第三章 着色剂 护色剂 漂白剂-1 (1)
高等植物叶绿素有a, b两种,当3位上的R为甲基时为叶绿素a; 为醛基时为叶绿素b,通常a∶b=3∶1。其分子结构如下:
由于现在对合成着色剂的争论很大,各国的规定经 常修改,所以掌握各国合成着色剂的使用情况对食 品贸易至关重要。
化学工业发展之前,天然着色剂已有悠久使用历史。今 天天然产品给人以安全感,人们对天然色素产生很大兴 趣。自然界有色的无毒植物超过2000种,颜色丰富多彩 凡是天然色素: ①对光、热、氧化作用稳定 ②不易受金属离子或其它化学物质影响 ③对人体无害
①一般来说,安全性高于食用合成色素 ②有些种类本身是营养素(如-胡萝卜素),或具有一定的药理 作用(花生衣红、桑椹红等) ③天然物颜色的模仿性和着谱的自然性较好
①染着性、坚牢度较差,在加工和流通过程中易受外界影响 ②调色性较差,不同色素相溶性差,很难调配出任意色彩 ③产品差异性较大。由于原料、产地或加工方法不同,生产同 一品种的着色剂,在成分、性质很难完全一致。如从蔬菜和 从蚕沙中提取的叶绿素,在色谱有一定差别,原因就在于两 种叶绿素的最大吸收波长(max)不同
因此要求着色剂有较好的抗氧化性 氧蒽类色素耐氧化性比较强 偶氮类色素或其它色素一般比较弱 这性质对果汁、人造奶油等影响较大
这种现象可在发酵食品的工艺流程中,或在食品制造、 贮藏等过程中由于微生物的作用而引起,亦可由金属 容器(铁、铝等)与酸的反应,或金属容器与食盐的 电位差所引起。
但经提取、纯化等加工后得到的色素制品,可能在 性质和化学结构上发生明显的变化,故天然物的制品本身 并不能够确保绝对安全
不需毒理学检验:生产的全部过程中化学结构无变 化和使用浓度不超过原来状态者的天然色素
须做毒理学评价:使用浓度大于原来状态者 或生产的全部过程在化学结构已变化的天然色素
在食品生产中,最重要的溶剂是水、醇(乙醇、甘 油)和植物油。通常使用的色素,除色淀和-胡萝 卜素之外,都是水溶性的 影响色素溶解度的因素: ①温度。一般温度上升,溶解度增大; ②pH。pH下降,着色剂有形成色素酸的倾向而使溶 解度下降;
别名:C.I.食用红色141号 化学结构: 展布于氧化铝水合物上的水溶性食品着色剂赤藓红的铝色淀 性状:
制法: 将赤藓红水溶液加入AlCl3 、Al2(SO4)3 水溶液和Na2CO3 作用所 形成的氧化铝水合物中,使之沉淀吸附,形成赤藓红铝色淀 (其它铝色淀的制作也是如此) 毒理学依据、使用需要注意的几点和应用限制范围请参见赤藓红
同一色素对不同染色基质的染着性不同,而 且不同色素对同一染色基质的染着性也不一 样,如赤藓红对蛋白质基质的染着性较好, 而柠檬黄则较差
(四)坚牢度 坚牢度是被染色物质的色调稳定性或色素对周围环境变化 的抵抗能力。色素的坚牢度是衡量色素品质的重要指标
(一)提取法 常用方法。原料经分选、洗净、干燥、粉碎后,用溶剂(如水、 乙醇)提取,再经分离、浓缩、精制等工序制得成品 (二)组织培养法
用植物组织细胞进行培养增殖,短期内培养出大量有色素的细 胞,然后用通常方法提取。组织培养法生产色素不受自然条件 的限制
(三)粉碎法 原料洗净后,浸渍于含1%碳酸氢钠和氯化钠的弱碱性渗透液 中,待叶片表面完全粘附有渗透液,冷冻使细胞膜破裂。再室 温解冻,离心脱水,除去细胞液,经干燥得产品
着色时,不直接用着色剂粉末,而是采用溶剂配制 (主要考虑其在食品中分布均匀) 配制时,称量准确,溶解着色剂,再稀释至1~10%浓度 的溶液使用。如以水作溶剂,则最好用蒸馏水或去离子水 配制溶液尽可能不用金属器皿。用量别超过标准,以 免食品过于鲜艳而不自然 随配随用
(因为着色剂溶液久置时,对光不够稳定的着色剂会发生变 色现象,而且气温较高时着色剂溶液水分蒸发速度加快, 造成色素浓度提高而产生“浓缩效应”。如胭脂红的水溶 液在长期放置后会变成黑色)
