第 3 章 食品的色香味 随着社会经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们对食品的要求越来越 高，也就是说，食品不仅要符合质量卫生标准、具有较高的营养价值，而且花色 品种要多样化，色香味俱全。因此，食品的风味就显得非常重要。 食品的风味是指食品入口前后对人体的视觉、味觉、嗅觉和触觉等感觉器官 的刺激，从而引起人们对它的总体特征的综合印象。风味鉴别常采用感官分析法， 它是以人的感觉器官直接鉴定食品的新鲜度、成熟度、加工精度、品种特性及其 产生的变化情况等的方法，它方便、快捷又节省费用，是评价食品品质的常用方 法之一。 我国的食品以色、香、味俱佳、风味独特而享誉全球。因此，了解食品中色、 香、味的基础知识，对提高食品质量具有多方面的意义。 第一节 第一节 食品中的天然色素 食品中能呈现颜色的物质称为色素，主要的食品色素都是有机化合物。食 品中的色素主要分为天然色素和人工合成色素。食品原料中天然存在的，或经 加工而改变的食品色素称为食品中的天然色素。 天然色素按来源不同，可分为动物色素（如血红素、类胡萝卜素 ）、植物 色素（如叶绿素、胡萝卜素、花青素等）、微生物色素（如红曲霉的红曲素）等。 植物色素最为缤纷多彩，是构成食品色泽的主体；按溶解性不同可分为脂溶性 色素（叶绿素、类胡萝卜素等）和水溶性色素（花青素）；若按化学结构来区分， 则可分为吡咯色素、多烯色素、酚类色素和醌酮类色素。 一、 吡咯色素 吡咯色素是以 4 个吡咯环的 α-碳原子通过次甲基相连而成的卟吩环为结构 基础的天然色素。生物组织中天然吡咯色素有两大类，即动物组织中的血红素 和植物组织中的叶绿素，它们都与蛋白质相结合，不同之处在于卟吩环上的侧 链基团和卟吩环中结合的金属离子不同。 （一）血红素 1．血红素的结构 血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。在血液中 血红素主要以血红蛋白（Hb）的形式存在，在肌肉中主要以肌红蛋白（Mb）的 形式存在。 血红素是铁和带侧基的卟吩环构成的铁卟啉类化合物。可溶于水，亚铁血 红素的分子结构如图 3-1： 其结构特点为：（1）铁为+2 价；（2）有一个由 4 个吡咯环连接而成的卟吩 环；（3）存在共轭体系，使该物质呈现颜色；（4）有酸性。 血红素的 4 个氮原子在同一平面上。其中 2 个氮原子与铁原子以共价键相 结合，另外 2 个氮原子以配位键（从氮原子上共享电子）与亚铁离子相结合。 因亚铁离子有配位能力（即能从其它原子共享电子），配位数为 6，因此在 4 个 氮原子组成的平面上，还能与球蛋白分子中组氨酸残基上的咪唑环上的氮原子 相结合，在平面的下面还能与 O2 或 H2O 相结合
第 3 章 食品的色香味 随着社会经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们对食品的要求越来越 高，也就是说，食品不仅要符合质量卫生标准、具有较高的营养价值，而且花色 品种要多样化，色香味俱全。因此，食品的风味就显得非常重要。 食品的风味是指食品入口前后对人体的视觉、味觉、嗅觉和触觉等感觉器官 的刺激，从而引起人们对它的总体特征的综合印象。风味鉴别常采用感官分析法， 它是以人的感觉器官直接鉴定食品的新鲜度、成熟度、加工精度、品种特性及其 产生的变化情况等的方法，它方便、快捷又节省费用，是评价食品品质的常用方 法之一。 我国的食品以色、香、味俱佳、风味独特而享誉全球。因此，了解食品中色、 香、味的基础知识，对提高食品质量具有多方面的意义。 第一节 第一节 食品中的天然色素 食品中能呈现颜色的物质称为色素，主要的食品色素都是有机化合物。食 品中的色素主要分为天然色素和人工合成色素。食品原料中天然存在的，或经 加工而改变的食品色素称为食品中的天然色素。 天然色素按来源不同，可分为动物色素（如血红素、类胡萝卜素 ）、植物 色素（如叶绿素、胡萝卜素、花青素等）、微生物色素（如红曲霉的红曲素）等。 植物色素最为缤纷多彩，是构成食品色泽的主体；按溶解性不同可分为脂溶性 色素（叶绿素、类胡萝卜素等）和水溶性色素（花青素）；若按化学结构来区分， 则可分为吡咯色素、多烯色素、酚类色素和醌酮类色素。 一、 吡咯色素 吡咯色素是以 4 个吡咯环的 α-碳原子通过次甲基相连而成的卟吩环为结构 基础的天然色素。生物组织中天然吡咯色素有两大类，即动物组织中的血红素 和植物组织中的叶绿素，它们都与蛋白质相结合，不同之处在于卟吩环上的侧 链基团和卟吩环中结合的金属离子不同。 （一）血红素 1．血红素的结构 血红素是高等动物血液和肌肉中的红色色素。