第七章食品色素和着色剂

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1、 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

2、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(pyrrole),即氮杂茂，是卟啉环的四个环状组分之一。 (2)卟吩(p

3、orphine),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(porphyrin)，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(ditetra)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(chlorin)，即二氢卟吩。 (5)脱镁叶绿素母环类(phorbin)，在卟啉分子上增加一个C9C10环。 (6)脱镁叶绿素环类( phorbide)，所

4、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 (chlorophyll 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C55H72O5N4Mg 。 (9)叶绿素b (chlorophyll 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C55H72O5N4Mg (l0

5、)脱镁叶绿素a (pheophytin a)，是去掉镁原子的叶绿素a 。 (11)脱镁叶绿素b(pheophytin b)，为除去镁原子的叶绿素b 。 (12)脱植基叶绿素a(chlorophyllide a)，不含植醇的叶绿素a 。 (13)脱植基叶绿素b(chlorophllide b)，不含植醇的叶绿素b 。 (14)脱镁叶绿甲酯一酸a(pheophorbide a)，除去镁原子的脱植基叶绿素a。(15)脱镁叶绿甲酯一酸b(pheophorbide 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

6、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5l0um，厚12 u m。叶绿体内较小的颗粒称为基粒(gram) ,直径0. 22 u m，它由0. 010.02um大小不等的薄片组成。基粒之间是叶绿体基质(stroma)。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

7、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120-130 ，

8、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. 91. 2g，每kg干叶用石油醚提取可得到510g。 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

9、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HPLC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

10、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6082 ，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80,酶活力降低，达到100 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(isocyclic ring)氧化形成加氧叶绿素(allomerized chlorophyll)，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

11、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100加热lOmin，大约5%一10%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

12、，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. 7147. 4kJ/mol(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(pH9. 0 ),叶绿素对热非常稳定，然而在酸性介质中(pH3.0)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

13、叶中添加盐(如NaCl, MgCl2和CaCl2)后加热至90，脱镁叶绿素的生成分别降低47%, 70%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，

14、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pH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。Schanderl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。pH值也影响配合物的形成速率，将蔬菜泥在121加热60 min, 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

15、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(allomerization)。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

16、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

17、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

18、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1882年博罗丁(Borodin)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。 1928年以后，汤马斯(Tomas)等人获得了关于绿色蔬菜加上前于温度67烫漂30min可保持产品绿色的专利。克莱德斯戴勒(Clydesdale)和弗朗西斯(F

19、rancis)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(HTST)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。 Clydesdale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HTST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

20、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，

21、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B12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

22、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

23、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

24、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Fe2+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(Fe2+转变为Fe3+)形成高铁肌红蛋白(MMb)的氧化反应。肌红蛋白和氧合肌红蛋白都能发生氧化，使Fe2+自动氧化成Fe3+，产生不需宜的高铁肌

25、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(nitrosomyoglobin)和碳氧肌红蛋白(carboxymyoglobin)，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535545nm和575588nm处显示最大吸收为特征。 氰变肌红蛋白(cyanmetmyoglobin)和高铁肌红蛋白氢氧化物(metmyoglobin hydroxide)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

26、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555nm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505nm波长处，并在红色627nm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

27、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(O2Mb)的方向进行反应(图7-9。红色O2Mb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

28、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，Fe3+)被氧化变成高铁肌红蛋白(Fe3+)(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，Mb的氧化速度大于MbO2,。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Fe2+和Fe3+反应生成绿色的胆绿色素(choleglobin)，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(

29、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

30、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(Fox)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

31、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. 5mg/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

32、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15d。但应注意的是，当使用CO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(saran-mylar-polyethylene pouch)为最好。 光照

33、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(carotenoids)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(lutein),荃菜黄质(viola

34、xanthin)和新黄质(neoxanthin)，以及各种藻类中的岩藻黄质(fucoxanthin)。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，例如一胡萝卜素(一carotene)和玉米黄素(zeaxanthin)。还有一些属于此类化合物的色素，例如番茄中的番茄红素（lycopene），红辣椒中的辣椒红(capsanthin)，以及胭脂树橙中的胭脂树素(bixin),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。 人们早己知道，类胡萝