我国许可使用的食用合成色素有:苋菜红、胭脂红、赤藓红、 新红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝和它们各自的 铝色淀,以及-胡萝卜素、叶绿素铜钠和二氧化钛(TiO2)。
新红是只有我国许可使用的染料,即无C.I.(color index染料 索引),在制造出口食品时应注意
化学合成的-胡萝卜素在化学结构上与自然界发现的完全相 同(即天然等同色素) 叶绿素铜钠则是由天然色素经一定的化学处理所得的叶绿素 衍生物
随着食品加工技术的发展,现在大量使用透 光性薄膜包装食品,而紫外线可使食品的品 质变劣,所以应当考虑着色剂的耐紫外线性 问题 着色剂的耐紫外线性,随着制造食品所使用 水的性质(pH值、硬度、重金属离子的含 量等)及与色素共存物质的种类不同而有相 当大的差异 靛蓝的耐紫外线性较弱 柠檬黄、日落黄的耐紫外线性较强
坚牢度主要根据色素的化学性质以及被染色物质的性质。 坚牢度是一个综合性标准,有以下几个指标组成
由于食品加工中,多数要进行热处理,所 以要求着色剂有一定的耐热性。着色剂的 耐热性与共存的物质如糖类、食盐、酸、 碱等有关。当与上述物质共存时,多促使 其变色、褪色 靛蓝、胭脂红耐热性较弱
当与上述物质共存时多促使其变色褪色其变色褪色靛蓝胭脂红耐热性较弱靛蓝胭脂红耐热性较弱柠檬黄日落黄耐热性较强柠檬黄日落黄耐热性较强一般食品大多在酸性范围如水果类食品一般食品大多在酸性范围如水果类食品糖果饮料乳酸发酵食品和醋渍食品等糖果饮料乳酸发酵食品和醋渍食品等着色剂在酸性环境中可能形成色素酸而易变着色剂在酸性环境中可能形成色素酸而易变色或析出故要求着色剂一定的耐酸性色或析出故要求着色剂一定的耐酸性靛蓝的耐酸性较弱靛蓝的耐酸性较弱柠檬黄日落黄的耐酸性较强柠檬黄日落黄的耐酸性较强添加碱性膨松剂的糕饼类食品除了要经历添加碱性膨松剂的糕饼类食品除了要经历高温加工外还有碱性物质的产生这就要高温加工外还有碱性物质的产生这就要求色素有一定的耐碱性求色素有一定的耐碱性柠檬黄耐碱性较强柠檬黄耐碱性较强胭脂红耐碱性较弱胭脂红耐碱性较弱因此要求着色剂有较好的抗氧化性因此要求着色剂有较好的抗氧化性氧蒽类色素耐氧化性比较强氧蒽类色素耐氧化性比较强偶氮类色素或其它色素一般比较弱偶氮类色素或其它色素一般比较弱这性质对果汁人造奶油等影响较大这性质对果汁人造奶油等影响较大空气中的氧空气中的氧污染物污染物水中的游离氯水中的游离氯clcl22着着剂剂作作用用变色变色褪色褪色添加到食品中的着色剂可受到还原作用而褪色添加到食品中的着色剂可受到还原作用而褪色这种现象可在发酵食品的工艺流程中或在食品制此现状可在发酵食品的工艺流程中或在食品制造贮藏等过程中由于微生物的作用而引起亦可由造贮藏等过程中由于微生物的作用而引起亦可由金属容器铁铝等与酸的反应或金属容器与食金属容器铁铝等与酸的反应或金属容器与食盐的电位差所引起
各种色素溶解于不同溶剂中,可产生不同的色调和强度, 尤其是使用两种或数种色素拼色时,情况更为显著。
例如某一比例的红、黄、蓝三色的混合物,在水溶液中色 调较黄,而在50%酒精中则色调较红。各种酒类因酒精含 量的不同,溶解后的色调也各不相同,故需要按照其酒精 含量及色调强度的需要进行拼色。 食品在着色时是潮湿的,当水分蒸发,逐渐干燥时,色素 亦会随着较集中于表层,造成所谓“浓缩影响”,特别是 当这种食品与色素的亲和力较低时更为显著。 拼色中各种色素对日光的稳定性不同,褪色快慢也各不相 同,如靛蓝褪色较快,柠檬黄则不易褪色。由于影响色调 的因素很多,在应用时一定要通过具体实践,灵活掌握。