在血液中 血红素主要以血红蛋白（Hb）的形式存在，在肌肉中主要以肌红蛋白（Mb）的 形式存在。 血红素是铁和带侧基的卟吩环构成的铁卟啉类化合物。可溶于水，亚铁血 红素的分子结构如图 3-1： 其结构特点为：（1）铁为+2 价；（2）有一个由 4 个吡咯环连接而成的卟吩 环；（3）存在共轭体系，使该物质呈现颜色；（4）有酸性。 血红素的 4 个氮原子在同一平面上。其中 2 个氮原子与铁原子以共价键相 结合，另外 2 个氮原子以配位键（从氮原子上共享电子）与亚铁离子相结合。 因亚铁离子有配位能力（即能从其它原子共享电子），配位数为 6，因此在 4 个 氮原子组成的平面上，还能与球蛋白分子中组氨酸残基上的咪唑环上的氮原子 相结合，在平面的下面还能与 O2 或 H2O 相结合
图 3-1 血红素的结构 血红蛋白（Hb）是由 4 分子亚铁血红素和 1 分子由 4 条肽链组成的球蛋白 结合而成。相对分子质量为 6 800，而肌红蛋白（Mb）则为 1 分子亚铁血红素 和 1 分子肽链组成的球蛋白所组成，相对分子质量为 1 700，恰为血红蛋白（Hb） 的四分之一。 血红蛋白（Hb）与肌红蛋白（Mb）是构成动物肌肉红色的主要色素，牲畜 在屠宰放血，血红蛋白排放干净之后，酮体肌肉中 90%以上是肌红蛋白（Mb）。 肌肉中的肌红蛋白（Mb）随年龄不同而不同，如牛犊的肌红蛋白较少，肌肉色 浅，而成年牛肉中的肌红蛋白（Mb）较多，肌肉色深。虾、蟹及昆虫体内的血 色素是含铜的血蓝蛋白。 2．血红素的性质 血红蛋白最特殊的性质是与 O2 结合成氧合血红蛋白 （HbO2）而呈现鲜红色。因 HbO2 并非化合物，分子中的铁未被氧化，仍为亚 铁离子，在 O2 分压低的环境下，又能分解成 Hb 和 O2 ： 同样，Mb 当肌肉切开后，Mb 也能与 O2 结合而成鲜红色。 屠宰后的酮体组织因缺氧而失去呼吸作用，但发酵和呼吸酶仍能活动，以 致肌肉组织能保持还原状态而呈暗紫红色。当鲜肉在空气中过久，细菌大量繁 殖，降低部分氧压，致使氧表面氧合肌红蛋白 MbO2 氧化而形成棕褐色的高铁 肌红蛋白。同样 MbO2 在有氧加热时，球蛋白变性，血红素中 Fe2+氧化为 Fe3+ 而生成棕褐色的高铁肌红蛋白（MMb ），即为熟肉的颜色。 因 Hb 和 Mb 能与亚硝基−NO 作用，形成稳定艳丽的桃红色亚硝酰肌红蛋 白（NO−Mb）和亚硝酰血红蛋白（NO−Hb），加热颜色也不变。基于此原理， 在火腿、香肠等肉类腌制加工中，往往使用硝酸盐或亚硝酸盐等作为发色剂。 目前的研究显示硝酸盐或亚硝酸盐对脑组织有损伤，且有致癌作用。 （二）叶绿素 1．叶绿素的结构特征 叶绿素存在于植物体内，与蛋白质结合成叶绿体。 叶绿素主要有叶绿素 a 和叶绿素 b 两种，如图 3-2
图 3-1 血红素的结构 血红蛋白（Hb）是由 4 分子亚铁血红素和 1 分子由 4 条肽链组成的球蛋白 结合而成。相对分子质量为 6 800，而肌红蛋白（Mb）则为 1 分子亚铁血红素 和 1 分子肽链组成的球蛋白所组成，相对分子质量为 1 700，恰为血红蛋白（Hb） 的四分之一。 血红蛋白（Hb）与肌红蛋白（Mb）是构成动物肌肉红色的主要色素，牲畜 在屠宰放血，血红蛋白排放干净之后，酮体肌肉中 90%以上是肌红蛋白（Mb）。 肌肉中的肌红蛋白（Mb）随年龄不同而不同，如牛犊的肌红蛋白较少，肌肉色 浅，而成年牛肉中的肌红蛋白（Mb）较多，肌肉色深。虾、蟹及昆虫体内的血 色素是含铜的血蓝蛋白。 2．血红素的性质 血红蛋白最特殊的性质是与 O2 结合成氧合血红蛋白 （HbO2）而呈现鲜红色。因 HbO2 并非化合物，分子中的铁未被氧化，仍为亚 铁离子，在 O2 分压低的环境下，又能分解成 Hb 和 O2 ： 同样，Mb 当肌肉切开后，Mb 也能与 O2 结合而成鲜红色。 屠宰后的酮体组织因缺氧而失去呼吸作用，但发酵和呼吸酶仍能活动，以 致肌肉组织能保持还原状态而呈暗紫红色。当鲜肉在空气中过久，细菌大量繁 殖，降低部分氧压，致使氧表面氧合肌红蛋白 MbO2 氧化而形成棕褐色的高铁 肌红蛋白。同样 MbO2 在有氧加热时，球蛋白变性，血红素中 Fe2+氧化为 Fe3+ 而生成棕褐色的高铁肌红蛋白（MMb ），即为熟肉的颜色。 因 Hb 和 Mb 能与亚硝基−NO 作用，形成稳定艳丽的桃红色亚硝酰肌红蛋 白（NO−Mb）和亚硝酰血红蛋白（NO−Hb），加热颜色也不变。基于此原理， 在火腿、香肠等肉类腌制加工中，往往使用硝酸盐或亚硝酸盐等作为发色剂。 目前的研究显示硝酸盐或亚硝酸盐对脑组织有损伤，且有致癌作用。 （二）叶绿素 1．叶绿素的结构特征 叶绿素存在于植物体内，与蛋白质结合成叶绿体。 叶绿素主要有叶绿素 a 和叶绿素 b 两种，如图 3-2
