食品色素的发色原理及变化机制

食品的品质，除了营养价值和卫生要求外，还应该包括食品的色泽和风味。颜色不仅通过视觉给人以美感，增加食欲，而且在一定程度上反映食品质量的优劣和新鲜程度。不自然、不均匀、不正常的食品颜色通常被认为是劣质、变质或工艺不良的标志。因此，在生产食品时，如何采用合理的加工工艺和贮藏方法，以保持食品的天然色泽，以及使用食品着色剂改进食品的颜色是一个非常重要的问题。

自然光是由不同波长的光组成的，波长在380～770nm的电磁波称为可见光，波长小于380nm的紫外区域的光和波长大于770nm的红外区域的光均为不可见光。在可见光区内，不同波长的光能显示不同的颜色。

颜色是通过色素对自然光中的可见光的选择吸收及反射而产生的。能够吸收可见光激发而发生电子跃迁的食物成分称为食品色素。食品原料中天然存在的色素称为食品固有色素，专门用于食品染色的添加剂称为食品着色剂。(www.xing528.com)

食品所显示出的颜色，不是吸收光自身的颜色，而是食品反射光（或透射光）中可见光的颜色。若光源为自然光，食品吸收光的颜色与反射光的颜色互为补色。例如，食品呈现紫色，是其吸收绿色光所致，紫色和绿色互为补色。食品将可见光全部吸收时呈黑色，食品将可见光全部通过时呈无色。

各种色素都是由发色基团和助色基团组成的。凡是有机化合物分子在紫外及可见光区域内（200～700nm）有吸收峰的基团都称为发色基团，如—C═C—、、—CHO、—COOH、 —N═N— 、 —N═O 、—NO₂、 —C═S等。发色基团吸收光能时，电子就会从能量较低的π轨道或n 轨道（非共用电子轨道）跃迁至π^*轨道，然后再从高能轨道以放热的形式回到基态，从而完成了吸光和光能转化。能发生 n→π^*电子跃迁的色素，其发色基团中至少有一个、 —N═N— 、 —N═O 、 —C═S等含有杂原子的双键与3～4个以上的 —C═C— 双键共轭体系；能发生π→π^*电子跃迁的色素，其发色基团至少有5～6个 —C═C— 双键共轭体系。随着共轭双键数目的增多，吸收光波长向长波方向移动，每增加1个 —C═C— 双键，吸收光波长约增加30nm。与发色基团直接相连接的—OH、—OR、—NH₂、—NR₂、—SH、—Cl、—Br等官能团也可使色素的吸收光向长波方向移动，它们被称为助色基团。不同色素的颜色差异和变化主要取决于发色基团和助色基团。