脉动变色理论研究分析原始

武汉品管部余胜龙脉动变色理论研究与分析脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第1页!1.变色的本质2.褐变3.1.美拉德反应3.2.美拉德反应的影响因素3.3.美拉德反应的抑制方法4.焦糖化反应5.1.抗坏血酸（VitaminC）简介5.2.抗坏血酸的氧化褐变目录脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第2页!1.变色的本质2众所周知，我们的脉动产品（也包括其它很多种软饮料）在存放一定的时间后会变色，而且随着时间的推移颜色会逐渐加深。这种现象从微观上来解释实际上是：饮料中的某些化学成份之间在某种特定的条件下发生了化学反应而产生了一种或多种有颜色的物质，而且这些物质随着时间的推移越来越多，从宏观上就表现出饮料的颜色越来越深。

一般来说，化学上有颜色的物质大致可以分为：含有某些金属离子的溶液、络合物、聚合物这三大类。软饮料变色可排除种可能，变色的物质成分不是络合物就是聚合物。

软饮料（包括我们的脉动产品）变色是一个复杂的过程，它绝不单纯是由美拉德反应或者Vc氧化等某种反应引起，而是多种反应过程相互作用的结果，变色产生的物质也不可能只有一种，可能包含多种络合物或者聚合物，因此在考虑软饮料变色时需要进行综合考量。脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第3页!3.1.美拉德反应（Mail-lardReaction）由葡萄糖、果糖等还原性糖与氨基酸和蛋白质引起的褐变反应称为美拉德反应，也称为羰氨反应（也就是糖类的羰基与氨基酸和蛋白质的氨基的反应）。

美拉德反应的过程非常复杂，大致可分为3个阶段。（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成席夫碱(Shiffbase)并随后环化成为N-葡萄糖基胺，再经Amadori分子(1-氨基-1-脱氧-2-酮糖)重排生成果糖胺，果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺。（2）中间阶段：重排后的果糖胺进一步降解的过程。A果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变。B果糖胺重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与氨类化合物缩合。C氨基酸与二羰基化合物作用。（3）终止阶段：羟醛（比如：羟甲基糠醛）缩合与聚合形成褐色素(类黑精)，此阶段反应复杂，目前机制尚不清楚。

因脉动产品中并不含氨基酸或者蛋白质，故脉动产品的变色可以不考虑美拉德反应的影响。3脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第4页!3.3.美拉德反应的抑制方法美拉德反应是一个十分复杂的反应过程，中间产物众多，终产物结构十分复杂，完全抑制美拉德反应相当困难，又由于美拉德反应影响因素众多，有效抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果，一般认为可采用以下方法抑制美拉德反应：1.使用不易褐变的原料2.控制食品中转化糖的含量3.降低食品储存温度4.降低食品pH值，使食品变为酸性5.调节食品水分活度6.控制食品中氧气的含量7.添加防褐变剂如亚硫酸盐等8.使用酶制剂等等4美拉德反应图示脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第5页!5.1.抗坏血酸（VitaminC）简介1.定义：维生素C（VitaminC），也称为抗坏血酸（AscorbicAcid），是显示抗坏血酸生物活性的化合物的通称，是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富。在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。2.分子式：C6H8O63.结构式：如右图4.IUPAC标准有机物命名：2,3,4,5,6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯5.性质：酸性，具有较强的还原性，加热或在溶液中易氧化分解，在碱性条件下更易被氧化为己糖衍生物。维生素C化学结构上与糖类十分相似，具二烯醇结构（图中红圈所示，此处的2个H原子极不稳定，易被氧化脱氢，形成羰基，生成脱氢抗坏血酸），显酸性和极强还原性，易被氧化为二酮基，同时具内酯环，易水解。6.维生素C的检验：C6H8O6+I2=C6H6O6（脱氢抗坏血酸）+2HI

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褐变的定义：食品在加工过程中或长期贮存于湿热环境下，其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇，经过一系列反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应，简称褐变

变色用食品工艺学的术语来讲就是褐变，食品及饮料中褐变基本可分为四大类：美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化及酶促褐变；前3种在本质上是非酶反应。酶促反应对于果蔬来说，是非常重要的，在有氧的情况下，多酚氧化酶可将酚类物质氧化，造成酶促褐变，水果咬开后马上会变色就是由酶促褐变引起的。酶促褐变属于生化褐变，多发生在新鲜的水果蔬菜及肉类中；经过加热杀菌的加工食品，酶的活性被钝化，可以不考虑由酶作用引起的褐变，因此软饮料变色（褐变）均属于非酶褐变（Non-enzimic-browning)，包括美拉德反应、焦糖化反应及抗坏血酸氧化三种。下面将从这三个方面分别讨论脉动变色的原理。非酶褐变对产品的影响：1.颜色变化2.氨基酸、蛋白质及抗坏血酸(Vc)的损失62.褐变(Browning)脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第7页!3.2.美拉德反应的影响因素1、糖、氨基结构

还原糖是美拉德反应的主要物质，五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍，还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为：核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖则为：半乳糖>甘露糖>葡萄糖。还原性双糖分子量大，反应速度较慢。在羰基化合物中，α-乙烯醛褐变最慢，其次是α-双糖基化合物，酮类最慢。胺类褐变速度快于氨基酸。在氨基酸中，碱性氨基酸速度慢，氨基酸比蛋白质慢。2、温度20～25℃时，有氧气即可发生美拉德反应。一般每相差10℃，反应速度相差3～5倍。30℃以上速度加快，高于80℃时，反应速度受温度和氧气影响小。3、水分水分含量在10%～15%时，反应易发生，完全干燥的食品难以发生。4、pH值当pH值在3以上时，反应随pH值增加而加快。5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变，钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。6、另外，氧、光线及铁、铜等金属离子都能促进美拉德反应。7脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第8页!4.焦糖化反应(Caramelization)糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140-170℃以上）时，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又称卡拉密尔作用(Caramelization)。焦糖化反应在酸、碱条件下均可进行，但速度不同，如：在pH为8时要比pH为5.9时快10倍。糖在强热的情况下生成两类物质：一类是糖的脱水产物，即焦糖或酱色（caramel)；另一类是裂解产物，即一些挥发性的醛、酮类物质，它们进一步缩合、聚合，最终形成深色物质。

因为我们的脉动产品在生产及后期储存过程中均没有达到这样的高温，故脉动变色不用考虑焦糖化反应。8脉动变色理论研究分析原始共10页，您现在浏览的是第9页!5.2.抗坏血酸的氧化褐变由抗坏血酸氧化引起的褐变主要有以下两种情况：1.抗坏血酸被氧化放出CO2时，其中间产物脱氢抗坏血酸易引起食品的褐变。这是由于抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸（脱氢后，Vc的二烯醇结构变成羰基）后，具有羰基的脱氢抗坏血酸与氨基酸发生美拉德反应，从而生成红褐色产物。2.抗坏血酸具有较强的还原性，其自身被氧化生成脱氢抗坏血酸，然后在酸性条件下，水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，并进一步聚合为褐色素。

抗坏血酸氧化褐变与温度、pH值有较密切的关系，一般随着温度的升高而加剧。pH值的范围在2.0-3.5之间的产品，随pH值的升高氧化褐变速度减慢，反之则褐变加快。防止抗坏血酸氧化褐变，除了降低产品温度以外，还可以用亚硫酸盐溶液处理产品，抑制葡萄糖转变为5-羟甲基