(四)微生物发酵法 常用的红曲色素就是将籼米或糯米经水浸、蒸熟后, 加红曲霉发酵制取。 (五)酶处理法 日本现采用酶处理法生产栀子蓝色素、栀子红色素、 栀子绿色素等,工艺过程为: 栀子果实提取液基质溶液
大豆蛋白 氨基酸及其肽 混合液酶处理 酶失活过滤分离浓缩干燥成品
①色彩鲜艳、②性质稳定、③坚牢度高、 ④可任意调配、⑤成本低廉和⑥使用方便
优点:安全感比合成色素高,故近来发展非常迅速,各 国许可使用的品种和用量均在不断增加
缺点:色素含量和稳定能力等不如合成品 发展的新趋势:虽然合成品在许可使用范围和使用量内, 不会对人体健康带来危害,但在崇尚天然和回归自 然的今天,化学品的使用量正年年在下降,而天然着 色剂正越来越受欢迎。例如,1991年我们国家生产的天 然色素共38种,产量仅为2200吨。但2000年天然着 色剂的品种增加至46种,产量达25万吨,且多属功 能性着色剂。
近年来,由于实用合成色素的安全性问题,各国实际使用的 品种数逐步减少。不过目前各国许可使用的品种普遍安全性 甚好
食用天然色素是来自天然物(植物组织、动物和微生物),利 用一定加工方法获得的有机着色剂,品种甚多 植物色素。如绿色(叶绿素)、橙色(胡萝卜素)、红色或 紫色(花青素) 动物色素。如肌肉中的红色素、虾和蟹表皮的类胡萝素 微生物色素。如红曲霉素等。
橙色 是黄色和红色的混合色,兼有红黄两色的优点,给 人以强烈的甘甜、成熟和醇美的感觉,饮料和罐头 等食品多采用 咖啡色
给人以风味独特浓郁的感觉。咖啡、巧克力、饮料、 糕点、啤酒和茶叶等常采用
黄色 给人以芳香成熟可口、食欲大增的感觉,焙烤食品、 水果罐头和人造奶油等食品常采用
(一)调配 由于食品对色调有千变万化的要求,因此为满足食品生产的着 色需求,可将着色剂按不同比例混合调配出所需的色调来。理 论上,由红、黄和蓝三种基本色(三元色)可调配出各种不同 的色调(三色原理)
色泽给人以味道的联想。一种食品在色泽上能否吸 引人,给人以美味感,很大程度上决定了销路和评 价。常见的颜色对感官的作用大致如下: 绿色和蓝色
给人以新鲜、清爽的感觉,多用于酒类、方便菜、 饮料等食品。但又有生、凉、酸的感觉,所以非蔬 菜类罐头、点心和糕点等一般不采用这类颜色 红色
给人味浓成熟好吃的感觉,而且比较鲜艳和引人注 目,能刺激消费者的购买欲,所以许多糖果、糕点 等都采用这色泽
食用合成色素是人工化学合成所制得的有机色素。目前世界 各国允许使用的合成色素几乎全是水溶性色素,此外还包括 它们各自的色淀。 色淀是由水溶性色素沉淀在许可使用的不溶性基质(通常为 Al2O3)上所制备的特殊着色剂,适用于各种粉状食品、小 吃食品、胶姆糖、糖果(尤其与二氧化钛配成悬浮液后的涂 层或片状糖果)和各种压片食品。
色泽是评价食品安全质量的重要感官指标 色泽是不是正常是判断食物质量优劣的重要依据 具有令人赏心悦目色泽的食品可以赢得良好的第一印象
食品的色泽与其可接受性: 是第一感觉 是判断食品安全质量是否优劣新鲜的指标之一 食品原料的价值是由它们的色泽所决定 但在食品加工中,食品中天然色素会发生变色或褪色,所以为 恢复或改善食品的色泽,就需要用着色剂
性状: 耐热(105℃)、耐还原性和耐碱性好。耐盐、耐光和耐酸性差(在 酸性溶液中可发生沉淀),易溶于水呈樱桃红色。 毒理学依据: ①LD50:小鼠口服6.8g/kg体重 ②ADI:0~0.1mg/kg 使用需要注意的几点: ①粉状着色剂宜先用少量冷水打浆后,在搅拌下缓慢加入沸水 ②水须是蒸馏水和去离子水,以避免Ca2的存在引起着色剂沉淀 ③过度爆晒,会导致着色剂褪色,因而要避光 应用限制范围: 糖果、果汁、饮料、糕点、青梅、山渣制品
添加碱性膨松剂的糕饼类食品,除了要经历 高温加工外,还有碱性物质的产生,这就要 求色素有一定的耐碱性