图 3-2 叶绿素的结构 叶绿素 a：R = CH3 叶绿素 b：R = CHO R′= CH2CH=C（CH3）[（CH2）3CH（CH3）]3CH3 叶绿素与血红素结构上既有相似的地方，也存在区别： （1）环中结合着 Mg2+，而不是 Fe2+。 （2）除 4 个吡咯环之外，还形成了 1 个副环（V）。 （3）侧链基团不同，叶绿素分子中存在酯基。 2．叶绿素的性质特点 叶绿素 a 是蓝黑色的粉末，熔点为 117～120 ℃， 溶于乙醇溶液而呈蓝绿色，并有深红色荧光。叶绿素 b 是深绿色粉末，熔点为 120～130 ℃，其醇溶液呈绿色或黄绿色，并有荧光。二者不溶于水而溶于乙醇、 乙醚、丙酮等脂肪溶剂中，不耐热和光。在高等植物中，叶绿素 a 与叶绿素 b 按 3∶1 的比例共存。 在酸性条件下，叶绿素分子中的镁离子被氢离子取代，形成脱镁叶绿素造 成色泽转化为黄褐色。当用稀的硫酸铜溶液处理时，叶绿素分子中的镁离子可 被铜离子取代生成铜叶绿素，铜叶绿素的绿色比叶绿素更鲜艳、更稳定。叶绿 素的分子结构显示出它是一种酯，在碱性条件下，它可以水解成叶绿酸盐和醇， 叶绿酸盐绿色较叶绿素稳定。 3．3．叶绿素在食品加工和贮藏中的变化 （1）酸和热引起的变化。在酸的作用，叶绿素会发生脱镁反应而生成脱镁 叶绿素，颜色由绿色向褐色转变。如蔬菜在收获后，植株体内有机酸的存在，可 生成脱镁叶绿素，变黄甚至变褐，腌制蔬菜时常常发生颜色由翠绿向褐色转变， 也是由于发酵产生的乳酸而致。 （2）酶和光。许多酶能促进叶绿素的破坏，如脂酶和蛋白酶作用于叶绿素 脂蛋白复合体；叶绿素酶直接以叶绿素为底物。 蔬菜的加工处理（热烫和杀菌）是导致叶绿素损失的主要原因，其变化主要 是热和酸造成了叶绿素向焦脱镁叶绿素的转化，造成颜色的变化。这是由于：（a） 加热下组织的破坏，细胞内的成分（包括有机酸）不再区域化，因而加强了与叶 绿素的接触。（b）加热时，生成新的有机酸如草酸，苹果酸，乙酸，琥珀酸，柠 檬酸，脂肪会水解成脂肪酸，蛋白质分解成 H2S 或脱羧产生 CO2 等，降低了 pH， 使其酸性化。为了护色，常将石灰水或氢氧化镁加入热烫液中，以提高 pH，并 有一定的保脆作用。 绿色植物在储藏加工过程中经常发生光解。即在光和氧气的作用下破坏卟吩 环，产生一系列小分子。对此在储藏绿色植物性食品时，应避光、除氧，以防止 光氧化褪色。 二、多烯色素
图 3-2 叶绿素的结构 叶绿素 a：R = CH3 叶绿素 b：R = CHO R′= CH2CH=C（CH3）[（CH2）3CH（CH3）]3CH3 叶绿素与血红素结构上既有相似的地方，也存在区别： （1）环中结合着 Mg2+，而不是 Fe2+。 （2）除 4 个吡咯环之外，还形成了 1 个副环（V）。 （3）侧链基团不同，叶绿素分子中存在酯基。 2．叶绿素的性质特点 叶绿素 a 是蓝黑色的粉末，熔点为 117～120 ℃， 溶于乙醇溶液而呈蓝绿色，并有深红色荧光。叶绿素 b 是深绿色粉末，熔点为 120～130 ℃，其醇溶液呈绿色或黄绿色，并有荧光。二者不溶于水而溶于乙醇、 乙醚、丙酮等脂肪溶剂中，不耐热和光。在高等植物中，叶绿素 a 与叶绿素 b 按 3∶1 的比例共存。 在酸性条件下，叶绿素分子中的镁离子被氢离子取代，形成脱镁叶绿素造 成色泽转化为黄褐色。当用稀的硫酸铜溶液处理时，叶绿素分子中的镁离子可 被铜离子取代生成铜叶绿素，铜叶绿素的绿色比叶绿素更鲜艳、更稳定。叶绿 素的分子结构显示出它是一种酯，在碱性条件下，它可以水解成叶绿酸盐和醇， 叶绿酸盐绿色较叶绿素稳定。 3．3．叶绿素在食品加工和贮藏中的变化 （1）酸和热引起的变化。在酸的作用，叶绿素会发生脱镁反应而生成脱镁 叶绿素，颜色由绿色向褐色转变。如蔬菜在收获后，植株体内有机酸的存在，可 生成脱镁叶绿素，变黄甚至变褐，腌制蔬菜时常常发生颜色由翠绿向褐色转变， 也是由于发酵产生的乳酸而致。 （2）酶和光。许多酶能促进叶绿素的破坏，如脂酶和蛋白酶作用于叶绿素 脂蛋白复合体；叶绿素酶直接以叶绿素为底物。 蔬菜的加工处理（热烫和杀菌）是导致叶绿素损失的主要原因，其变化主要 是热和酸造成了叶绿素向焦脱镁叶绿素的转化，造成颜色的变化。这是由于：（a） 加热下组织的破坏，细胞内的成分（包括有机酸）不再区域化，因而加强了与叶 绿素的接触。（b）加热时，生成新的有机酸如草酸，苹果酸，乙酸，琥珀酸，柠 檬酸，脂肪会水解成脂肪酸，蛋白质分解成 H2S 或脱羧产生 CO2 等，降低了 pH， 使其酸性化。为了护色，常将石灰水或氢氧化镁加入热烫液中，以提高 pH，并 有一定的保脆作用。 绿色植物在储藏加工过程中经常发生光解。即在光和氧气的作用下破坏卟吩 环，产生一系列小分子。对此在储藏绿色植物性食品时，应避光、除氧，以防止 光氧化褪色。 二、多烯色素
