大学课件 食品添加剂 发色剂.pdf

1 护色剂的定义护色剂的定义 护色剂的种类和作用护色剂的种类和作用* 护色剂的护色机理护色剂的护色机理* 护色剂的特性与使用护色剂的特性与使用* 护护色助剂及其作用色助剂及其作用* 护色剂的安全性及研究现状护色剂的安全性及研究现状 应用实例应用实例 第五章 护色剂/发色剂 （Color fixatives ） 护色剂护色剂： -根据根据GB2760-2014（狭义），护色剂是指能与（狭义），护色剂是指能与 肉及肉制品肉及肉制品中中呈色物质呈色物质作用，使之在食品加工、保作用，使之在食品加工、保 藏等过程中藏等过程中不致分解不致分解、破坏破坏，呈现良好色泽的物质。，呈现良好色泽的物质。 -Substances which are used to fix the color of meat and meat products through interaction with meat pigments. 一、护色剂的定义一、护色剂的定义 * * 广义广义：能与食品中的：能与食品中的某些成分某些成分发生作用，使食品呈现颜色发生作用，使食品呈现颜色 的物质。它不只使用于的物质。它不只使用于肉制品肉制品，在，在果蔬果蔬等食品中也使用。等食品中也使用。 - -肉制品中使用的为肉制品中使用的为硝酸盐硝酸盐和和亚硝酸盐亚硝酸盐；果蔬中使用；果蔬中使用葡萄葡萄 糖酸亚铁糖酸亚铁( (它们可在茄子、黑豆、糖煮蚕豆、海带等果蔬它们可在茄子、黑豆、糖煮蚕豆、海带等果蔬 中作为护色剂中作为护色剂) )、 D D- -异抗坏血酸及其钠盐异抗坏血酸及其钠盐、亚硫酸盐亚硫酸盐等。等。 - -葡萄糖酸亚铁葡萄糖酸亚铁作为护色剂之一在我国仅批准在作为护色剂之一在我国仅批准在腌渍的橄腌渍的橄 榄菜榄菜中使用，它能与橄榄中的单宁物质发生颜色反应，产中使用，它能与橄榄中的单宁物质发生颜色反应，产 生特有的绿黑色。生特有的绿黑色。 - -D D- -异抗坏血酸及其钠盐异抗坏血酸及其钠盐、亚硫酸盐亚硫酸盐是果蔬中常用的护色是果蔬中常用的护色 剂，用于保护果蔬的色泽，防止其褐变。剂，用于保护果蔬的色泽，防止其褐变。 一、护色剂的定义一、护色剂的定义 种类种类：硝酸盐硝酸盐(钠盐、钾盐钠盐、钾盐) 、亚硝酸盐、亚硝酸盐 ( 钠盐、钾盐钠盐、钾盐) 作用作用 * 发发色色：使肉类制品呈现使肉类制品呈现鲜艳稳定的亮红色鲜艳稳定的亮红色。 * 抑抑菌菌：具有具有防腐作用，尤其是对防腐作用，尤其是对肉毒梭状芽孢杆菌肉毒梭状芽孢杆菌有明有明 显的不可替代的抑制作用。显的不可替代的抑制作用。 *增进增进风味风味。 * 抗氧化作抗氧化作用用：亚硝酸亚硝酸盐具有较强的抗氧化能力，能抑制盐具有较强的抗氧化能力，能抑制 脂肪的氧化。脂肪的氧化。 二、种类和作用二、种类和作用 原料肉的颜色与变色原料肉的颜色与变色 * 原料肉的颜色构成：原料肉的颜色构成： 由肌肉中的由肌肉中的肌红蛋白肌红蛋白(myoglobin(myoglobin，简称，简称Mb)Mb)和血液中的和血液中的 血红蛋白血红蛋白(hemoglobin(hemoglobin，简称，简称Hb)Hb)构成；屠宰经充分放血构成；屠宰经充分放血 后，主要由后，主要由Mb(Mb(占占7070- -90%90%）构成。）构成。 * 原料肉的变色：原料肉的变色： - -肌红蛋白肌红蛋白是由是由1 1条多肽链组成的球状蛋白质（称条多肽链组成的球状蛋白质（称珠蛋白珠蛋白） 与与1 1分子分子血红素血红素结合组成结合组成。血红素是血红素是亚铁卟啉化合物亚铁卟啉化合物，由由 一个一个FeFe原子和一个卟啉环构成，原子和一个卟啉环构成， FeFe离子价态、配位体类离子价态、配位体类 型型和和卟啉环状态卟啉环状态的变化等会改变肉的颜色。的变化等会改变肉的颜色。 