本章概要
以烹饪中的色为中心，介绍食品颜色的形成及食品色素的分类，详细阐述食品中的天然色素和食用人工合成色素的种类，并分析烹饪中引起食品颜色变化的现象与原因。
教学目标
了解食品颜色的形成
掌握食品色素的分类方法
熟悉食品天然色素和食用人工合成色素的种类
掌握食品在烹饪中变色的原因
第一节 食品颜色及色素分类
食品的色泽是食品感官质量的一个主要指标，良好的色泽对食品营养价值、口感、风味等方面有一定程度的保障和体现。色泽也是判断食品新鲜度的一个标志，食品几乎所有的理化变化都可能带来颜色与光泽方面的变化。在烹饪加工中，操作者很大程度上是凭颜色来判断加工食品的性质。也可以说，烹饪的一个重要目的就是怎样能使菜品的色泽更加诱人。
色泽作为食品的第一外观因素，人们往往对颜色有偏爱，因此食品色泽成了人们评价和选择食品的主要依据。如红色可使人解馋、黄色可以止渴、绿色使人清凉等。又如人们会根据红烧肉的颜色深浅来判断它的油腻程度；根据咖啡的颜色深浅来判断苦味的差异；根据红烧菜肴的颜色深浅来判断咸甜程度等。
一、颜色的形成
颜色是指肉眼对赋色物质的感觉，如红、绿、黄、蓝等，食物之所以有各种各样的颜色，是因为其中含有多种呈色物质——色素。食品的色泽是通过可见光波选择性吸收及反射产生的，食品中能够吸收和反射可见光波进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。颜色是由光波的波长（或频率）决定的。波长愈长，愈偏向红色；波长愈短，愈偏向紫色。如红光的波长在750～640nm，橙光的波长在640～600nm；紫光的波长在400nm附近。
物体吸收什么波长的光，吸收程度的大小都是由其分子结构决定的，当分子结构中含有多个共轭双键或-NN-等基团时，便在可见光中显色，这些基团叫做发色团。
二、食品颜色的形成与变化
一种食品或菜肴的颜色是在一定照射光下，食品各成分对光的行为（吸收、反射、透射等）的总结果。但食品各成分所起作用的大小不一样，我们把起关键作用的、对食品颜色有决定作用的成分称为色素。菜肴颜色的形成和变化有两个方面的影响因素：一个是照射光的颜色及强度；另一个是菜肴中色素的种类、含量和状态。因此，从化学方面来看，食品的变色可以分为两方面：一是原有色素性质的改变；二是原有色素或新增色素在含量上的增减。色素增加叫褐变，色素减少叫褪色或漂白。
三、食品色素的分类
食品色素的分类方法主要有以下几种：
（1）按化学结构的不同可分为：吡咯类色素（如叶绿素、血红素）、多烯类色素（如类胡萝卜素）、多酚类色素（如花青素、花黄素）、类黄酮色素（如红曲红色素、姜黄素）、醌类色素（如虫胶色素、胭脂虫红素）等。
（2）按来源不同可分为天然色素和人工合成色素两大类。天然色素又可分为：植物色素（如叶绿素、类胡萝卜素、花青素）、动物色素（如血红素、卵黄和虾壳中的类胡萝卜素）、微生物色素（如红曲色素）、昆虫色素（如紫草茸色素、胭脂虫红色素）等。人工合成食用色素，目前在我国允许使用的有胭脂红、柠檬黄、苋菜红和靛蓝等四种。
（3）按溶解性质不同可分为水溶性色素（如花青色素、花黄素等）和脂溶性色素（如类胡萝卜素）两大类。
第二节 食品中的天然色素
食品呈现的各种颜色，主要来源于食品中固有的天然色素和人工着色两种。食品中固有的天然色素，一般是指在新鲜原料中眼睛能看得到的有色物质，或者本来无色而能在烹饪加工过程中，经过化学反应而呈现颜色的物质。
天然色素按来源的不同可分为植物色素、动物色素、微生物色素和昆虫色素。
一、植物色素
（一）叶绿素
叶绿素是存在于植物体内的一种绿色色素，它使蔬菜和未成熟果实呈现绿色。叶绿素也是植物进行光合作用所必需的催化剂，植物只有通过叶绿素吸收太阳光能后才能进行光合作用，故又称它为光学敏化剂。
1.叶绿素的分类