35、卜素在植物组织的光合作用和光保护作用中起着重要的作用，它是所有含叶绿素组织中能够吸收光能的第二种色素。类胡萝卜素能够碎灭和/或使活性氧失活，因此起到光保护作用。植物的叶和根中存在的某些特定的类胡萝卜素是脱落酸的前体物质，脱落酸的功能是作为一种化学信使和生长调节剂。类胡萝卜素在人和其他动物中主要是作为维生素A的前体物质，一胡萝卜具有2个一紫罗酮环，是最有效的维生素A原，其他类胡萝卜素例如。一胡萝卜素和一玉米黄质，也具有维生素A原的活性。水果蔬菜中具有维生素A原活性的类胡萝卜素，可以提供人体需要维生素A的30%一100%。 1981年Peto等人注意到类胡萝卜的生理活性，他们在流行病学中调查发现，

36、大量摄取富含类胡萝卜素的蔬菜、水果的人群中，某些癌症发病率较低。近来，加上过程中产生的类胡萝卜素的顺式异构体及其生理作用更进一步引起了人们的关注。 1.结构 类胡萝卜素包括胡萝卜素及其含氧衍生物叶黄素，它们的结构特征是具有共扼双键，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。从番茄红素的基本结构可知，在中心碳原子对的周围为对称排列(见图7-10)，两端环化生成日一胡萝卜素，以15-15这对碳原子形成分子的中心。另一些类胡萝卜素亦具有相同的中心结构，但末端基团不相同。己知大约有60种不同的末端基，构成约560种己知的类胡萝卜素，并且还不断报

37、道新发现的这类化合物。早期报道的大部分类胡萝卜素化合物都具有一个由40个碳原子构成的中心骨架，近来还发现有的含40个以上的碳原子，它们都称为取代C40类胡萝卜素。 类胡萝卜素能以游离态(结晶或无定形)存在于植物组织或脂类介质溶液中，也可与糖或蛋白质结合，或与脂肪酸以酯类的形式存在。例如，秋天树叶的叶黄素分子结构中的3和3两个位置上结合棕搁酸和亚麻酸，辣椒中辣椒红素以月桂酸酯存在，类胡萝卜素酯在花、果实、细菌体中均己发现。近来，对各种无脊椎动物中的色素研究表明，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，例如，红色类胡萝卜素虾青素(astaxanthin)与蛋白质配位时龙虾壳显

38、蓝色。另一个例子是龙虾卵中的虾卵绿蛋白是一种绿色色素。类胡萝卜素一蛋白复合物还存在于某些绿叶、细菌、果实和蔬菜中。 类胡萝卜素还可通过糖苷键与还原糖结合，如藏花素是多年来唯一己知的这种色素，它是由两个分子龙胆二糖和藏花酸结合而成的化合物，它是藏红花中的主要色素。近来己从细菌中分离出许多种类胡萝卜素糖苷。 类胡萝卜素分子中有高度共扼双键的发色团和一OH等助色团，可产生不同的颜色，分子中含有7个以上共扼双键时呈现黄色。这类色素因双键位置和基团种类不同，其最大吸收峰也不相同。此外，双键的顺、反几何异构也会影响色素的颜色，例如全反式化合物的颜色较深，顺式双键的数目增加，颜色逐渐变淡。自然界中类胡萝卜素

39、均为全反式结构，仅极少数的有单反式或双反式结构。一胡萝卜素是植物组织中最常见的类胡萝卜素，无论天然的或合成的一胡萝卜素都可以作为食品着色剂使用。 天然的类胡萝卜素可看成是番茄红素的衍生物，番茄红素是番茄的主要色素，也广泛存在于西瓜、南瓜、柑橘、杏和桃等水果中。自然界的食用植物组织例如红色、黄色及橙色水果，根类作物和蔬菜，特别是绿色蔬菜(如菠菜、甘蓝、芦笋、绿豆和碗豆)及富含叶绿素的组织，都含有类胡萝卜素，其含量与很多因素有关。有的水果不同成熟期含量差异甚大，例如番茄中的番茄红素，在成熟过程中增加很多，即使采收后仍会继续合成类胡萝卜素。此外，光照、植物生长的气候条件、土壤性质以及肥料、杀虫剂等都