三、护色机理三、护色机理 三、护色机理三、护色机理 -新鲜肉中，Fe以Fe2+形式存在，Mb称还原 型Mb，呈现暗的紫红色。 - 新鲜肉遇O2，开始时Mb表面与O2接触形 成氧合Mb (oxygenated myoglobin)，此 时Fe仍以Fe2+形式存在，肉呈现鲜红色。 - 当Mb继续氧化，Fe2+氧化成Fe3+时，生 成高铁Mb (methemyoglobin, 也称氧化型 Mb)，呈褐色。 - 继续氧化，Mb卟啉环氧化，呈现绿色或 黄色。 血红素基团的结构血红素基团的结构 肌红蛋白结构简图肌红蛋白结构简图 2 Mb(FeMb(Fe2 2+ +) ) MbOMbO2 2 (Fe(Fe2 2+ +) ) MMb(FeMMb(Fe3 3+ +) ) (myoglobin)(myoglobin) (oxygenated myoglobin(oxygenated myoglobin） (methemyoglobin) (methemyoglobin) 暗紫红暗紫红 鲜红鲜红 褐色褐色 三、护色机理三、护色机理 Mb(FeMb(Fe2 2+ +) ) MbOMbO2 2 (Fe(Fe2 2+ +) ) MMb(FeMMb(Fe3 3+ +) ) (myoglobin)(myoglobin) (oxygenated myoglobin(oxygenated myoglobin） (methemyoglobin) (methemyoglobin) 暗紫红暗紫红 鲜红鲜红 褐色褐色 还原剂还原剂 护色机理护色机理 亚硝酸菌亚硝酸菌 酸性酸性 NO3 3- -1 1 NO2 2- -1 1 NO (鲜红色鲜红色) 加热加热 -SH 亚硝基血色原亚硝基血色原 (稳定的粉红色稳定的粉红色) NOMb -亚硝酸盐在酸性条件下能产生NO，NO与肉类中 的肌红蛋白结合，生成具有鲜红色的亚硝基肌红 蛋白,此化合物在加热后释放出巯基而生成粉红色 的亚硝基血色原(含Fe2+),此化合物性质稳定,从而 使肉制品呈现持久的鲜红色。 -硝酸盐在食品中先被亚硝酸菌还原生成亚硝酸盐， 后与亚硝酸盐同。 护色最佳条件 pH：5.5；发色剂量：2440 mg/kg。 三、护色机理三、护色机理 亚硝酸钠亚硝酸钠 (sodium nitrite) * 结构结构：NaNO2 * 作用作用：发色、抑菌、增强风味、抗氧化。：发色、抑菌、增强风味、抗氧化。 * 使用标准使用标准 (GB2760-2014*) - 使用范围：腌腊肉制品类，酱卤肉制品类， 熏、烧、烤肉类，油炸肉类，西式火腿类，肉 灌肠类，发酵肉制品类，肉罐头类。 - 最大使用量0.15 g/kg。 - 残留量：30mg/kg、 50mg/kg 、70mg/kg。 四、护色剂的特性与使用四、护色剂的特性与使用 * 使用注意事项使用注意事项 -本品外观与食盐相似，应防止误食中毒。 -不应加入婴幼儿食品中。 硝酸钠硝酸钠 ( sodium nitrate) * 结构结构: NaNO3 * 作用作用：发色、抑菌、：发色、抑菌、 增强风味、抗氧化。增强风味、抗氧化。 * 使用标准使用标准 (GB2760- 2014) -用于肉制品，最大用量0.50 g/kg；残留量不超过30m g/kg (以亚硝酸钠计) 。 * 使用注意事项使用注意事项 -本品为强氧化剂，可因加热或摩擦着火； -不应加入婴幼儿食品中。 定义定义: 是指本身无发色功能，但与护色剂配合使是指本身无发色功能，但与护色剂配合使 用可以明显提高护色效果，并可降低护色剂用量用可以明显提高护色效果，并可降低护色剂用量 而提高其安全性的物质。而提高其安全性的物质。 