食品化學第9章-褐變反應

《食品化學》生物食品學院第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褐變對食品的影響主要內(nèi)容

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

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的酶促褐變美拉德反應焦糖化反應抗壞血酸氧化褐變9.2.1反應條件9.2.2反應機理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，故不會發(fā)生酶促褐變。9.2.1反應條件適宜的酚類底物酚酶（Polyphenoloxidase，EC1.10.3.1，簡稱PPO）氧氣回本節(jié)9.2.2反應機理1/2O22甲酚酶1/2O2--H2O-兒茶酚酶1/2O2-聚合-C.用化學藥品抑制酚酶活性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)中預防酶促褐變最常用的物質。D.減少和金屬離子的接觸E.隔絕氧F.改變底物的結構G.其他方法（高壓、高強度脈沖電場、基因工程技術）9.3非酶褐變9.3.1美拉德反應9.3.2焦糖化反應9.3.3抗壞血酸褐變回目錄9.3.1美拉德反應（Maillardbrowning）以法國化學家L.C.Maillard的名字命名。又稱羰氨反應，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)生反應而使食品顏色加深的反應。回本節(jié)9.3.1.1美拉德反應的概念包括胺、氨基酸、肽、蛋白質包括還原糖、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美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化作用美拉德反應產(chǎn)物（maillardreactionproducts，MRP）

（1）類黑精類黑精被認為是MRP中主要抗氧化成分類黑精的組成因起始原料、反應條件的不同而不同可能是其結構中的還原酮、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)出很強的抗氧化能力。

美拉德反應產(chǎn)物中的還原酮具有還原和螯合作用，這對美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化能力有一定的貢獻。回本小節(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的主要成分，種類不同，發(fā)生褐變的速度不同。

①還原糖對于美拉德反應的速度而言：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，美拉德反應的相對速度：胺>氨基酸>多肽>蛋白質。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美拉德反應的控制（2）調(diào)節(jié)影響美拉德反應速度的因素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褐變的發(fā)生進行系統(tǒng)的控制，有目的地促進或控制美拉德反應的進行和色澤的加深，以符合產(chǎn)品對風味和顏色的要求。9.3.2焦糖化反應（Caramelization）

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

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，而這些裂解產(chǎn)物會進行復雜的縮合、聚合反應后形成深色物質這兩類物質共同形成了焦糖這一復雜產(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味。焦糖化反應常被用來制造焦糖色素和風味物，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褐變對食品的影響褐變反應在食品加工中具有重要意義食品色澤食品風味食品營養(yǎng)食品原有成分的變化酚類、還原糖、氨基酸新成分的產(chǎn)生非營養(yǎng)、功能性回目錄對焙烤類、果蔬類產(chǎn)品顏色變化的期望與不