食品化學(xué)第9章-褐變反應(yīng)

《食品化學(xué)》生物食品學(xué)院第9章食品的褐變9.1概述9.2酶促褐變9.3非酶褐變9.4褐變對(duì)食品的影響主要內(nèi)容

食品可能在生長(zhǎng)、采摘、加工或烹調(diào)、貯藏過程中，因非食品色素成分發(fā)生化學(xué)變化，伴隨著食品色澤的轉(zhuǎn)褐變深，這種現(xiàn)象被稱為食品的褐變，把這些反應(yīng)通稱為食品的褐變反應(yīng)。9.1概述1褐變反應(yīng)的概念

2分類按照有無酶的參與酶促褐變非酶褐變9.1概述回目錄主要是酚類物質(zhì)的酶促褐變美拉德反應(yīng)焦糖化反應(yīng)抗壞血酸氧化褐變9.2.1反應(yīng)條件9.2.2反應(yīng)機(jī)理9.2.3酶促褐變的抑制9.2酶促褐變（Enzymaticbrowning）

回目錄酶促褐變發(fā)生的三個(gè)條件土豆、蘋果、梨、香蕉等果蔬易發(fā)生褐變。有些瓜果如檸檬、桔子及西瓜等由于不含多酚氧化酶，故不會(huì)發(fā)生酶促褐變。9.2.1反應(yīng)條件適宜的酚類底物酚酶（Polyphenoloxidase，EC1.10.3.1，簡(jiǎn)稱PPO）氧氣回本節(jié)9.2.2反應(yīng)機(jī)理1/2O22甲酚酶1/2O2--H2O-兒茶酚酶1/2O2-聚合-C.用化學(xué)藥品抑制酚酶活性9.2.3酶促褐變的抑制A.熱處理70～90℃加熱約7s，可使大部分酚酶失活；在80℃時(shí)10～20min或沸水中2min，可使酚酶完全失活。B.調(diào)節(jié)pH值PPO的最適pH值在6～7之間，pH值在3.0以下，PPO幾乎完全失去活性。

亞硫酸鹽是食品工業(yè)中預(yù)防酶促褐變最常用的物質(zhì)。D.減少和金屬離子的接觸E.隔絕氧F.改變底物的結(jié)構(gòu)G.其他方法（高壓、高強(qiáng)度脈沖電場(chǎng)、基因工程技術(shù)）9.3非酶褐變9.3.1美拉德反應(yīng)9.3.2焦糖化反應(yīng)9.3.3抗壞血酸褐變回目錄9.3.1美拉德反應(yīng)（Maillardbrowning）以法國(guó)化學(xué)家L.C.Maillard的名字命名。又稱羰氨反應(yīng)，指食品體系中含有氨基的化合物與含有羰基的化合物之間發(fā)生反應(yīng)而使食品顏色加深的反應(yīng)。回本節(jié)9.3.1.1美拉德反應(yīng)的概念包括胺、氨基酸、肽、蛋白質(zhì)包括還原糖、醛和酮（來源廣泛，包括油脂氧化酸敗產(chǎn)物、焦糖化中間產(chǎn)物、維生素C氧化降解產(chǎn)物等）9.3.1.2美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化作用美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（maillardreactionproducts，MRP）

（1）類黑精類黑精被認(rèn)為是MRP中主要抗氧化成分類黑精的組成因起始原料、反應(yīng)條件的不同而不同可能是其結(jié)構(gòu)中的還原酮、烯胺或雜環(huán)類部分起作用其抗氧化活性是由Franzke和Iwainsky于1954年首次發(fā)現(xiàn)的（1）類黑精9.3.1.2美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化作用主要為能賦予食品香味的呋喃、吡咯、噻吩、噻唑和吡嗪等含硫、氮化合物。這些化合物具有抗氧化活性，特別是在堿性條件下，表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗氧化能力。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的還原酮具有還原和螯合作用，這對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化能力有一定的貢獻(xiàn)?；乇拘」?jié)（2）揮發(fā)性雜環(huán)化合物（3）還原酮9.3.1.3美拉德反應(yīng)的控制（1）選擇不易褐變的原料