多烯色素是由异戌二烯残基组成的共轭双键长链物质，因最早发现的是存在 于胡萝卜中的胡萝卜素，故又称为类胡萝卜素。广泛存在于生物界中，目前已知 有 300 多种。类胡萝卜素主要存在于植物的叶、花、果、根、茎中，以黄色和红 色的果蔬中较多。一些微生物也能大量合成类胡萝卜素，在动物的蛋黄、羽毛、 甲壳和金鱼体内都存在。 类胡萝卜素按其结构与溶解性质分为两大类：胡萝卜素类和叶黄素类。 1．1．结构特点 （1）胡萝卜素类 胡萝卜素类的结构特点是存在大量共轭双键（形成发色基 团，产生颜色）。大多数天然胡萝卜素类都可看作是番茄红素的衍生物。番茄红 素的结构式如下： 番茄红素的一端或两端环构化，便形成了它的同分异构体 α-胡萝卜素、 β- 胡萝卜素、 γ-胡萝卜素。几种胡萝卜素端环的结构如下： 在端环中双键位置在 4、5-碳位间的称为 α –紫罗酮环，在 5、6-碳位的称 β- 紫罗酮环。 只具有 β-紫罗酮环的胡萝卜素类在体内才能转变为维生素 A。 番茄红素和 α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素是食品中主要的多烯烃 类着色物质，分布广泛，其中β-胡萝卜素在自然界中含量最多，分布最广。1 分子β-胡萝卜素在动物体内能转化为 2 分子维生素 A，因此是有效的维生素 A 原，而一分子的 α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素只能形成一分子维生素 A，而番茄红 素不能转化成维生素 A，没有营养作用。 （2）叶黄素类 叶黄素类是共轭多烯烃的含氧衍生物，主要有叶黄素， 隐黄素，辣椒红素，番茄黄素等。几种常见的叶黄素类色素的结构、学名、存在 见表 3-1。 表 3-1 食品中重要的叶黄素类色素 颜 色 俗 名 学 名 存 在
多烯色素是由异戌二烯残基组成的共轭双键长链物质，因最早发现的是存在 于胡萝卜中的胡萝卜素，故又称为类胡萝卜素。广泛存在于生物界中，目前已知 有 300 多种。类胡萝卜素主要存在于植物的叶、花、果、根、茎中，以黄色和红 色的果蔬中较多。一些微生物也能大量合成类胡萝卜素，在动物的蛋黄、羽毛、 甲壳和金鱼体内都存在。 类胡萝卜素按其结构与溶解性质分为两大类：胡萝卜素类和叶黄素类。 1．1．结构特点 （1）胡萝卜素类 胡萝卜素类的结构特点是存在大量共轭双键（形成发色基 团，产生颜色）。大多数天然胡萝卜素类都可看作是番茄红素的衍生物。番茄红 素的结构式如下： 番茄红素的一端或两端环构化，便形成了它的同分异构体 α-胡萝卜素、 β- 胡萝卜素、 γ-胡萝卜素。几种胡萝卜素端环的结构如下： 在端环中双键位置在 4、5-碳位间的称为 α –紫罗酮环，在 5、6-碳位的称 β- 紫罗酮环。 只具有 β-紫罗酮环的胡萝卜素类在体内才能转变为维生素 A。 番茄红素和 α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素是食品中主要的多烯烃 类着色物质，分布广泛，其中β-胡萝卜素在自然界中含量最多，分布最广。1 分子β-胡萝卜素在动物体内能转化为 2 分子维生素 A，因此是有效的维生素 A 原，而一分子的 α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素只能形成一分子维生素 A，而番茄红 素不能转化成维生素 A，没有营养作用。 （2）叶黄素类 叶黄素类是共轭多烯烃的含氧衍生物，主要有叶黄素， 隐黄素，辣椒红素，番茄黄素等。几种常见的叶黄素类色素的结构、学名、存在 见表 3-1。 表 3-1 食品中重要的叶黄素类色素 颜 色 俗 名 学 名 存 在