40、将不同程度的影响类胡萝卜素的生物合成。 2.物理性质与分析 所有类型的类胡萝卜素(烃类胡萝卜素和氧合叶黄素)都系脂溶性化合物，能溶于油和有机溶剂，具有适度的热稳定性，易发生氧化而褪色，在热酸或光的作用下很容易发生异构化。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，为了防止叶绿素的干扰，叶黄素的检测波长选择在较高波长。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。类胡萝卜素通常采用己烷一丙酮混合溶剂提取，可较为有效的与其他脂溶性杂质分离。目前采用的分离方法还有HPLC法，能对类胡萝卜素酯，顺、反异构体和光学异构体进行分离和鉴定。3.化学性质 类胡

41、萝卜素早己受到人们的重视，因为日一胡萝卜素是维生素A的前体。一胡萝卜素的分子中心位置发生断裂可生成二个分子维生素A，一胡萝卜素只有一半的结构与-胡萝卜素是相同的，所以它只能生成一个分子维生素A,番茄红素没有维生素A活性。在三种类胡萝卜素中，一胡萝卜素在自然界中含量最多，分布最广。类胡萝卜素在食品中降解的主要原因是氧化作用，包括酶促氧化、光敏氧化和自动氧化3种历程。氧化程度与类型依赖于色素处在体内或体外以及环境条件。在未损伤的活体组织中，色素的稳定性很可能与细胞的渗透性和起保护作用的成分存在有关，例如番茄红素在番茄果实中非常稳定，但提取分离得到的纯色素不稳定。类胡萝素由于高度共扼与不饱和结构，降

42、解产物非常复杂。以一胡萝卜素为例，在氧化反应初期生成环氧衍生物与羰基化合物，进一步氧化形成短链的单环氧或双环氧化合物，包括环氧一紫罗酮(图7-11)。通常环氧结构是在末端形成，然而在链的其他任何位置都可发生氧化反应。一旦类胡萝卜素的环被环氧化后，则失去维生素A原的活性，当自动氧化程度严重时将使类胡萝卜素褪色或完全失去颜色。亚硫酸盐或金属离子的存在将加速一胡萝卜素的氧化。许多组织中存在着能迅速降解类胡萝卜素的酶体系，特别是脂肪氧合酶。例如，绿叶在室温下浸渍20min有一半的类胡萝卜素损失，在许多食品中由于脂肪氧合酶的作用而加速类胡萝卜素降解，这是一种间接机制引起的。脂肪氧合酶首先催化不饱和或多不

43、饱和脂肪酸氧化，产生过氧化物，随即过氧化物快速的与类胡萝卜素反应，使颜色褪去。 食品中类胡萝卜素被破坏主要是由于光敏氧化作用，双键过氧化后发生裂解，即失去颜色，裂解后的终产物中有一种具有紫罗兰花气味的紫罗酮，其分子中的环状部分称为紫罗酮环。因此，某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧碎灭剂。研究证明，类胡萝卜素在细胞内和体外都能保护组织免受单重态氧的攻击，这种作用与氧分子层的大小有关。在低氧分压时，类胡萝卜素能抑制脂质的过氧化。但是在高氧分压时，一胡萝卜素具有助氧化的作用。当有分子氧、光敏化剂(叶绿素)和光存在时可能产生具有高反应活性的单重态氧。关于类胡萝卜素能够碎灭单重态氧，保护细胞免受氧化损伤

44、，作为化学保护剂的作用，并不是所有的类胡萝卜素都具有此功效，其中番茄红素是最有效的单重态氧碎灭剂。类胡萝卜素的抗氧化活性使之具有抗癌、抗哀老和防止白内障、防止动脉粥样硬化等作用。 在食品加上中类胡萝卜素的氧化机理较复杂，它取决于多种因素。色素同氧发生自氧反应的速率取决于光、热及有无助氧化剂和抗氧化剂的存在，自由基的形成分为三步。类胡萝卜素在有脂类存在时发生偶合氧化，其反应速率依体系而定，一般在高度不饱和体系中更稳定，很可能是因为脂类体系本身比类胡萝卜素更容易接受自由基。相反，类胡萝卜素在高度饱和的脂类体系中不太稳定，但文献报道有几个例外。类胡萝卜素可因存在的体系不同而起到抗氧化剂或助氧化剂的作