护色助剂种类护色助剂种类 * 抗坏血酸抗坏血酸（ascorbic acid)、异抗坏血酸、异抗坏血酸 (erythorbic acid)及其钠盐及其钠盐(sodium salts) * 烟酰胺烟酰胺 (维生素维生素B5，尼克酰胺尼克酰胺， nicotinamide) 五、护色助剂及其应用五、护色助剂及其应用 3 护色助剂的作用护色助剂的作用 * Vc、异、异Vc及其钠盐：及其钠盐：1、提高发色效果提高发色效果（防止防止NO2-的氧的氧 化，使生成更多的化，使生成更多的 NO；防止；防止Mb氧化；使褐色高铁肌红氧化；使褐色高铁肌红 蛋白还原成红色的还原型肌红蛋白）；蛋白还原成红色的还原型肌红蛋白）；2、防止因氧化使防止因氧化使 肉味变质肉味变质；3、防止产生致癌物质亚硝胺防止产生致癌物质亚硝胺。 * 烟烟酰胺：酰胺：1、提高、提高发色发色效果效果（肌红蛋白肌红蛋白能与其结合生成很能与其结合生成很 稳定的烟酰胺肌红蛋白，难以被氧化，从而防止肌红蛋白稳定的烟酰胺肌红蛋白，难以被氧化，从而防止肌红蛋白 在从亚硝酸生成亚硝基期间的氧化在从亚硝酸生成亚硝基期间的氧化变色）；变色）；2、阻断、阻断亚硝亚硝 胺的形成。胺的形成。 五、护色助剂及其应用五、护色助剂及其应用 六、六、护色剂的安全性及研究现状护色剂的安全性及研究现状 护色剂在食品中的应用有利和弊两个方面，需要进 行分析，进行利弊权衡。 * 利：其对肉毒菌的抑菌作用、发色作用能力、赋 香作用还无完全的取代品。 六、六、护色剂的安全性及研究现状护色剂的安全性及研究现状 * 弊：亚硝酸盐具有一定毒性；硝酸盐本身毒性不大，其 毒性主要是它在食物中、水中或在胃肠道，尤其在婴幼 儿的胃肠道内被还原成亚硝酸盐所致。 - LD50：亚硝酸钠：大鼠口服: 85mg/kg(雄性)，175mg/kg (雌性)；小鼠口服: 220mg/kg。硝酸钠：大鼠口服 3236 mg/kg。 - 对人体: 亚硝酸盐 0.2-0.5g 引起中毒, 3g导致死亡。 - ADI：亚硝酸钠：0-0.06mg/kg (以亚硝酸根计，此ADI 不适用于3月龄以下的婴儿)。硝酸钠：0-3.7mg/kg(以硝 酸根离子计, 此ADI 不适于3月龄以下的婴儿)。 * 亚硝酸盐的安全性：亚硝酸盐的安全性： - 亚硝酸盐是急性毒性较强的物质之一。 可氧化血红蛋白变成高铁血红蛋白，使血红蛋白失去携 氧和释氧功能，造成全身组织缺氧， 严重时可使机体迅 速死亡。 大量亚硝酸盐还会松弛血管的平滑肌，导致血管扩张， 血压下降，使心肌缺氧状况恶化，进一步加速机体的死 亡。 - 可与胺类物质生成强致癌物亚硝胺。 六、六、护色剂的安全性及研究现状护色剂的安全性及研究现状 六、六、护色剂的安全性及研究现状护色剂的安全性及研究现状 NON R1 R2 NH R1 R2 NO2- OH2+ + H+ 胺类主要来源：原料肉本身胺的含量及在加工烹饪过 程中蛋白质、氨基酸的高温分解。 -肉中存在的某些氨基酸本身是胺类前体物，易发生亚 硝基化：如甘氨酸、肌氨酸 (肌肉组织中的基本成分)、 缬氨酸、脯氨酸、丙氨酸等。 -肉中还存在某些易亚硝基化的生物胺：如腐胺和尸胺。 -氨基酸加热脱羧也是产生胺类物质的一个来源。 -蛋白质高温分解也会产生胺类物质和氨基酸。 -微生物也能参与亚硝胺的形成：1) 能把硝酸盐还原为亚硝 酸盐；2)能把蛋白质降解为胺类物质和氨基酸；3)能把 游离氨基酸脱羧形成生物胺类物质。 -大量研究表明，肉制品中N-亚硝基化合物（NOC，如亚硝 胺）的含量依赖于：烹调方式，蒸煮温度和时间；残留 和添加的亚硝酸盐的量；NOC前提物的含量；亚硝化的 催化和抑制剂的存在；贮藏条件；原料。 * 经权衡利： 1.到目前为止，尚未见有相同作用的替代品。各国都在保 证安全和产品质量的前提下，严格控制使用。同时使用 护色助剂，以降低亚硝胺的生成。 2.亚硝酸盐是自然存在的。 4 六、六、控制护色剂安全性的方法及研究现状控制护色剂安全性的方法及研究现状 * 提高其安全性的措施及研究现状提高其安全性的措施及研究现状。 严格控制其使用范围、使用量及残留量。 配合使用护色助剂, 降低护色剂的用量。 