特 征 光谱 。这些 参 数在 讨 论肌 红 蛋白 时 一般 不 予考 虑 ，但 是 当肉 类 颜色 作 为一项主要的品质因素来考虑时，这些物理参数却是非常重要的。 3.化学性质 在 讨 论肉 的 色 素 和 品 质 的 关 系 时 ， 主 要 应 涉 及 在 氧化 态 或 还 原 态铁 周 围的 血 红素 、与血 红 素键 合 的配 位 体类 型 、珠 蛋 白的 状 态和 其 他各 种 配合 物 。卟 啉 环内 的 血红 素 以 F e2+或 Fe3 +状 态 存在 。 肌红 蛋 白和分子氧之间形成共价键结合为氧合肌红蛋白的过程称为氧合 作 用，它不 同 于肌 红 蛋白 氧 化(F e2+转变为 Fe 3+)形 成高 铁 肌红 蛋 白(M Mb) 的 氧化 反 应 。 肌红 蛋 白 和氧 合 肌 红 蛋白 都 能 发 生氧 化 ， 使 F e2 +自 动 氧化 成 Fe 3+，产生 不 需宜 的 高铁 肌 红蛋 白(MMb )的 红 褐色 。这 些复 合 物可 分 为离 子 型和 共 价键 型 ，共 价 键复 合 物 产生 肉 类需 宜 的鲜 红 色。 例如 氧 合肌 红 蛋白 、亚 硝 基 肌红 蛋 白(n itr oso myo glo bin )和 碳 氧肌 红 蛋白 (ca rbo xym yog lob in)，它们 分 别是 肌 红蛋 白 的亚 铁 和分 子 氧、一 氧化 氮 以及 一 氧化 碳 形成 的 共价 复 合物 。这些 复 合物 例 如变 肌 红蛋 白 和肌 红 蛋白 ，光 谱 上分 别 以在 535－5 45nm 和 57 5－ 588 nm 处 显 示最 大 吸收为特征。 氰 变 肌 红 蛋 白 (c yan met myo glo bin )和 高 铁 肌 红 蛋 白 氢 氧 化 物 (met myo glo bin hyd rox ide) 是 具 有 特 征 红 色 的 三 价 铁 离 子 的 共 价 复 合物 ，在三 价 铁离 子 的共 价 复合 物 中，概 念上 可 认为 离 子的 负 电荷 被 三价 离 子的 第 三个 正 电荷 中 和。一 般说 来 ，如 果 配位 剂 是中 性 的，可 认 为是 一 对 电子 和 肌 红 蛋白 (亚铁 )形成 稳 定 的红 色 共 价 复合 物 :如 果 是带负电荷的，则 与 变肌 红 蛋白 (三 价 铁 离子 )形 成 共价 复 合物 。 在 没有 强 共价 配 位剂 存 在时 ，肌 红 蛋白 和 变肌 红 蛋白 同 水形 成 离子 复 合物 。在这 些 复合 物 中，水 分子 的 氧靠 偶 极和 离 子相 互 作用 与 铁结合，因为氧原子不像氧分子那样具有强的电子对供体。 肌 红蛋 白 的特 征 光谱 是 在绿 色 部分 555 nm 波长 处 出现 最 大吸 收 谱带 ，外 观 呈红 紫 色。变肌 红 蛋白 的 主峰 位 移 至光 谱 的蓝 色 末端 505 nm 波长处，并在红色 6 27nm 波 长处 出 现较 小 的 吸收 峰 ，外 观 呈褐 色 。 新 鲜肉 呈 现的 色 泽 ，是 氧 合肌 红 蛋白 、肌 红蛋 白 和高 铁 肌红 蛋 白三种色素不断地互相 转 换 产 生 的 ， 这 是 一 种 动 态 和 可 逆的循环过 程。己 被氧 化 的色 素 或三 价 铁形 式 的褐 色 高铁 肌 红蛋 白 ，即 使 是通 过 肌红 蛋 白转 变 成氧 合 肌红 蛋 白(氧合 作 用)的 途径 ，也 不 能实 现 和氧 结 合。