45、用。 一胡萝卜素在脂类存在的体系中，自由基和一胡萝卜素起反应的主要位置很可能是紫罗酮环中双键的一碳原子，经过开环和一氧化而逐步进行氧化。从类胡萝卜素结构的变化和它们与周围介质的相互作用来看，食品体系中很可能发生许多氧化历程。 类胡萝卜素的异构化也是一个值得注意的问题。在通常情况下，天然的类胡萝卜素是以全反式构型存在，但在植物组织，尤其是藻类中发现了少量顺式异构体，目前藻类己被用作提取类胡萝卜素的原料。在热加上过程或有机溶剂提取，以及光照(特别是碘存在时)和酸性环境等，都能导致异构化反应。因此常用胡萝卜素研究光的异构化反应。理论上可以这样认为，类胡萝卜素由于有许多双键，因此异构化反应后可能形成大

46、量的几何异构体，例如，一胡萝卜素从理论上分析具有272种顺式异构体，这些顺式异构体的维生素A原活性比全反式一胡萝卜素降低13%-53%。4.加上过程中的稳定性 大多数水果和蔬菜中的类胡萝卜素在一般加上和贮藏条件下是相对稳定的。冷冻几乎不改变类胡萝卜素的含量，热烫通常可以增加类胡萝卜素的含量，因为植物组织中的水溶性成分在热烫过程中减少或被除去，所以提高了色素的提取率。红薯采用的碱去皮几乎不会引起类胡萝卜素的异构化。 加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应，为减少异构化程度，应尽量降低热处理的程度。油脂在挤压蒸煮和高温加热的精炼过程中，类胡萝卜素不仅会发生异构化，而且产生热降解，当有氧存在时则加速反应

47、进行。因此，精炼油中类胡萝卜素含量往往降低。 必须指出，类胡萝卜素异构化时，产生一定量的顺式异构体，是不会影响色素的颜色，仅发生羟微的光谱位移，然而却降低了维生素A原的活性。因此在选择分析方法时，尤其需要考虑营养价值的变化。 四.花色苷 花色素苷 (anthocyanins)是一类在自然界分布最广泛的水溶性色素，许多水果、蔬菜和花之所以显鲜艳的颜色，就是由于细胞汁液中存在着这类水溶性化合物。植物中的许多颜色(包括蓝色、红紫色、紫色、红色及橙色等)都是由花色素苷产生。花色素苷这个词是来自两个希一腊字anthos，花和kyanos，蓝的合成词。多年来，这些化合物的结构和特性，己引起了化学家和食品化

48、学家的普遍关注，Robinson和Willstatter教授由于他们对植物色素的杰出贡献获得诺贝尔奖。花色素苷的化学结构目前己完全了解，但对其物理化学性质和降解反应则知道得很少。 1.结构 花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有C6-C3-C6碳哥架结构。所有花色素苷都是花色羊(flavylium)阳离子基本结构的衍生物。自然界己知有20种花色素苷，食品中重要的有6种，即花葵素(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),3一甲花翠素(petunidim)和二甲花翠素(锦葵色素，malv

49、idin)(表7-4)，其他种类较少，仅存在于某些花和叶片中。 花色羊阳离子由苯并吡喃和苯环组成的2一苯基一苯并吡喃阳离子，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，羟基数目增加使蓝紫色增强，而随着甲氧基数目增加则吸收波长红移(图7-12)。花色素苷和花色素的颜色与分子被激发难易程度和分子结构中电子的活动性相关。 花色素苷由配基(花色素)与一个或几个糖分子结合而成。游离配基在食品中很少存在，仅在降解反应中才有微量产生。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。花色素还可以酞化使分子增加第三种组分，即糖分子的羟基可

50、能被一个或几个对一香豆酸(P-coumaric acid,阿魏酸（ferulic acid,咖啡酸(oaffeio aoid)、丙二酸(malonic acid)、香草酸(vanillic acid)、苹果酸Cmalic acid),琥珀酸(succinic acid)或醋酸分子所酞化。 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，但很少在3和7碳位，5碳位连接糖基可使颜色加深: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自链结构，但很少二个3碳位和一