橙黄色 叶黄素 C40H56O2 3，3′-二羟基-α-胡萝卜素 绿叶 玉米黄素 C40H56O2 3，3′- 二羟基-β-胡萝卜素 玉米、辣椒、桃、柑 橘、蘑菇等 隐黄素 C40H56O 3-羟基-β-胡萝卜素 南瓜、辣椒、玉米、 桃、柑橘 红色 番茄黄素 C40H56O 3-羟基番茄红素 番茄 番茄叶黄素 C40H56O2 3，3′-二羟基番茄红素 番茄 辣椒红素 C40H56O3 红辣椒 虾黄素 C40H52O4 3，3′-二羟基-4，4′-二酮-β-胡萝卜素 虾、蟹、牡蛎、昆虫 等 2．多烯色素的性质与应用 多烯色素是脂溶性物质，几乎不溶于水而溶于乙醚，其中胡萝卜素类微溶 于甲醇、乙醇，而叶黄素类则易溶于甲醇和乙醇，利用此性质特点可将两者分 开。 多烯色素较稳定，耐酸耐碱，较耐热。在锌、铜、锡、铝、铁等金属存在 下也不易破坏，因此在食品加工中不易损失。但多烯色素分子中的双键特征， 使其易发生氧化。在强氧化剂作用下，多烯色素被破坏而褪色。此外，多烯色 素在热、酸和光的作用下，易发生顺反异构变化，而引起颜色在黄色和红色范 围内轻微变动，如：加热胡萝卜使金黄色变成黄色，加热番茄会使红色变成橘 黄。多烯色素的破坏主要原因是光敏氧化作用，即双键经氧化后饱和，形成环 状氧化物，进一步氧化发生断裂，形成有部分双键的含氧化合物。其中之一有 紫罗兰酮（具有紫罗兰花气味），其结构式的环状部分即紫罗酮环，由此而得名。 过度氧化后，多烯色素则可完全失去颜色。 有些酶可以加速多烯色素的氧化降解，食品加工中热烫等适当的钝化酶处理 可以保护类胡萝卜素。多烯色素在食品加工中，通常不会严重降解。如土豆碱液 去皮仅引起类胡萝卜素的轻微降解和异构化。胡萝卜果脯熬制时红黄色很稳定， 低温和冷冻下类胡萝卜素也很少变化。 油炸、烤制和过度加热会引起多烯色素的高温热解，干制品在光照下贮藏 会发生褪色，是因为光促进了氧化。 多烯色素作为一种天然色素广泛地应用于油脂食品，如人造奶油、鲜奶和其 他食用油脂的着色。近年来，采用了一些新技术，使多烯色素能吸咐在明胶或可 溶性糖类化合物载体如环状糊精上，经喷雾干燥后形成微胶相分散体，使其能均 匀分散于水，能形成透明的液体，可直接用于饮料、乳品、糖果、面条等食品的 着色
橙黄色 叶黄素 C40H56O2 3，3′-二羟基-α-胡萝卜素 绿叶 玉米黄素 C40H56O2 3，3′- 二羟基-β-胡萝卜素 玉米、辣椒、桃、柑 橘、蘑菇等 隐黄素 C40H56O 3-羟基-β-胡萝卜素 南瓜、辣椒、玉米、 桃、柑橘 红色 番茄黄素 C40H56O 3-羟基番茄红素 番茄 番茄叶黄素 C40H56O2 3，3′-二羟基番茄红素 番茄 辣椒红素 C40H56O3 红辣椒 虾黄素 C40H52O4 3，3′-二羟基-4，4′-二酮-β-胡萝卜素 虾、蟹、牡蛎、昆虫 等 2．多烯色素的性质与应用 多烯色素是脂溶性物质，几乎不溶于水而溶于乙醚，其中胡萝卜素类微溶 于甲醇、乙醇，而叶黄素类则易溶于甲醇和乙醇，利用此性质特点可将两者分 开。 多烯色素较稳定，耐酸耐碱，较耐热。在锌、铜、锡、铝、铁等金属存在 下也不易破坏，因此在食品加工中不易损失。但多烯色素分子中的双键特征， 使其易发生氧化。在强氧化剂作用下，多烯色素被破坏而褪色。此外，多烯色 素在热、酸和光的作用下，易发生顺反异构变化，而引起颜色在黄色和红色范 围内轻微变动，如：加热胡萝卜使金黄色变成黄色，加热番茄会使红色变成橘 黄。多烯色素的破坏主要原因是光敏氧化作用，即双键经氧化后饱和，形成环 状氧化物，进一步氧化发生断裂，形成有部分双键的含氧化合物。其中之一有 紫罗兰酮（具有紫罗兰花气味），其结构式的环状部分即紫罗酮环，由此而得名。 过度氧化后，多烯色素则可完全失去颜色。 有些酶可以加速多烯色素的氧化降解，食品加工中热烫等适当的钝化酶处理 可以保护类胡萝卜素。多烯色素在食品加工中，通常不会严重降解。如土豆碱液 去皮仅引起类胡萝卜素的轻微降解和异构化。胡萝卜果脯熬制时红黄色很稳定， 低温和冷冻下类胡萝卜素也很少变化。 油炸、烤制和过度加热会引起多烯色素的高温热解，干制品在光照下贮藏 会发生褪色，是因为光促进了氧化。 多烯色素作为一种天然色素广泛地应用于油脂食品，如人造奶油、鲜奶和其 他食用油脂的着色。近年来，采用了一些新技术，使多烯色素能吸咐在明胶或可 溶性糖类化合物载体如环状糊精上，经喷雾干燥后形成微胶相分散体，使其能均 匀分散于水，能形成透明的液体，可直接用于饮料、乳品、糖果、面条等食品的 着色
三、酚类色素 酚类色素是植物中水溶性色素的主要成分，分为花青素、花黄素和鞣质三 大类。其中鞣质既又可视为呈味物质，又可列入呈色物质。它们和叶绿素、多 烯色素不同，存在于细胞液泡中。分布于植物的花、茎、叶、果实中而呈现美 丽的色彩。 在化学结构上，它们都具有相同的基本结构（花色基元） —— 母核，即 2−苯基苯并吡喃阳离子，同时在苯环上都具有两个或两个以上的羟基，因此可 看作是多元酚的衍生物，故名多酚色素。 （一）花青素 1．结构 大多数花青素在花色基元的 3、5、7−碳位上有取代羟基。在 B 环上各碳位上取代基不同（羟基或甲氧基）而形成了各种不同的花青素。 