還原糖和氨基酸是參加美拉德反應(yīng)的主要成分，種類不同，發(fā)生褐變的速度不同。

①還原糖對(duì)于美拉德反應(yīng)的速度而言：還原糖>非還原糖，五碳糖>六碳糖>二糖，醛糖>酮糖。②氨基化合物一般來說，美拉德反應(yīng)的相對(duì)速度：胺>氨基酸>多肽>蛋白質(zhì)。氨基酸中，堿性氨基酸具有高褐變活性，包括賴氨酸、甘氨酸、色氨酸和酪氨酸；低褐變活性的氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。9.3.1.3美拉德反應(yīng)的控制（2）調(diào)節(jié)影響美拉德反應(yīng)速度的因素①降低溫度②降低pH值③調(diào)節(jié)水分活度④使用褐變抑制劑還原劑、氧化劑、酶制劑等⑤金屬離子

回本小節(jié)必須在加工和貯存過程中對(duì)褐變的發(fā)生進(jìn)行系統(tǒng)的控制，有目的地促進(jìn)或控制美拉德反應(yīng)的進(jìn)行和色澤的加深，以符合產(chǎn)品對(duì)風(fēng)味和顏色的要求。9.3.2焦糖化反應(yīng)（Caramelization）

又稱卡拉蜜爾作用將不含氨基化合物的糖類物質(zhì)加熱到熔點(diǎn)以上溫度，會(huì)發(fā)焦變黑生成黑褐色物質(zhì)（焦糖），此即為焦糖化作用。高溫下糖類形成兩類物質(zhì)：回本節(jié)焦糖化反應(yīng)的概念

一類是糖分子之間的脫水聚合產(chǎn)物焦糖或醬色（caramel）

一類是糖的裂解產(chǎn)物，如一些揮發(fā)性醛、酮、酚類物質(zhì)，而這些裂解產(chǎn)物會(huì)進(jìn)行復(fù)雜的縮合、聚合反應(yīng)后形成深色物質(zhì)這兩類物質(zhì)共同形成了焦糖這一復(fù)雜產(chǎn)物焦糖化產(chǎn)生的糖的裂解產(chǎn)物具有特殊的焦甜香風(fēng)味。焦糖化反應(yīng)常被用來制造焦糖色素和風(fēng)味物，常用原料為蔗糖、葡萄糖、麥芽糖和糖蜜。商品化焦糖色素有三種回本小節(jié)第二種是耐酸焦糖色素，含帶負(fù)電荷的膠體粒子，水溶液pH值為2~4.5第一種是紅棕色并含有略帶負(fù)電荷的膠體粒子、水溶液pH值為3~4的焦糖色素第三種是糖與（非酸性）銨鹽混合加熱反應(yīng)產(chǎn)生的紅棕色含有帶正電荷膠體粒子的焦糖色素9.3.3抗壞血酸褐變抗壞血酸兼具酸性及還原性，故極易氧化分解。光熱氧濃度水分活度pH值Cu2+和Fe3+等金屬離子發(fā)生氧化的影響因素9.3.3抗壞血酸褐變控制措施調(diào)節(jié)體系pH值，抗壞血酸在pH=4.0時(shí)降解速度最快除去體系中的氧，并避免與空氣接觸防止食品與金屬器具接觸加工中因生產(chǎn)需要人為添加的抗壞血酸量不可過高，以免加深食品色澤回本節(jié)9.4褐變對(duì)食品的影響褐變反應(yīng)在食品加工中具有重要意義食品色澤食品風(fēng)味食品營(yíng)養(yǎng)食品原有成分的變化酚類、還原糖、氨基酸新成分的產(chǎn)生非營(yíng)養(yǎng)、功能性回目錄對(duì)焙烤類、果蔬類產(chǎn)品顏色變化的期望與不