51、个在7碳位的:含四个糖残基的花色素苷，己有一些证据说明它确实存在。己经报道含有5个残基和4个酞基成分的花色素苷。文献上报道大约有250种花色素苷，并且己建立了分离、鉴定和分析花色素的方法。植物中花色素苷的含量一般在20mg/100g鲜重至600mg/100g鲜重范围不等。 2.花色素苷的颜色和稳定性 花色素苷分子中吡喃环(或称花色羊环)的氧原子是四价的，所以非常活泼，通常不稳定，引起的反应常使色素褪色。这是水果、蔬菜加上中通常不希望出现的。花色素苷的破坏速率主要受pH、温度和氧浓度的影响，其次酶、还原剂、金属离子和糖也影响花色素苷的稳定性。在酸性环境中花色素苷非常稳定，在pH较高时破坏速率较快

52、。反应速率还随无色甲醇碱型色素含量的改变而变化，并且与温度有关。草莓酱色素的半哀期在20 时为1300h, 38为240h。关于花色素苷分子同空气，以及水果和蔬菜中的许多成分的反应性对花色素苷稳定性的影响己引起食品化学家的重视。 (1)结构变化和pH花色素苷的降解速率与其结构关系密切。分子中羟基数目增加则稳定性降低，而甲基化程度提高则增加稳定性。同样糖基化也有利于色素稳定，在贮藏中半乳糖蔓越桔花色素苷比阿拉伯糖蔓越桔花色苷更稳定。由此说明取代基的性质对花色苷的稳定性有重影响。花色素苷的颜色随着pH改变而发生明显的变化，图7-13表示花青素一3-鼠李葡萄糖苷的吸收光谱，结构(VII)受pH变化的

53、影响，在pH0.71时为深红色，pH升高色素转变成蓝色醌式碱。水溶液介质中(包括食品)，花色素苷随pH不同可可能有4种结构，图7-14表示二甲花翠素一3-葡萄糖苷在pH 06范围内变化出现的结构改变及不同pH时4种结构的平衡分布曲线，在4种结构中只有两种形式是主要的。低pH值时，以二甲花翠素一3-葡萄糖苷羊阳离子占优势:而在pH 4-6主要为无色甲醇假碱结构:当溶液在pH6时呈现无色。而在4一甲氧基一4一甲基一7羟基花色羊盐酸盐的溶液中，花色羊阳离子与酮型碱之间存在平衡，因此在pH O-6之间溶液的颜色随着pH增加，由红色到蓝色。 蓝色酮式碱(图7-15)质子化生成红色花色羊阳离子(AH+)，

54、然后水解形成无色甲醇碱(B)，甲醇假碱与无色查耳酮（W）处于平衡状态，可概略表示于下:最近布鲁拉德(Brouillard)等人确定了不同pH下这些色素的相对含量。并报道吊竹梅属花色素苷(zebrina anthocyanins)特别稳定，它是鸭拓草科植物中存在的花色素苷，这种花色素苷之所以稳定是由于三个酞基的位阻使之不能转变成无色假碱和查耳酮型。这类色素B环上的糖取代物也具有不同的特性。 近来还发现一类在B环上有糖取代的新型花色素苷，它在不同pH时呈现出不同的取代形式，这些化合物B环上的糖取代成分，可多达一个或更多个酞基。迄今报道的这类化合物有5种，其中三咖啡酞基花青素一3, 7, 3一三葡萄

55、糖苷的性质特别稳定，因为酞基位阻而不能形成甲醇假碱型。（2）氧与还原剂 花色素苷结构的不饱和特性使之容易受到氧分子的攻击。因此对于富含花色素苷的果汁，如葡萄汁一自是采用的热充满罐装，以减少氧对花色素苷的破坏作用，只有尽量将瓶装满，可能减缓葡萄汁的颜色由红色变为暗灰色，现在上业上也有采用充氮罐装或真空条件下加上含花色素苷的果汁，达到延长果汁保质期的作用。用亚硫酸处理水果，是加上果酱、果脯等产品前大量贮藏水果的重要方法。近几年来由于采用冷冻方法保藏水果使加上成的产品品质提高，所以果酱加上前原料的贮藏己经不用亚硫酸。由于贮藏和加上时添加亚硫酸盐或二氧化硫可导致花色素苷迅速褪色，同时水果中存在其他色素