图 7-8 指 出了 氧 分压 与 各种 血 红素 的 百分 比 之间 的 关系 ，在有 氧 存在 时，红 紫色 肌 红蛋 白 可 被氧 合 成鲜 红 色的 氧 合色 素 的氧 合 肌红 蛋 白 ，形 成 类似 有 霜的 鲜 肉或 者 氧化 成 变肌 红 蛋白 ，产 生非 需 宜的 褐 色。 图 7-9 表示 鲜 肉、咸 肉和 肉 加上 品 中血 红 素的 变 化，在 高氧 分 压时 肌 红 蛋白 (Mb )向着 形 成 氧 合肌 红 蛋 白( O2M b)的 方向 进 行 反 应(图 7-9。 红色 O 2Mb 一旦 形 成，由 于产 生 高度 共 振的 结 构，能 保持 稳 定的 状 态
鲜艳 红 色肉 块 的 K 值大 于 S 值 ，K 值逐 渐 降低 时 肌红 蛋 白的 光 谱曲 线 特征 吸 收峰 下 降，当 K 值 较 小时 ，则曲 线 偏离 肌 红蛋 白 的特 征 光谱 。这些 参 数在 讨 论肌 红 蛋白 时 一般 不 予考 虑 ，但 是 当肉 类 颜色 作 为一项主要的品质因素来考虑时，这些物理参数却是非常重要的。 3.化学性质 在 讨 论肉 的 色 素 和 品 质 的 关 系 时 ， 主 要 应 涉 及 在 氧化 态 或 还 原 态铁 周 围的 血 红素 、与血 红 素键 合 的配 位 体类 型 、珠 蛋 白的 状 态和 其 他各 种 配合 物 。卟 啉 环内 的 血红 素 以 F e2+或 Fe3 +状 态 存在 。 肌红 蛋 白和分子氧之间形成共价键结合为氧合肌红蛋白的过程称为氧合 作 用，它不 同 于肌 红 蛋白 氧 化(F e2+转变为 Fe 3+)形 成高 铁 肌红 蛋 白(M Mb) 的 氧化 反 应 。 肌红 蛋 白 和氧 合 肌 红 蛋白 都 能 发 生氧 化 ， 使 F e2 +自 动 氧化 成 Fe 3+，产生 不 需宜 的 高铁 肌 红蛋 白(MMb )的 红 褐色 。这 些复 合 物可 分 为离 子 型和 共 价键 型 ，共 价 键复 合 物 产生 肉 类需 宜 的鲜 红 色。 例如 氧 合肌 红 蛋白 、亚 硝 基 肌红 蛋 白(n itr oso myo glo bin )和 碳 氧肌 红 蛋白 (ca rbo xym yog lob in)，它们 分 别是 肌 红蛋 白 的亚 铁 和分 子 氧、一 氧化 氮 以及 一 氧化 碳 形成 的 共价 复 合物 。这些 复 合物 例 如变 肌 红蛋 白 和肌 红 蛋白 ，光 谱 上分 别 以在 535－5 45nm 和 57 5－ 588 nm 处 显 示最 大 吸收为特征。 氰 变 肌 红 蛋 白 (c yan met myo glo bin )和 高 铁 肌 红 蛋 白 氢 氧 化 物 (met myo glo bin hyd rox ide) 是 具 有 特 征 红 色 的 三 价 铁 离 子 的 共 价 复 合物 ，在三 价 铁离 子 的共 价 复合 物 中，概 念上 可 认为 离 子的 负 电荷 被 三价 离 子的 第 三个 正 电荷 中 和。一 般说 来 ，如 果 配位 剂 是中 性 的，可 认 为是 一 对 电子 和 肌 红 蛋白 (亚铁 )形成 稳 定 的红 色 共 价 复合 物 :如 果 是带负电荷的，则 与 变肌 红 蛋白 (三 价 铁 离子 )形 成 共价 复 合物 。 在 没有 强 共价 配 位剂 存 在时 ，肌 红 蛋白 和 变肌 红 蛋白 同 水形 成 离子 复 合物 。