与食盐合用，降低护色剂的用量：有资料报道，添加少 量亚硝酸盐(25mg/kg)就能产生良好的颜色和风味，但 抑制肉毒梭菌则需较高的浓度(100-200mg/kg)。 寻找发色剂的替代物:开发复配型或新型发色剂，以降 低发色剂的用量或完全替代发色剂。 四、发色剂的特性与使用四、发色剂的特性与使用 - -目前研究主要从以下几方面替代目前研究主要从以下几方面替代: : (1) (1) 抑菌剂：抑菌剂：山梨酸钾、乳酸链球菌素、次磷酸钠、酚山梨酸钾、乳酸链球菌素、次磷酸钠、酚 类抗氧化剂、辐射等。类抗氧化剂、辐射等。 (2) (2) 发色剂：发色剂：红曲色素、甜菜红、氨基酸、红曲色素、甜菜红、氨基酸、VcVc、生物发、生物发 色等。色等。 (3) (3) 亚硝胺生成阻断剂亚硝胺生成阻断剂： - -生育酚，烟酰胺生育酚，烟酰胺(V(VB5 B5) )，抗坏 ，抗坏 血酸、异抗坏血酸及其钠盐、血酸、异抗坏血酸及其钠盐、NaClNaCl等。等。 (4) (4) 添加天然物质来降低亚硝酸盐的残留量添加天然物质来降低亚硝酸盐的残留量：姜蒜汁、：姜蒜汁、 芦荟等。芦荟等。 近期研究成果近期研究成果( (结合课本结合课本P201P201- -205205自学自学) ) (1) 抑菌: 山梨酸钾、乳酸链球菌素、次磷酸钠、酚类抗氧 化剂、辐射等。 -山梨酸钾：向肉中添加2600 mg/kg山梨酸钾, 则其对肉毒 梭状芽孢杆菌的抑制效果相当于添加了156 mg/kg的亚 硝酸盐。 -山梨酸盐与亚硝酸盐联用,亚硝酸盐浓度至少应为40mg/kg, 山梨酸浓度至少为0.2%时,其抗肉毒杆菌有特效。 -乳球菌素：在肉中添加75mg/kg的乳球菌素，其抑制肉毒 梭状芽孢杆菌的效果比150mg/kg亚硝酸盐的效果更好。 -次磷酸钠：单独使用300mg/kg的次磷酸钠可以达到和 120mg/kg亚硝酸盐同样抑制肉毒梭菌的效果。 - 酚类抗氧化剂：在BHA、BHT、TBHQ、PG中，BHA的抗菌 性最有效。使用量为50mg/kg的BHA能抑制肉毒梭菌的生长。 - 辐射：-射线辐射能安全代替亚硝酸盐，但由于辐射不能防 止脂肪氧化，也不能产生腌肉特有的风味和色泽，所以一般 还需配合使用低浓度的亚硝酸盐。 (2) 发色剂:红曲色素、甜菜红、氨基酸、Vc、 生物发色等。 -红曲色素： 5 甜菜红： 和低用量亚硝酸钠合用。 抗坏血酸 抗坏血酸可以促进亚硝酸盐还原成NO，并与肌红 蛋白反应产生粉红色，缩短原料肉的腌制时间， 使产品发色均匀。这种作用不仅发生在加工时， 在贮藏中亦如此。未反应的肌红蛋白和被反应的 肌红蛋白仍能借抗坏血酸的还原性，完成显色过 程。用120mg/kg和550mg/kg的抗坏而酸钠和异抗 坏血酸钠可以降低亚硝酸盐水平。 氨基酸 使用一种0.3%的氨基酸和肽的混合物,并同 时使用10mg/kg的亚硝酸钠,其发色效果可高 于10mg/ kg的亚硝酸钠样品。 0.5%1%的赖氨酸和精氨酸等混合物,并同 时使用10mg/kg亚硝酸钠可使灌肠制品的色 调相当好。 生物发色 主要是利用可产生的亚硝酸盐还原酶降解亚硝酸盐 的微生物或者其产生的亚硝酸盐还原酶来降低肉制 品中亚硝酸盐含量。在微生物肉制品的发酵中，随 着pH降低，促进了亚硝酸盐分解为NO(还原作用的 最适pH值为5.5)，NO与肌红蛋白结合，形成稳定 的亚硝基肌红蛋白，使产品呈亮红色，从而降低了 亚硝酸盐残留量。 (3) 亚硝胺生成阻断剂 - -生育酚，烟酰胺(VB5)，抗坏血酸、异抗坏血酸 及其钠盐等。 - 研究表明，-生育酚可以阻断亚硝胺的形成，和 抗坏血酸盐、烟酰胺合用时，其抑制效果更好。 例如例如： （4）添加天然物质降低亚硝酸盐残留量 姜蒜汁：实验表明，以水为浸提剂、浸提温度70、 提取时间10min，反应时间15min的姜汁对亚硝酸盐的 清除效果最好，其清除率为1g/5.03g姜汁。 