56、而产生黄色，这个过程是简单的亚硫酸加成反应，花色素苷2或4碳位因亚硫酸加成反应后形成十分稳定的无色化合物，在加上果酱时煮沸和酸化可使亚硫酸除去，于是又重新形成花色素苷。二氧化硫能使花色素苷褪色，是因为二氧化硫与花色素苷的C-4结合生成无色化合物的结果。二氧化硫与花青素一3-葡萄糖苷反应的速率常数为25700L/Amps，这意味着少量的二氧化硫可使大量的花色素苷失去颜色。二氧化硫使花色苷褪色的过程可以是可逆或不可逆的，一般添加量为5002000mg/kg。 花色素苷与抗坏血酸相互作用导致降解，二者同时消失，己为许多研究者所证实。例如每100g蔓越桔汁鸡尾酒中，含花色素苷和抗坏血酸分别为9和18m

57、g左右，室温下贮存6个月，花色素苷损失约80%。由于降解产物有颜色，所以汁仍呈棕红色。这是因为抗坏血酸降解产生的中间产物过氧化物能够诱导花色素苷降解。人们早己知道，过氧化物和花色素苷的反应是鉴别花色羊化合物3碳位上糖类化合物方法的原理。过氧化物氧化花色羊盐依条件不同可形成一系列不同的化合物。铜和铁离子催化抗坏血酸氧化，并使花色素苷的破坏速率加快，甚至在花色素苷较稳定的pH值(2. 0下，与抗坏血酸降解产生的过氧化物反应，引起的破坏作用也是相当大的。当果汁中存在黄酮类化合物时，例如榭皮糖苷、榭皮素等，能抑制氧化反应，在果汁中如果存在不适宜抗坏血酸形成过氧化氢的条件，则花色素苷稳定，不易褪色。过氧

58、化氢能在花色素苷C-2位发生亲核攻击，使花色羊环断裂开环形成无色的酰和香豆素衍生物，这些裂解产物进一步降解或聚合，最后在果汁中出现常见的褐色沉淀。 在抗坏血酸、氨基酸、酚类、糖衍生物等存在时，由于这些化合物与花色素苷发生缩合反应可使褪色加快。反应产生的聚合物和降解产物可能是十分复杂的，有些反应生成褐红色栋赣红(phlobaphens)的化合物，例如草每酱在室温贮藏二年后未检出剩留的花色素苷，但颜色仍然呈褐红色。这类化合物可产生陈酿红葡萄酒色。酶，例如糖苷酶或酚酶能使花色素苷褪色，糖苷酶使保护的3-糖苷键水解生成不稳定的配基，酚酶与邻二羟基酚相互作用引起花色素苷褪色。(3)热和光 食品中花色素苷

59、的稳定性与温度关系较大。一般而言，凡是能增加对pH稳定的结构同样能提高热稳定性。高度羟基化的花色素苷比甲基化、糖基化或酞基化的花色素苷的热稳定性差。研究表明，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，己在红葡萄酒和几种果汁得到证实，同时发现花色素苷的结构影响其对光的稳定性，酞化和甲基化的二糖苷比未酞化的稳定，双糖苷比单糖苷更稳定。 （4）糖及其降解产物水果罐头中的高浓度糖有利于花色素苷稳定，主要因为降低了水分活度。但是当糖的浓度很低时，糖及其降解产物会加速花色素苷的降解，而且与糖的种类有关，其中果糖、阿拉伯糖、乳糖和由梨糖对花色素苷的降解作用大于葡萄糖、蔗

60、糖和麦芽糖。在果汁中麦拉德反应和抗坏血酸的氧化降解往往是伴随花色素苷降解反应同时发生，花色素苷的降解速率与糖转化为糠醛的速率一致，而且戊醛糖转化的糠醛和己酮糖转化的羟甲基糠醛，它们都能与花色素苷缩合形成褐色化合物，在果汁中这类反应非常明显，其反应机理不清楚。但可以肯定，缩合反应与温度密切相关，氧能加速反应进行。 (5)金属 某些花色素苷因为具有邻位羟基，能和金属离子形成复合物，例如含花色素苷的红色酸樱桃放在素马目铁罐头(plain tinned can)内可形成花色素苷一锡复合物，使原来的红色变为紫红色，若用特殊有机涂层的马目铁罐则可防止这种复合物出现。也常利用AlCl3能与具有邻位羟基的花青