现已知花青素有 20 多种，最常见的有以下几种： 1、天竺葵色素 3，5，7，4′-四羟基花青素 2、矢车菊色素 3，5，7，4′，5′-五羟基花青素 3、飞燕草色素 3，5，7，3′，4′，5′-六羟基花青素 4、芍药色素 3，5，7，4′-四羟基-3-甲氧基花青素 5、牵牛色素 3，5，7，4′，5′-五羟基-3 -甲氧基花青素 6、锦葵色素 3，5，7，4′-四羟基-3′, 5′-二甲氧基花青素 在自然状态下，花青素的游离态极为少见，常常以糖苷形式存在。花青素 通常与一个或几个单糖，大多在 3-和 5-碳位上成苷。成苷的糖常见的有五种： 葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖，植物中花青苷的含量也不等，有的 仅 1 种（如黑莓），有的达十几种，如某种葡萄中所含花青苷竟达 21 种。 常见的矢车菊花青苷、天竺葵花青苷、飞燕草花青苷都是相应的花青素的 3，5−二−β−葡萄糖苷。 2．性质 花青素是水溶性色素，在果蔬加工时会大量流失。花青素分子中 吡喃环上的氧为 4 价，呈碱性，同时因为有酚羟基，又具有酸性，故使花青素 在不同的 pH 下有不同的结构，从而呈现不同的颜色。 果蔬在成熟前后分别出现不同的颜色，这是因为 pH 变化的缘故，这也是同 一种花青素在不同的花果中呈现不同颜色的原因之一。 花青素对光和热极为敏感。在光照下或受热下会发生聚合反应，生成高分子 聚合物而呈褐色。 花青素易受氧化剂和还原剂的作用而变色。二氧化硫能与花青素发生加成反 应，使之褪色，若将二氧化硫加热除去，原有的颜色可以部分恢复。因此在加工 含有花青素的食品时一定要进行护色处理。 花青素能与金属离子钙、镁、铁、铝反应生成盐类而呈现灰紫色、紫红色等 深色，不再受 pH 的影响，因而果蔬加工时宜用不锈钢器皿。 此外，霉菌和植物组织中有分解花青素的酶，使花青素褪色
三、酚类色素 酚类色素是植物中水溶性色素的主要成分，分为花青素、花黄素和鞣质三 大类。其中鞣质既又可视为呈味物质，又可列入呈色物质。它们和叶绿素、多 烯色素不同，存在于细胞液泡中。分布于植物的花、茎、叶、果实中而呈现美 丽的色彩。 在化学结构上，它们都具有相同的基本结构（花色基元） —— 母核，即 2−苯基苯并吡喃阳离子，同时在苯环上都具有两个或两个以上的羟基，因此可 看作是多元酚的衍生物，故名多酚色素。 （一）花青素 1．结构 大多数花青素在花色基元的 3、5、7−碳位上有取代羟基。在 B 环上各碳位上取代基不同（羟基或甲氧基）而形成了各种不同的花青素。 现已知花青素有 20 多种，最常见的有以下几种： 1、天竺葵色素 3，5，7，4′-四羟基花青素 2、矢车菊色素 3，5，7，4′，5′-五羟基花青素 3、飞燕草色素 3，5，7，3′，4′，5′-六羟基花青素 4、芍药色素 3，5，7，4′-四羟基-3-甲氧基花青素 5、牵牛色素 3，5，7，4′，5′-五羟基-3 -甲氧基花青素 6、锦葵色素 3，5，7，4′-四羟基-3′, 5′-二甲氧基花青素 在自然状态下，花青素的游离态极为少见，常常以糖苷形式存在。花青素 通常与一个或几个单糖，大多在 3-和 5-碳位上成苷。成苷的糖常见的有五种： 葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖，植物中花青苷的含量也不等，有的 仅 1 种（如黑莓），有的达十几种，如某种葡萄中所含花青苷竟达 21 种。 常见的矢车菊花青苷、天竺葵花青苷、飞燕草花青苷都是相应的花青素的 3，5−二−β−葡萄糖苷。 2．性质 花青素是水溶性色素，在果蔬加工时会大量流失。花青素分子中 吡喃环上的氧为 4 价，呈碱性，同时因为有酚羟基，又具有酸性，故使花青素 在不同的 pH 下有不同的结构，从而呈现不同的颜色。 果蔬在成熟前后分别出现不同的颜色，这是因为 pH 变化的缘故，这也是同 一种花青素在不同的花果中呈现不同颜色的原因之一。 花青素对光和热极为敏感。在光照下或受热下会发生聚合反应，生成高分子 聚合物而呈褐色。 花青素易受氧化剂和还原剂的作用而变色。二氧化硫能与花青素发生加成反 应，使之褪色，若将二氧化硫加热除去，原有的颜色可以部分恢复。因此在加工 含有花青素的食品时一定要进行护色处理。 花青素能与金属离子钙、镁、铁、铝反应生成盐类而呈现灰紫色、紫红色等 深色，不再受 pH 的影响，因而果蔬加工时宜用不锈钢器皿。 此外，霉菌和植物组织中有分解花青素的酶，使花青素褪色