叶绿素是由叶绿酸、叶绿醇、甲醇组成的二醇酯，绿色来自于叶绿酸部分。叶绿素在植物中，与蛋白质共同形成复合的叶绿体。叶绿素包括叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c和叶绿素d。叶绿素a和叶绿素b存在于绿色植物中，是最为常见的叶绿素，前者呈蓝绿色，后者呈黄绿色，一般嫩叶中含叶绿素b多一些，叶子呈嫩绿色，经过一段时间后，叶子中含叶绿素a的比例增大，绿色加深转暗。
2.叶绿素的性质
叶绿素易溶于乙醇、丙酮、氯仿等化学物质，而不溶于水。一般游离叶绿素对光、酸、碱和热都很敏感，会产生各种衍生物。酸性条件下，叶绿素分子内的镁离子易被两个氢原子所取代，生成橄榄色的脱镁叶绿素，失去原有的绿色。加热可加快叶绿素脱镁。因此烹饪绿叶蔬菜时不宜添加醋，不宜与酸味强的原料配菜，不宜长时间加热。
室温下，叶绿素对稀碱稳定，在稀碱溶液中加热时可水解成鲜绿色的叶绿酸钠或钾盐、叶绿醇和甲醇。如绿色蔬菜在稀碱中焯水后显得更加碧绿，但用碱过多时，会有损食品的风味，并破坏蔬菜中的维生素。
绿色蔬菜如果用60～75℃热水进行烫泡，使叶绿素水解酶失去活性，可保持原有的绿色。
在适当条件下，叶绿素分子中镁离子可被二价铜离子、二价铁离子、二价锌离子等金属离子所取代。如叶绿素用稀硫酸铜溶液处理，叶绿素与二价铜离子生成的叶绿素铜盐为绿色，且色泽稳定。如罐头青豆就是经过硫酸铜稀溶液处理或用叶绿素铜钠盐染色后，而保持绿色不变的。
（二）类胡萝卜素
类胡萝卜素主要存在于植物体中，如黄色和红色的蔬菜、水果及其他绿色植物中，但在动物体中也有存在，如蛋黄、甲壳类等，金黄的颜色也是由这类色素产生的。类胡萝卜素最早发现于胡萝卜中，是自然界最丰富的天然呈色物质。目前已了解300多种类胡萝卜素，有黄、橙、红、紫等多种颜色。
1.类胡萝卜素的分类
类胡萝卜素按其化学结构和溶解性可分为两大类：
叶绿素类。为共轭多烯烃的含氧衍生物，这类色素呈红色、红黄色，有α‐胡萝卜素、β‐胡萝卜素、γ‐胡萝卜素和番茄红素，前三者在植物叶子中存在较多，在人体中均有表现出维生素A的生理作用，所以称为维生素A原，其中β‐胡萝卜素最为重要。
叶黄素类。它是叶红素的含氧衍生物，呈浅黄色、黄色、橙黄色，主要有叶黄素、玉米黄素、隐黄素等。
2.类胡萝卜素的性质
类胡萝卜素都具有较强的亲脂性，几乎不溶于水、酒精或甲醇，所以水洗时损失不大。
类胡萝卜素具有高度共轭双键的黄色团并含有-OH等助色基，所以具有不同的颜色。天然胡萝卜素均与其他物质以结合态存在，对热稳定，加热不易破坏，如胡萝卜存放时不易变色。从各种食物中提取的类胡萝卜素作为天然食用色素现已广泛地应用于烹饪调色。提取后的类胡萝卜素性质不及食物中的稳定，对光、热、氧较敏感，尤其是pH值和水分含量较低时更易氧化。
（三）花青色素
花青色素又称为花色苷、花色素、花青素，是以糖苷的形式存在于植物细胞液中，并构成植物花、叶、茎、果实等的美丽色彩。它是属于水溶性色素，是一大类在中性水溶液中呈微红色的呈色物质，但它的呈色随植物体内化学环境的变化而变化，因而能赋予植物美丽的色彩。
1．花青色素的性质
花青色素以糖苷的形式存在，糖类常见的是葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖。花青色素的颜色可随pH值的变化而变化，在pH值小于7时呈红色，pH等于8．5时呈紫色，pH大于11时呈蓝紫色或蓝色。
花青色素易与铝、铜、锡等金属离子发生反应生成络合物，使之改变原有颜色，因而在加工富含花青色素的果蔬时，应尽量避免与上述离子接触。
花青色素对温度和光照也很敏感，含花青色素食品长时间加热或光照会使其褪色，变为褐色。
花青素苷在糖苷酶或酚酶的作用下分解成糖和花青素而褪色。花青色素与盐酸共热生成的无色物质称为无色花青素。无色花青素也以苷的形式存在于植物组织中，在一定条件下可转化为有色花青素。
（四）花黄素
此类色素广泛分布于植物的花、果实、茎、叶中，是一类水溶性天然呈色物质，呈浅黄色或橙色，现已发现的有400多种，在蔬果中分布最广的是檞皮苷，主要存在于苹果、梨、洋葱、芦笋、玉米、马铃薯、荸荠、茶叶中。