在这 些 复合 物 中，水 分子 的 氧靠 偶 极和 离 子相 互 作用 与 铁结合，因为氧原子不像氧分子那样具有强的电子对供体。 肌 红蛋 白 的特 征 光谱 是 在绿 色 部分 555 nm 波长 处 出现 最 大吸 收 谱带 ，外 观 呈红 紫 色。变肌 红 蛋白 的 主峰 位 移 至光 谱 的蓝 色 末端 505 nm 波长处，并在红色 6 27nm 波 长处 出 现较 小 的 吸收 峰 ，外 观 呈褐 色 。 新 鲜肉 呈 现的 色 泽 ，是 氧 合肌 红 蛋白 、肌 红蛋 白 和高 铁 肌红 蛋 白三种色素不断地互相 转 换 产 生 的 ， 这 是 一 种 动 态 和 可 逆的循环过 程。己 被氧 化 的色 素 或三 价 铁形 式 的褐 色 高铁 肌 红蛋 白 ，即 使 是通 过 肌红 蛋 白转 变 成氧 合 肌红 蛋 白(氧合 作 用)的 途径 ，也 不 能实 现 和氧 结 合。图 7-8 指 出了 氧 分压 与 各种 血 红素 的 百分 比 之间 的 关系 ，在有 氧 存在 时，红 紫色 肌 红蛋 白 可 被氧 合 成鲜 红 色的 氧 合色 素 的氧 合 肌红 蛋 白 ，形 成 类似 有 霜的 鲜 肉或 者 氧化 成 变肌 红 蛋白 ，产 生非 需 宜的 褐 色。 图 7-9 表示 鲜 肉、咸 肉和 肉 加上 品 中血 红 素的 变 化，在 高氧 分 压时 肌 红 蛋白 (Mb )向着 形 成 氧 合肌 红 蛋 白( O2M b)的 方向 进 行 反 应(图 7-9。 红色 O 2Mb 一旦 形 成，由 于产 生 高度 共 振的 结 构，能 保持 稳 定的 状 态
所以 只 要血 红 素保 持 氧合 状 态就 不 会再 发 生 颜色 的 变化 。血 红 素与 氧 是一个不断地结合和分离的过程，许多条件都可 加快这个过程的进 程。在 低氧 分 压时 ，肌红 蛋 白(血红 素 ，Fe 3+)被 氧化 变 成高 铁 肌红 蛋 白(F e3+)(图 7- 9， 至 今 还 不了 解 在 结 合或 分 离 时 是否 会 发 生 氧化 ， 如图 7 -9 虚 箭 头所 示。然 而 己知 变成 MMb 是一 个 缓慢 和 连续 的 氧化 过 程 ，过 渡 金 属离 子 特 别 是铜 能 催 化 血红 素 的 自动 氧 化 ，M b 的 氧化 速 度大 于 Mb O2,。鲜 肉中 由 于 本身 产 生的 还 原物 质 不断 地使 MMb 还原 为 Mb。因 此 ，只 要有 氧 存在 ，这 个循 环 过程 即 可以 连 续 进行 。过 氧化 氢 与血 红 素中 的 Fe 2+和 Fe3 +反 应 生成 绿 色 的胆 绿 色素 (ch ole glo bin )， 细 菌 繁 殖 产 生 的 硫 化 氢 在 有 氧 存 在 下 能 形 成 绿 色 的 硫 肌 红 蛋 白 (sulfomyglobin)。表 7 -3 列 出 了血 红 素 的变 化 和性 质 。 4.食品在处理、加 上 和贮 藏 中的 变 化 腌 肉色 素:图 7-9 表示 在 硝 酸盐 、 一氧 化 氮和 还 原剂 同 时存 在 时形 成 腌肉 色 素亚 硝 酰血 色 原的 反 应途 径 ，所 有 反应 都 用体 外 试验 方 法进 行 过观 测 。其 中 大部 分 反应 只 能在 非 常强 的 还原 条 件下 发 生，因 为反 应 中的 许 多中 间 产物 在 空气 中 是不 稳 定 的。