【食品颜色与分子结构的关系】
拼译：relation between color of food and its molecular structure
物质的显色理论目前已较为成熟。1868年C．Graebe和C．Liebermann首先提出，有机物的颜色是由分子中的不饱和键引起的。1876年O．N．Witt提出了生色团理论，认为物质的颜色是由于分子中含有某些不饱和基团引起的，这些基团称为生色团，如：－CH=CH－、－C≡C－、＞C=O、－CHO、－N=N－、－NO、－NO2、＞C=S等。但实际上分子中含有生色团的化合物并不一定都有颜色，如：化合物［1］和［2］都含有生色团，但［1］无色。于是1888年R．Nietzki提出了物质的颜色是由发色的醌型结构决定的，但又无法解释无醌型结构的有色化合物。
浅黄色。
无色，
黄绿色，
橙色。有色物质的颜色还与分子结构有以下关系：(1)分子中引入助色团有利于颜色的生成或加深。含有生色团的分子称为生色体，在生色体分子中引入某些本身不显色的助色团，如：－OH、－OR、－NH2、－NHR、－SR、－X等，由于助色团上的未共用电子对能与生色团或共轭键形成p-π共轭体系，使吸收光向波长增大的可见光区移动，有助于颜色的生成或加深。(2)共轭体系的碳链长颜色深。形成共轭体系的碳链越长，π电子的离域作用越强，π电子跃迁需要的能量越低，化合物的颜色也越深，这种现象也称为深色效应。例如：
同样，偶氮类化合物和芳香族稠环化合物等也遵循上述规律。
(3)共轭体系极性增加使颜色加深。在分子中共轭体系一端引入极性基团(吸电子基或供电子基)时，可使分子的极性增加，π电子离域作用增强，跃迁需要的激发能降低，导致颜色加深。如共轭体系一端为供电子基，另一端为吸电子基，则分子极性增加更大，颜色更深。例如：
(5)分子平面性与颜色的关系。共轭效应产生的条件之一是分子中的原子共平面。如果生色体分子平面受到破坏，电子的离域作用就会降低，化合物的颜色变浅。例如：化合物［3］具有平面结构，当其氨基的邻位引入两个甲基后形成的化合物［4］，由于甲基的空间阻碍作用，使分子的平面性被破坏，颜色变浅。这种现象常见于偶氮和蒽醌类化合物，可利用这一性质合成各种色素。
(6)分子内络合物的生成与颜色的关系。生色体分子可以与某些金属离子形成分子内络合物，当其共轭体系中的原子或原子团与金属离子形成配位键后，借助金属离子的桥联作用使共轭体系扩大，π电子离域作用加强，颜色变深。例如：
花青素色素是构成植物花、果实和叶等美丽色彩的水溶性色素，如苹果中的桔红色氯化天竺葵色素，葡萄中的紫红色氯化矢车菊色素等。这类色素的基本母核是苯环和γ－吡喃环稠合而成，属于多酚类衍生物。红曲色素是红曲霉分泌的产物，姜黄素存在于姜黄根茎中，都属于酮类衍生物。虫胶色素是紫胶虫分泌的，胭脂虫红色素是从胭脂虫中提取的，它们都属于醌类衍生物。天然色素种类繁多，其分子都是由多个生色基和助色基组成的。
根据颜色产生的机理，人们成功地合成了许多色素。由于合成色素色彩鲜艳，性质稳定，着色力强，价格低，在20世纪50年代约有90多种合成色素用于食品着色。但是，随着科学检测技术的发展，研究者们不断发现许多合成色素有致癌、致畸等作用，于是一系列合成色素逐渐被禁止食用。至今美国允许使用的有7种，俄罗斯有3种，西欧的英、法等许多发达国家已完全禁止食用合成色素。中国目前允许使用的有7种，包括：苋菜红、赤鲜红、胭脂红、柠檬黄、夕阳黄、亮蓝和靛蓝。现在世界各国正在逐步推行用天然色素取代合成色素，因为天然色素大多是从天然食物中提取的，安全性能较好。研究天然色素的分子结构及变色机理，控制食品加工与贮存中的色泽变化，提取各种天然色素，对天然色素进行毒理评价和制定食用规格，人工合成各种天然色素，开发食用色素新品种等，都是目前食品色素研究的重要内容。【参考文献】：1 镰田荣基，等．食品の色．光琳书院，19652 藤卷正生，等．食の科学．朝仓书店，19763 Gordon P F，et al．Organic Chemistry in Colour，19834 张莲彩，等．天津轻工，1990，4∶13～19(北京轻工业学院赵玉玲副教授、王钖臣教授撰；焦克芳研究员审)