在许多水果蔬菜中，广泛存在一种无色或接近无色的酚类物质，称为无色花 青素，它的结构不同于花青素，但可以转变为有色的花青素。这是罐藏水果果肉 变红、变褐的原因之一。 （二）花黄素 花黄素是广泛分布于植物组织细胞中的另一类水溶性色素物质。常为浅黄或 无色，偶尔呈鲜橙黄色，普遍存在于果蔬中。它的呈色能力不强，但在加工过程 中会因 pH 和金属离子的存在而产生不良颜色，影响产品的色泽。 1．结构特点 花黄素的结构母核是 2−苯基苯并吡喃酮。分子中含有 1 个酮 式羰基，它们的羟基衍生物多为黄色，故又称为黄酮。 黄 酮 最重要的黄酮类物质是黄酮、黄酮醇、二氢黄酮（黄烷酮）、查耳酮等。 在上述各种黄酮类物质的两个苯环上的氢原子可以被羟基、甲氧基、甲基等 取代，衍生出各种黄酮色素，这些黄酮色素又能与糖成苷。常见的、重要的花黄 素有：旃那素、槲皮素、橙皮素、柚皮素、杨梅素、柠檬素、红花素、圣草素等。 这些物质中，槲皮素、旃那素、杨梅素是分布最广泛和最丰富的黄酮醇，在茶叶 中这三种黄酮醇及其苷占可溶性固形物中的大部分。槲皮素、橙皮素、柠檬素、 圣草素在生理上具有保持毛细血管壁完整和正常通透性的作用，是维生素 P 的组 成成分。 2．性质及在食品中的重要性 作为色素物质，花黄素对食品感观性质的作 用远不如其潜在的影响大。黄酮类的颜色大多呈浅黄色至无色，分子中羟基多者 颜色深。在遇碱时会变明显的黄色，如含黄酮类的果蔬（洋葱、荸荠、马铃薯等） 在碱性水中预煮时往往会发生变黄而影响产品质量，在生产时加入少量酒石酸氢 钾或柠檬酸调节 pH，避免黄酮色素的变化。 黄酮类物质遇铁离子可变成蓝绿色，这是酚羟基的呈色反应，在相关的食品 加工中应引起注意。 （三）鞣质 鞣质又称单宁，是植物中存在的复杂混合物，具有涩味，能与金属反应，分 子结构中含多个酚羟基。植物鞣质在某些植物如石榴、咖啡、茶叶、柿子等中含 量较多，是涩味的主要来源。植物鞣质主要由儿茶酚、焦性没食子酸、根皮酚、 原儿茶酸、没食子酸等单体组成，这些单体的结构如下：
在许多水果蔬菜中，广泛存在一种无色或接近无色的酚类物质，称为无色花 青素，它的结构不同于花青素，但可以转变为有色的花青素。这是罐藏水果果肉 变红、变褐的原因之一。 （二）花黄素 花黄素是广泛分布于植物组织细胞中的另一类水溶性色素物质。常为浅黄或 无色，偶尔呈鲜橙黄色，普遍存在于果蔬中。它的呈色能力不强，但在加工过程 中会因 pH 和金属离子的存在而产生不良颜色，影响产品的色泽。 1．结构特点 花黄素的结构母核是 2−苯基苯并吡喃酮。分子中含有 1 个酮 式羰基，它们的羟基衍生物多为黄色，故又称为黄酮。 黄 酮 最重要的黄酮类物质是黄酮、黄酮醇、二氢黄酮（黄烷酮）、查耳酮等。 在上述各种黄酮类物质的两个苯环上的氢原子可以被羟基、甲氧基、甲基等 取代，衍生出各种黄酮色素，这些黄酮色素又能与糖成苷。常见的、重要的花黄 素有：旃那素、槲皮素、橙皮素、柚皮素、杨梅素、柠檬素、红花素、圣草素等。 这些物质中，槲皮素、旃那素、杨梅素是分布最广泛和最丰富的黄酮醇，在茶叶 中这三种黄酮醇及其苷占可溶性固形物中的大部分。槲皮素、橙皮素、柠檬素、 圣草素在生理上具有保持毛细血管壁完整和正常通透性的作用，是维生素 P 的组 成成分。 2．性质及在食品中的重要性 作为色素物质，花黄素对食品感观性质的作 用远不如其潜在的影响大。黄酮类的颜色大多呈浅黄色至无色，分子中羟基多者 颜色深。在遇碱时会变明显的黄色，如含黄酮类的果蔬（洋葱、荸荠、马铃薯等） 在碱性水中预煮时往往会发生变黄而影响产品质量，在生产时加入少量酒石酸氢 钾或柠檬酸调节 pH，避免黄酮色素的变化。 黄酮类物质遇铁离子可变成蓝绿色，这是酚羟基的呈色反应，在相关的食品 加工中应引起注意。 （三）鞣质 鞣质又称单宁，是植物中存在的复杂混合物，具有涩味，能与金属反应，分 子结构中含多个酚羟基。植物鞣质在某些植物如石榴、咖啡、茶叶、柿子等中含 量较多，是涩味的主要来源。植物鞣质主要由儿茶酚、焦性没食子酸、根皮酚、 原儿茶酸、没食子酸等单体组成，这些单体的结构如下：
植物鞣质可分为水解型和缩合型两类，水解型鞣质是由鞣质单体分子之间通 过酯键形成的大分子，在温和的条件下用稀酸、酶或沸水可水解为鞣质单体物质。 缩合型鞣质是由单体分子之间用 C－C 键相连而成，在温和的条件下处理，不易 分解为单体分子而是进一步聚合成高分子物质。 如： 单宁酸 （原儿茶酰没食子酸） 儿茶素 （3，5，7，3′，4′-五羟基黄烷） 所有的鞣质都具有潮解性，在空气中氧化成暗黑色的氧化物，碱可强化这一 氧化作用；鞣质与金属离子反应可生成不溶性的盐类，与铁离子反应生成蓝黑色 物质，所以加工这类食物不能使用铁质器皿。果汁中的鞣质能与果胶作用生成沉 淀。 鞣质作为呈色物质，主要是在植物组织受损及加工过程中起作用，影响制品 的色泽。 四、醌酮类色素 用于食品着色的天然醌酮类色素主要是红曲色素、姜黄色素、甜菜色素等。 （一）红曲色素 红曲色素是由红曲霉菌所分泌的色素，我国民间将其作为食品着色剂有着悠 久的历史。红曲色素有 6 种不同成分，其中黄色、橙色和紫色各两种，结构式如 下：