如果 在 形成 腌 肉色 素 的体 系 中含 有 强氧 化 剂亚 硝 酸盐 ，血 红素 最 初将 呈 氧化 态 。一般 说 来， 腌 肉发 色 团 或色 素 的 形 成可 看 成 是 两个 过 程:一 是 亚硝 酸 盐 还 原成 一 氧 化氮 及 血 红素 中 的 高 价铁 还 原 成 亚铁 :第二 个 是 珠蛋 白 的 热 变性 ， 仅 在腌 肉 制 品加 热 至 66℃ 或 更高 温 度 时才 发 生 此 变性 反 应 。 此外 还 包括 血 色素 和 肉中 其 他蛋 白 质的 共 同沉 淀 。虽 然 对肉 或 肉制 品 中的 全 部反 应 机理 尚 未确 定，但 是 己证 实 未烹 调 腌肉 中 的最 终 产物 是 亚硝 酞 肌红 蛋 白，而 烹调 的 腌肉 中 为变 性 珠蛋 白 亚硝 酞 血色 原 。当 有 还原 剂 存在 时 ，硝酸 肌 红蛋 白 转化 为 绿色 的 硝基 氧 化血 红 素 ，在 无 氧状 态 下， 一 氧化 氮 与 肌红 蛋 白 形 成的 复 合 物 相当 稳 定:然 而 在有 氧 条 件 下， 对 光敏 感 。如 果 加入 还 原剂 (抗 坏 血酸 或 琉基 化 合物 )，亚 硝酸 盐 将还 原 为一氧化氮，并迅速生成亚硝酞肌红蛋白。 佛克斯(F ox)等 发现 ，制 作 牛 肉香 肠 时由 于 氧存 在 使颜 色 的形 成 出现 后 滞期 ，如果 在 氮气 条 件下 将 肉切 碎 ，或 真 空下 混 合，或 者添 加 抗坏 血 酸或 半 肌氨 酸 ，则 可 缩短 产 生颜 色 所需 的 时间 。他还 发 现烹 调 温度 对 颜色 形 成的 速 率、生 成腌 肉 色素 的 百分 率 和贮 藏 中颜 色 的保 存 率等 都 起着 决 定性 的 作用 。此外 当 有微 量 铜存 在 时肉 变 黑色 。例如 腌 制牛 舌 ，在含 铜 0. 5 mg/ kg 的 热 溶液 中 呈黑 色 ，若烹 调 前用 食 用酸 处 理可防止变色。 包装 肉 品 包 装有 五 个 方面 的 作 用:防止 产 品 受微 生 物 和污 物 的污 染 :防 止 或 减缓 产 品 的水 分 损 失:避 免 产品 同 氧 与光 接 触:便于运输:增 进对 消 费者的吸引力
所以 只 要血 红 素保 持 氧合 状 态就 不 会再 发 生 颜色 的 变化 。血 红 素与 氧 是一个不断地结合和分离的过程，许多条件都可 加快这个过程的进 程。在 低氧 分 压时 ，肌红 蛋 白(血红 素 ，Fe 3+)被 氧化 变 成高 铁 肌红 蛋 白(F e3+)(图 7- 9， 至 今 还 不了 解 在 结 合或 分 离 时 是否 会 发 生 氧化 ， 如图 7 -9 虚 箭 头所 示。然 而 己知 变成 MMb 是一 个 缓慢 和 连续 的 氧化 过 程 ，过 渡 金 属离 子 特 别 是铜 能 催 化 血红 素 的 自动 氧 化 ，M b 的 氧化 速 度大 于 Mb O2,。鲜 肉中 由 于 本身 产 生的 还 原物 质 不断 地使 MMb 还原 为 Mb。因 此 ，只 要有 氧 存在 ，这 个循 环 过程 即 可以 连 续 进行 。过 氧化 氢 与血 红 素中 的 Fe 2+和 Fe3 +反 应 生成 绿 色 的胆 绿 色素 (ch ole glo bin )， 细 菌 繁 殖 产 生 的 硫 化 氢 在 有 氧 存 在 下 能 形 成 绿 色 的 硫 肌 红 蛋 白 (sulfomyglobin)。