61、素一3一甲花翠素和翠雀素形成复合物，而与不具邻位羟基的花葵素、芍药色素和二甲葵翠素区别开来。还必须注意的是，Ca2+, Fe2+, Fe3+和Sn2+等金属离子也能和花色素苷形成复合物，对色素可起到一定的保护作用，同时也能引起果汁变色，尤其是加上梨、桃和荔枝等水果时，在酸性条件下加热，由于原花青素转变为花色素，继而与金属离子结合形成复合物，呈现粉红色。 限制使用合成红色食用色素，使人们对可能作为食品着色剂的花色素苷类化合物产生兴趣。朱尔德(Jurd)叙述了3碳位有不同取代成分的全部化合物，但遗憾的是这些化合物易与二氧化硫、抗坏血酸和其他试剂反应，并且受pH变化的影响。蒂母贝莱克Timberla

62、ke)和布里德尔(Bridle)近来报道，在4碳位上带有甲基或苯基的花色素，在有上述化合物存在时性质非常稳定，甚至超过某些允许使用的人上合成的红色色素。然而，利用这类4位碳取代花色羊新型化合物作为色素，还必须进行毒性试验。 (6)黄色素形成作用从蓝色的花(例如玉米花)中可分离出红色花色素苷。人们曾对能产生蓝色的花色素苷的结构进行了大量研究，认为颜色的产生是由于花色素苷与黄色类黄酮和其他多酚化合物的共色素形成作用(copigmentation)，以及同许多成分形成复合物。从分离出的许多这类复合物中鉴定发现，它们含有阳离子，例如A13+、 K+、 Fe2+,Fe 3+、Cu2+、Fe 、Cu 、

63、Ca2+和Sn2+,以及氨基酸、蛋白质、果胶、糖类或多酚类物质。所有这些复合物都存在于花朵中。范特林(Van Teeling)等还报道从越桔罐头(canned bluebrries)中分离出相对分子质量很大(77000k)的复合物。花色素羊阳离子与酮型碱能吸附在果胶或淀粉等底物上，从而起到稳定色素的作用，因而这种稳定复合物可视为一种潜在的食品色素添加剂。但是其他的一些缩合反应却能引起颜色损失，某些亲核化合物如氨基酸、间苯二酚和儿茶素与花色素羊阳离子缩合生成无色的4-取代一黄一乙烯。（7）酶促反应 糖苷酶和多酚氧化酶能引起花色素失去颜色，因此，有时将它们称为花色素苷酶。糖苷酶的作用是水解花色素苷

64、的糖苷键，生成糖和配基花色素，颜色的损失是由于花色素苷在水中的溶解度降低和转变为无色化合物。多酚氧化酶是在有氧和邻二酚存在时，首先将邻二酚氧化成为酮，然后邻苯酮与花色苷反应形成氧化花色素苷和降解产物，从而导致褪色。五、类黄酮 1.结构类黄酮(flavonoids)广泛分布于植物界，是一大类水溶性天然色素，呈浅黄色或无色，化学结构类似花色素苷。目前己知的类黄酮化合物大约有1000种以上。类黄酮的基本结构是2一苯基苯并吡喃酮，最重要的类黄酮化合物是黄酮(f lavone)和黄酮醇(flavonol)的衍生物，而噢弄(aurone)、查耳酮C chalcone ) ,黄烷酮Cflavanone、异黄酮(isoflavone、异黄烷酮(isoflavaone)和双黄酮(biflavonyl)等的衍生物也是比较重要的。黄酮醇是类黄酮中主要的一类，例如坎非醇(kaempferol, 5, 7, 4一三羟基黄酮醇)、榭皮素(querein, 3, 5, 7, 3，4，4一五羟基黄酮)和杨梅黄酮(myricetin, 3, 5, 7,3，4，5一六羟黄酮)。另一类不及黄酮醇普遍的化合物