植物鞣质可分为水解型和缩合型两类，水解型鞣质是由鞣质单体分子之间通 过酯键形成的大分子，在温和的条件下用稀酸、酶或沸水可水解为鞣质单体物质。 缩合型鞣质是由单体分子之间用 C－C 键相连而成，在温和的条件下处理，不易 分解为单体分子而是进一步聚合成高分子物质。 如： 单宁酸 （原儿茶酰没食子酸） 儿茶素 （3，5，7，3′，4′-五羟基黄烷） 所有的鞣质都具有潮解性，在空气中氧化成暗黑色的氧化物，碱可强化这一 氧化作用；鞣质与金属离子反应可生成不溶性的盐类，与铁离子反应生成蓝黑色 物质，所以加工这类食物不能使用铁质器皿。果汁中的鞣质能与果胶作用生成沉 淀。 鞣质作为呈色物质，主要是在植物组织受损及加工过程中起作用，影响制品 的色泽。 四、醌酮类色素 用于食品着色的天然醌酮类色素主要是红曲色素、姜黄色素、甜菜色素等。 （一）红曲色素 红曲色素是由红曲霉菌所分泌的色素，我国民间将其作为食品着色剂有着悠 久的历史。红曲色素有 6 种不同成分，其中黄色、橙色和紫色各两种，结构式如 下：
红曲色素与其它天然色素相比，有以下特点： 1．对 pH 稳定，不像其它天然色素那样易随 pH 的变化而发生显著变化； 2．耐热、耐光性强； 3．抗氧化剂、还原剂的能力强； 4．不受金属离子的影响； 5．对蛋白质的着色性很好。 因此常用于红香肠、红腐乳、酱肉、粉蒸肉以及酱类、糕点、果汁的着色。 （二）姜黄色素 姜黄色素是从植物姜黄根茎中提取的黄色色素，是二酮类化合物。 姜黄色素为橙黄色粉末，在中性和酸性水溶液中呈黄色，碱性溶液中呈褐红 色，对蛋白质着色力较强，常用于咖喱粉、黄色萝卜条的增香着色，它具有类似 胡椒的香味。耐光耐热性差，易与铁离子结合而变色。 （三）甜菜色素 甜菜色素存在于食用红甜菜（俗称紫菜头）中的天然食用色素，也存在于一 些花和果实中，它包括甜菜红素与甜菜黄素，都是吡啶的衍生物，与糖成苷而存 在于植物中。 甜菜色素易溶于水，pH 4~7 范围内不变色，耐热性不高，也不耐氧化，光照 会加速氧化，抗坏血酸会减慢其氧化。甜菜色素的稳定性随水分活度的降低而增 强，因此可作为低水分食品的着色剂。 （四）其它天然色素 胭脂虫色素及紫胶虫色素是两种性质与结构相似的蒽醌系色素，用于食品着 色由来已久。 胭脂虫色素是寄生在胭脂仙人掌上的雌性昆虫体内一种蒽醌色素（又称胭脂 红酸）。耐热、耐光、耐微生物性好
红曲色素与其它天然色素相比，有以下特点： 1．对 pH 稳定，不像其它天然色素那样易随 pH 的变化而发生显著变化； 2．耐热、耐光性强； 3．抗氧化剂、还原剂的能力强； 4．不受金属离子的影响； 5．对蛋白质的着色性很好。 因此常用于红香肠、红腐乳、酱肉、粉蒸肉以及酱类、糕点、果汁的着色。 （二）姜黄色素 姜黄色素是从植物姜黄根茎中提取的黄色色素，是二酮类化合物。 姜黄色素为橙黄色粉末，在中性和酸性水溶液中呈黄色，碱性溶液中呈褐红 色，对蛋白质着色力较强，常用于咖喱粉、黄色萝卜条的增香着色，它具有类似 胡椒的香味。耐光耐热性差，易与铁离子结合而变色。 （三）甜菜色素 甜菜色素存在于食用红甜菜（俗称紫菜头）中的天然食用色素，也存在于一 些花和果实中，它包括甜菜红素与甜菜黄素，都是吡啶的衍生物，与糖成苷而存 在于植物中。 甜菜色素易溶于水，pH 4~7 范围内不变色，耐热性不高，也不耐氧化，光照 会加速氧化，抗坏血酸会减慢其氧化。甜菜色素的稳定性随水分活度的降低而增 强，因此可作为低水分食品的着色剂。 （四）其它天然色素 胭脂虫色素及紫胶虫色素是两种性质与结构相似的蒽醌系色素，用于食品着 色由来已久。 胭脂虫色素是寄生在胭脂仙人掌上的雌性昆虫体内一种蒽醌色素（又称胭脂 红酸）。耐热、耐光、耐微生物性好
紫胶虫也是一种树木寄生昆虫，其分泌物即紫胶，又称紫草茸，是一种中药。 紫虫胶色素主要成分为紫胶红酸，系蒽酮衍生物。已知有 5 种成分，即紫胶虫红 酸 A、B、C、D、E，结构如下： 胭脂红酸和紫胶红酸的性质相似，酸性时呈橙黄色，中性时为红色，碱性为 紫色，在强碱溶液中褪色。 常用于果汁、果子露、汽水、配制酒及糖果的着色
紫胶虫也是一种树木寄生昆虫，其分泌物即紫胶，又称紫草茸，是一种中药。 紫虫胶色素主要成分为紫胶红酸，系蒽酮衍生物。已知有 5 种成分，即紫胶虫红 酸 A、B、C、D、E，结构如下： 胭脂红酸和紫胶红酸的性质相似，酸性时呈橙黄色，中性时为红色，碱性为 紫色，在强碱溶液中褪色。 常用于果汁、果子露、汽水、配制酒及糖果的着色