表 7 -3 列 出 了血 红 素 的变 化 和性 质 。 4.食品在处理、加 上 和贮 藏 中的 变 化 腌 肉色 素:图 7-9 表示 在 硝 酸盐 、 一氧 化 氮和 还 原剂 同 时存 在 时形 成 腌肉 色 素亚 硝 酰血 色 原的 反 应途 径 ，所 有 反应 都 用体 外 试验 方 法进 行 过观 测 。其 中 大部 分 反应 只 能在 非 常强 的 还原 条 件下 发 生，因 为反 应 中的 许 多中 间 产物 在 空气 中 是不 稳 定 的。如果 在 形成 腌 肉色 素 的体 系 中含 有 强氧 化 剂亚 硝 酸盐 ，血 红素 最 初将 呈 氧化 态 。一般 说 来， 腌 肉发 色 团 或色 素 的 形 成可 看 成 是 两个 过 程:一 是 亚硝 酸 盐 还 原成 一 氧 化氮 及 血 红素 中 的 高 价铁 还 原 成 亚铁 :第二 个 是 珠蛋 白 的 热 变性 ， 仅 在腌 肉 制 品加 热 至 66℃ 或 更高 温 度 时才 发 生 此 变性 反 应 。 此外 还 包括 血 色素 和 肉中 其 他蛋 白 质的 共 同沉 淀 。虽 然 对肉 或 肉制 品 中的 全 部反 应 机理 尚 未确 定，但 是 己证 实 未烹 调 腌肉 中 的最 终 产物 是 亚硝 酞 肌红 蛋 白，而 烹调 的 腌肉 中 为变 性 珠蛋 白 亚硝 酞 血色 原 。当 有 还原 剂 存在 时 ，硝酸 肌 红蛋 白 转化 为 绿色 的 硝基 氧 化血 红 素 ，在 无 氧状 态 下， 一 氧化 氮 与 肌红 蛋 白 形 成的 复 合 物 相当 稳 定:然 而 在有 氧 条 件 下， 对 光敏 感 。如 果 加入 还 原剂 (抗 坏 血酸 或 琉基 化 合物 )，亚 硝酸 盐 将还 原 为一氧化氮，并迅速生成亚硝酞肌红蛋白。 佛克斯(F ox)等 发现 ，制 作 牛 肉香 肠 时由 于 氧存 在 使颜 色 的形 成 出现 后 滞期 ，如果 在 氮气 条 件下 将 肉切 碎 ，或 真 空下 混 合，或 者添 加 抗坏 血 酸或 半 肌氨 酸 ，则 可 缩短 产 生颜 色 所需 的 时间 。他还 发 现烹 调 温度 对 颜色 形 成的 速 率、生 成腌 肉 色素 的 百分 率 和贮 藏 中颜 色 的保 存 率等 都 起着 决 定性 的 作用 。此外 当 有微 量 铜存 在 时肉 变 黑色 。例如 腌 制牛 舌 ，在含 铜 0. 5 mg/ kg 的 热 溶液 中 呈黑 色 ，若烹 调 前用 食 用酸 处 理可防止变色。 包装 肉 品 包 装有 五 个 方面 的 作 用:防止 产 品 受微 生 物 和污 物 的污 染 :防 止 或 减缓 产 品 的水 分 损 失:避 免 产品 同 氧 与光 接 触:便于运输:增 进对 消 费者的吸引力
鲜 肉用 膜 包装 时 ，低氧 分 压会 加 快血 红 素的 氧 化速 率 。如果 薄 膜对 氧 穿透 小 而且 肉 组织 耗 氧超 过 透入 的 氧，则 会造 成 低氧 分 压，促 使氧合肌红蛋白变 成 褐色 变 肌红 蛋 白。 如果 薄 膜包 装 材料 完 全不 透 气，肉 类的 血 红素 将 全部 还 原成 紫 红色 肌 红蛋 白 ，当 打 开包 装 膜使 肉 品暴 露 于空 气 中时 ，即形 成 鲜红 色 的氧 合 肌红 蛋 白 。因 此 ，加 入抗 氧 化剂 ，不 但可 阻 止脂 质 氧 化 ，还 有 利于 延 长和稳定鲜肉及肉制品的颜色，防 止血 红 素 氧化 。 