芦荟：在pH为4、反应时间达到60min时，清除率达到 最大。杀菌后的芦荟清除效果降低了4%7%。将芦 荟以15%添加到狗肉制品中：芦荟复合肉制品中亚硝 酸钠残余量为16.86mg/kg，降低了35.26%。 6 七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例 实例实例1 结论结论：亚硝酸钠含量达到一定时：亚硝酸钠含量达到一定时(0.132g/kg)(0.132g/kg)，可起，可起 稳定的护色作用。稳定的护色作用。 七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例 结论结论：在原在原NaNONaNO2 2中加入等量抗坏血酸，能增强护色效中加入等量抗坏血酸，能增强护色效 果，果， 0.04g/kg0.04g/kg以下用量效果还优于原以下用量效果还优于原0.132g/kg(0.132g/kg(鲜红鲜红+， 表表1) 1)。 结论结论：配方：配方5(5(添加添加VcVc) )加入加入量比配方量比配方2(2(无无VcVc) )多多近近 70%70%，配方，配方6(6(添加添加VcVc) )的的加入量比配方加入量比配方3(3(无无VcVc) )多多 108%108%，但由于有，但由于有VcVc，NONO2 2- -残留量都较低。残留量都较低。 七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例 七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例 注注：NaNONaNO2 2加入量一致，但加入量一致，但2 2多加了抗坏血酸钠，多加了抗坏血酸钠，3 3除多除多 加了抗坏血酸钠外，还多加了磷酸盐，葡萄糖酸内酯加了抗坏血酸钠外，还多加了磷酸盐，葡萄糖酸内酯。 结果结果：后者脂肪氧化水解速度减慢。：后者脂肪氧化水解速度减慢。结论结论：发色助剂发色助剂及及磷磷 酸盐酸盐可减缓脂肪氧化。可减缓脂肪氧化。 2 3 3 结论结论：VcVc及其钠盐、异及其钠盐、异VcVc及其钠盐对二甲基亚硝胺的形成及其钠盐对二甲基亚硝胺的形成 有抑制作用有抑制作用( (香肠中加有香肠中加有1500ppm1500ppm的的NaNONaNO2 2 ) ) 用量用量 mg/kgmg/kg 二甲基亚硝胺（二甲基亚硝胺（mg/kgmg/kg） 加热加热2h2h 加热加热4h4h VcVc及其钠盐及其钠盐 0 0 550550 55005500 1111 0 0 0 0 2222 7 7 4 4 异异VcVc及其钠盐及其钠盐 0 0 550550 55005500 1010 0 0 0 0 1111 6 6 0 0 七、护色剂的使用实例七、护色剂的使用实例 VcVc和异和异VcVc及其钠盐对香肠中亚硝胺形成的影响及其钠盐对香肠中亚硝胺形成的影响 用量用量 mg/kgmg/kg 二甲基亚硝胺（二甲基亚硝胺（mg/kgmg/kg） 加热加热2h2h 加热加热4h4h VcVc及其钠盐及其钠盐 0 0 550550 55005500 1111 0 0 0 0 2222 7 7 4 4 异异VcVc及其钠盐及其钠盐 0 0 550550 55005500 1010 0 0 0 0 1111 6 6 0 0 VcVc和异和异VcVc及其钠盐对香肠中亚硝胺形成的影响及其钠盐对香肠中亚硝胺形成的影响 本章复习题本章复习题 1 1、发色剂的定义。、发色剂的定义。 2 2、我国批准使用的发色剂种类及其作用。、我国批准使用的发色剂种类及其作用。 3 3、发色剂的发色机理发色剂的发色机理。 4 4、发色剂的安全性发色剂的安全性 5 5、发色助剂的种类及其作用发色助剂的种类及其作用 6 6、控制安全性的方法控制安全性的方法