花黄素在酸性条件下稳定，呈无色。但在碱性条件下能生成查耳酮型结构而呈现黄色、橙色、褐色，在酸性条件下又恢复原来的结构，颜色消失。
一些食物如马铃薯、芦笋、洋葱、荸荠等，在碱性水中煮制会发生变黄现象就是由于遇碱变成查耳酮型结构的原因。在烹饪中，可用醋酸或柠檬酸来调节水的pH值，达到控制颜色变化的目的。
花黄素在空气中放置易发生氧化产生褐色沉淀，果汁存放过久产生褐色沉淀就是这个原因引起的。
（五）单宁
单宁也称鞣质，是一类特殊的酚类化合物。单宁存在于许多植物中，具有收敛性。
单宁是一类水溶性植物呈色物质，性质不稳定，颜色易受酸、碱、金属、氧、光和温度等各方面因素的影响而发生变化。单宁在植物果实未成熟时含量较高，成熟后含量降低，是果实带涩味的主要成分。
单宁性质极不稳定，易氧化成暗黑色的化合物。单宁在碱性溶液中更易氧化，这是烹饪加工或植物受损时发生褐变的主要原因。单宁与金属反应生成不溶性的盐类，与铁反应生成蓝黑色物质，与高价铁反应生成黑褐色沉淀，并且颜色逐渐变为蓝色或绿色。所以在烹饪加工富含单宁物质的食物时，应特别注意它的颜色变化，在加工该类食品时不宜使用铁制容器。
（六）甜菜红色素
甜菜红是存在于红甜菜中的天然植物色素，红甜菜是甜菜的一个变种，我国北方俗称紫菜头。甜菜红是甜菜中有色化合物的总称，它由红色的甜菜花青和黄色的甜菜黄素所组成，甜菜花青中主要是甜菜苷，占红色素的75%～95%。
甜菜红色素是一类含有β‐矢车菊色素（红色）和β‐黄质（黄色）的色素。与花青色素的性质不同，甜菜红色素不受pH值影响，具有水溶性。含有甜菜红色素的常见蔬菜有红甜菜和苋菜等。
（七）辣椒红色素
辣椒红色素又名椒红素，纯净的辣椒红色素为深胭脂红针状晶体，是存在于成熟红辣椒果实中的天然色素。其中极性较大的红色成分主要是辣椒红素和辣椒玉红素，占总量的50%～60%。
辣椒红色素具有维生素A的活性，所以它不仅色调鲜艳、色价高，热稳定性好，安全可靠，而且兼具营养与药理功能，被认为是一种理想的天然呈色物质。可用于生产各种食品，如糕点、饮料、罐头、肉制品等。
（八）儿茶素
儿茶素是一类黄烷醇的总称。这类化合物大量存在于茶叶中，其含量约为茶叶中多酚类总量的60%～80%。从茶叶中分离出来的儿茶素多属于表儿茶素，约占儿茶素总量的70%左右。
儿茶素分子中含有较多的酚性羟基，所以极易氧化、聚合和缩合。儿茶素是白色结晶，在空气中氧化成黄棕色胶体物质，易溶于水、乙醇、甲醇及乙酐，部分溶于乙酸乙酯及醋酸中。儿茶素溶液与三氯化铁作用生成绿黑色沉淀，遇醋酸铅生成灰黑色沉淀，与溴水作用生成黄色沉淀。儿茶素在空气中易氧化，尤其在碱性溶液中更易氧化。在高温、潮湿条件下容易自动氧化成各种有色物质。
（九）红花色素
红花是菊科植物，我国各地均有栽培，主要产于河南、河北、浙江、四川、云南等地，是一种重要的中药材。红花中含有红花红及红花黄两种色素，一般前者占0．5%～1．4%，而后者则可达到20%～30%。
红花由黄变红与多酚氧化酶及过氧化酶有关，其红色素是由黄色素氧化生成的。
因红花含量少，很少应用。目前，在食品加工生产中应用红花黄逐渐增多。
红花黄溶于水、乙醇，不溶于油脂，其色调在pH值为2～7范围内几乎不变，为黄色，在碱性时则开始带红色。耐光性良好，特别与维生素C共存时更显着。耐微生物及耐盐性较好，耐热性稍差（但在pH值为5～6时稍强），加热时色发暗，着色性稍差，应用于清凉饮料时性能良好。此外，在含铁离子的溶液中则稍带黑色，若添加聚磷酸即可防止变色。一般用于糖果着色，尤其是对含维生素C、酸度高的饮料着色效果更好。
（十）姜黄素
姜黄素存在于多年生的草本植物姜黄根茎中。纯姜黄素为橙黄色结晶粉末，不溶于水，溶于乙醇、丙二醇，易溶于冰醋酸和碱溶液。具有类似胡椒的芳香，稍有苦味。
在碱性溶液中呈红褐色，在中性或酸性溶液中呈黄色。不易被还原，易与铁离子结合而变色。对光、热稳定性差。着色性较好，特别是对蛋白质的着色力较强。可用来对咖喱粉及黄色萝卜干等食品的增香和增色。