改 进 卫生 条 件 、 自 动 操作 上 艺 和 消 毒灭 菌 方 法 ， 可 延长 鲜 肉 商品 货 架期 。但是 ，必 须 在 对影 响 肉类 色 素稳 定 性的 各 种因 素 以及 色 素氧 化 和还 原 的机 理 进行 深 入研 究 和了 解 的 基础 上，才 能逐 步 实现 上 述愿望。 同 色素 稳 定性 有 关的 其 他因 素 ，以牛 肉 包装 封 目为 例 ，在封 目 前用 含 CO 的空 气 充入 袋 内 ，然 后 封目 ， 这样 处 理可 以 使牛 肉 色泽 稳 定性 保 持 1 5d。但 应 注意 的 是， 当 使 用 C O 作 为 充气 气 体时 需 考虑 毒 性问 题 。曾 试 验过 许 多种 包 装材 料 对保 持 色素 稳 定性 的 效果 ，发现 以 偏 氯 伦 一 聚 酯 一 聚 乙 烯 袋 (sa ran -my lar -po lye thy len e p ouc h)为 最 好。 光 照 对鲜 肉 颜 色 也 有 影 响 ， 当 包 装 的 鲜 肉 暴 露 在 白炽 灯 或荧光 灯下时，都会发生 颜 色的 变 化。 当 有 金属 离 子 存 在 时 ， 会 促 进 氧 合 肌 红 蛋 白 的 氧 化并 使 肉 的 颜 色改 变 ，其 中 以铜 离 子的 作 用最 为 明显 ， 其 次是 铁 、锌 、 铝等 离 子。 肉 品 色素 及 其 加 上 贮 藏 过 程 中 的 变 化 是 关 系 到 食 品品 质 的一个 复杂 问 题，有 关这 些 方面 的 基础 研 究，主 要是 了 解肉 类 颜色 变 化的 机 理，以期能延长鲜肉的货架期。 三、类胡萝卜素 类胡萝卜素( ca rot eno ids )是一类使动物食品 显现黄色和红色 的脂 溶 性色 素 。它 广 泛分 布 于自 然 界，据 估计 自 然界 每 年生 成 类胡 萝 卜素 达 1 亿 吨 以上 ，其中 大 部分 存 在于 高 等植 物 中。绿 叶中 的 三种 主 要 类 胡萝 卜 素 是 叶 黄素 (lu tei n) ,荃菜黄质( vio lax ant hin )和新 黄 质 (neo xan thi n)， 以 及 各种 藻 类 中 的 岩 藻黄 质 (fu cox ant hin )。其 他 类 胡萝 卜 素化 合 物在 自 然界 中 虽然 也 广泛 存 在，但 数量 较 少，例 如β 一 胡 萝卜 素 (β 一 ca rot en e)和 玉米 黄 素( zea xa nth in)。 还 有 一些 属 于 此类 化 合物 的 色素 ，例 如 番茄 中 的番 茄 红素（ lyc ope ne），红 辣椒 中 的辣 椒 红(c aps ant hin )，以 及胭 脂 树橙 中 的胭 脂 树素 (bi xin ),它们 存 在于某些植物中。 目 前我 国 己有 厂 家生 产 辣 椒红 色 素。 类 胡萝 卜 素和 叶 绿素 同 时存 在 于陆 生 植 物中 ，类 胡萝 卜 素的 黄 色常 常 被叶 绿 体的 绿 色所 覆 盖，在 秋天 当 叶绿 体 被破 坏 之后 类 胡萝 卜 素的黄色才会显现 出 来
