食品化学第9章-褐变反应

《食品化学》生物食品学院第9章食品的褐变9.1概述9.2酶促褐变9.3非酶褐变9.4褐变对食品的影响主要内容

食品可能在生长、采摘、加工或烹调、贮藏过程中，因非食品色素成分发生化学变化，伴随着食品色泽的转褐变深，这种现象被称为食品的褐变，把这些反应通称为食品的褐变反应。9.1概述1褐变反应的概念

2分类按照有无酶的参与酶促褐变非酶褐变9.1概述回目录主要是酚类物质的酶促褐变美拉德反应焦糖化反应抗坏血酸氧化褐变9.2.1反应条件9.2.2反应机理9.2.3酶促褐变的抑制9.2酶促褐变（Enzymaticbrowning）

回目录酶促褐变发生的三个条件土豆、苹果、梨、香蕉等果蔬易发生褐变。有些瓜果如柠檬、桔子及西瓜等由于不含多酚氧化酶，故不会发生酶促褐变。9.2.1反应条件适宜的酚类底物酚酶（Polyphenoloxidase，EC1.10.3.1，简称PPO）氧气回本节9.2.2反应机理1/2O22甲酚酶1/2O2--H2O-儿茶酚酶1/2O2-聚合-C.用化学药品抑制酚酶活性9.2.3酶促褐变的抑制A.热处理70～90℃加热约7s，可使大部分酚酶失活；在80℃时10～20min或沸水中2min，可使酚酶完全失活。B.调节pH值PPO的最适pH值在6～7之间，pH值在3.0以下，PPO几乎完全失去活性。

亚硫酸盐是食品工业中预防酶促褐变最常用的物质。D.减少和金属离子的接触E.隔绝氧F.改变底物的结构G.其他方法（高压、高强度脉冲电场、基因工程技术）9.3非酶褐变9.3.1美拉德反应9.3.2焦糖化反应9.3.3抗坏血酸褐变回目录9.3.1美拉德反应（Maillardbrowning）以法国化学家L.C.Maillard的名字命名。又称羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反应而使食品颜色加深的反应。回本节9.3.1.1美拉德反应的概念包括胺、氨基酸、肽、蛋白质包括还原糖、醛和酮（来源广泛，包括油脂氧化酸败产物、焦糖化中间产物、维生素C氧化降解产物等）9.3.1.2美拉德反应产物的抗氧化作用美拉德反应产物（maillardreactionproducts，MRP）

（1）类黑精类黑精被认为是MRP中主要抗氧化成分类黑精的组成因起始原料、反应条件的不同而不同可能是其结构中的还原酮、烯胺或杂环类部分起作用其抗氧化活性是由Franzke和Iwainsky于1954年首次发现的（1）类黑精9.3.1.2美拉德反应产物的抗氧化作用主要为能赋予食品香味的呋喃、吡咯、噻吩、噻唑和吡嗪等含硫、氮化合物。这些化合物具有抗氧化活性，特别是在碱性条件下，表现出很强的抗氧化能力。

美拉德反应产物中的还原酮具有还原和螯合作用，这对美拉德反应产物的抗氧化能力有一定的贡献。回本小节（2）挥发性杂环化合物（3）还原酮9.3.1.3美拉德反应的控制（1）选择不易褐变的原料

还原糖和氨基酸是参加美拉德反应的主要成分，种类不同，发生褐变的速度不同。

①还原糖对于美拉德反应的速度而言：还原糖>非还原糖，五碳糖>六碳糖>二糖，醛糖>酮糖。②氨基化合物一般来说，美拉德反应的相对速度：胺>氨基酸>多肽>蛋白质。氨基酸中，碱性氨基酸具有高褐变活性，包括赖氨酸、甘氨酸、色氨酸和酪氨酸；低褐变活性的氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。9.3.1.3美拉德反应的控制（2）调节影响美拉德反应速度的因素①降低温度②降低pH值③调节水分活度④使用褐变抑制剂还原剂、氧化剂、酶制剂等⑤金属离子

回本小节必须在加工和贮存过程中对褐变的发生进行系统的控制，有目的地促进或控制美拉德反应的进行和色泽的加深，以符合产品对风味和颜色的要求。9.3.2焦糖化反应（Caramelization）

又称卡拉蜜尔作用将不含氨基化合物的糖类物质加热到熔点以上温度，会发焦变黑生成黑褐色物质（焦糖），此即为焦糖化作用。高温下糖类形成两类物质：回本节焦糖化反应的概念

一类是糖分子之间的脱水聚合产物焦糖或酱色（caramel）

一类是糖的裂解产物，如一些挥发性醛、酮、酚类物质，而这些裂解产物会进行复杂的缩合、聚合反应后形成深色物质这两类物质共同形成了焦糖这一复杂产物焦糖化产生的糖的裂解产物具有特殊的焦甜香风味。焦糖化反应常被用来制造焦糖色素和风味物，常用原料为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和糖蜜。商品化焦糖色素有三种回本小节第二种是耐酸焦糖色素，含带负电荷的胶体粒子，水溶液pH值为2~4.5第一种是红棕色并含有略带负电荷的胶体粒子、水溶液pH值为3~4的焦糖色素第三种是糖与（非酸性）铵盐混合加热反应产生的红棕色含有带正电荷胶体粒子的焦糖色素9.3.3抗坏血酸褐变抗坏血酸兼具酸性及还原性，故极易氧化分解。光热氧浓度水分活度pH值Cu2+和Fe3+等金属离子发生氧化的影响因素9.3.3抗坏血酸褐变控制措施调节体系pH值，抗坏血酸在pH=4.0时降解速度最快除去体系中的氧，并避免与空气接触防止食品与金属器具接触加工中因生产需要人为添加的抗坏血酸量不可过高，以免加深食品色泽回本节9.4褐变对食品的影响褐变反应在食品加工中具有重要意义食品色泽食品风味食品营养食品原有成分的变化酚类、还原糖、氨基酸新成分的产生非营养、功能性回目录对焙烤类、果蔬类产品颜色变化的期望与不