鲜 肉用 膜 包装 时 ，低氧 分 压会 加 快血 红 素的 氧 化速 率 。如果 薄 膜对 氧 穿透 小 而且 肉 组织 耗 氧超 过 透入 的 氧，则 会造 成 低氧 分 压，促 使氧合肌红蛋白变 成 褐色 变 肌红 蛋 白。 如果 薄 膜包 装 材料 完 全不 透 气，肉 类的 血 红素 将 全部 还 原成 紫 红色 肌 红蛋 白 ，当 打 开包 装 膜使 肉 品暴 露 于空 气 中时 ，即形 成 鲜红 色 的氧 合 肌红 蛋 白 。因 此 ，加 入抗 氧 化剂 ，不 但可 阻 止脂 质 氧 化 ，还 有 利于 延 长和稳定鲜肉及肉制品的颜色，防 止血 红 素 氧化 。 改 进 卫生 条 件 、 自 动 操作 上 艺 和 消 毒灭 菌 方 法 ， 可 延长 鲜 肉 商品 货 架期 。但是 ，必 须 在 对影 响 肉类 色 素稳 定 性的 各 种因 素 以及 色 素氧 化 和还 原 的机 理 进行 深 入研 究 和了 解 的 基础 上，才 能逐 步 实现 上 述愿望。 同 色素 稳 定性 有 关的 其 他因 素 ，以牛 肉 包装 封 目为 例 ，在封 目 前用 含 CO 的空 气 充入 袋 内 ，然 后 封目 ， 这样 处 理可 以 使牛 肉 色泽 稳 定性 保 持 1 5d。但 应 注意 的 是， 当 使 用 C O 作 为 充气 气 体时 需 考虑 毒 性问 题 。曾 试 验过 许 多种 包 装材 料 对保 持 色素 稳 定性 的 效果 ，发现 以 偏 氯 伦 一 聚 酯 一 聚 乙 烯 袋 (sa ran -my lar -po lye thy len e p ouc h)为 最 好。 光 照 对鲜 肉 颜 色 也 有 影 响 ， 当 包 装 的 鲜 肉 暴 露 在 白炽 灯 或荧光 灯下时，都会发生 颜 色的 变 化。 当 有 金属 离 子 存 在 时 ， 会 促 进 氧 合 肌 红 蛋 白 的 氧 化并 使 肉 的 颜 色改 变 ，其 中 以铜 离 子的 作 用最 为 明显 ， 其 次是 铁 、锌 、 铝等 离 子。 肉 品 色素 及 其 加 上 贮 藏 过 程 中 的 变 化 是 关 系 到 食 品品 质 的一个 复杂 问 题，有 关这 些 方面 的 基础 研 究，主 要是 了 解肉 类 颜色 变 化的 机 理，以期能延长鲜肉的货架期。 三、类胡萝卜素 类胡萝卜素( ca rot eno ids )是一类使动物食品 显现黄色和红色 的脂 溶 性色 素 。它 广 泛分 布 于自 然 界，据 估计 自 然界 每 年生 成 类胡 萝 卜素 达 1 亿 吨 以上 ，其中 大 部分 存 在于 高 等植 物 中。绿 叶中 的 三种 主 要 类 胡萝 卜 素 是 叶 黄素 (lu tei n) ,荃菜黄质( vio lax ant hin )和新 黄 质 (neo xan thi n)， 以 及 各种 藻 类 中 的 岩 藻黄 质 (fu cox ant hin )。其 他 类 胡萝 卜 素化 合 物在 自 然界 中 虽然 也 广泛 存 在，但 数量 较 少，例 如β 一 胡 萝卜 素 (β 一 ca rot en e)和 玉米 黄 素( zea xa nth in)。 还 有 一些 属 于 此类 化 合物 的 色素 ，例 如 番茄 中 的番 茄 红素（ lyc ope ne），红 辣椒 中 的辣 椒 红(c aps ant hin )，以 及胭 脂 树橙 中 的胭 脂 树素 (bi xin ),它们 存 在于某些植物中。 目 前我 国 己有 厂 家生 产 辣 椒红 色 素。 类 胡萝 卜 素和 叶 绿素 同 时存 在 于陆 生 植 物中 ，类 胡萝 卜 素的 黄 色常 常 被叶 绿 体的 绿 色所 覆 盖，在 秋天 当 叶绿 体 被破 坏 之后 类 胡萝 卜 素的黄色才会显现 出 来