非酶褐变问题解答

非酶褐变是食品在加工和贮藏过程中发生的褐变反应，主要包括美拉德反应、焦糖化作用、抗坏血酸褐变和酚类自动氧化褐变。

非酶褐变的机制非常复杂，不仅与参加反应的糖类及氨基酸、蛋白质等氨基化合物的种类和结构有关，还与反应温度、贮藏条件、氧分压、水分活度、是否存在金属离子等外界因素有关。

非酶褐变反应和非酶褐变反应产物均对食品品质有重要影响。

常见影响有：（1）氨基酸的损失；（2）糖和维生素C的损失；（3）矿质元素的生物有效性下降；（4）非酶褐变会产生一些对人体有害的产物。

大量研究表明，美拉德反应产生的D-糖胺会造成DNA损伤，并会破坏胶原蛋白结构，甚至引起疾病形成和机体老化。

所以在食品生产中控制褐变的发生，有利于提高产品质量和安全性。

举例1：
常温贮藏式干酪是经过高温灭菌的再制干酪，在加工与贮藏过程中，极易发生褐变，产品变质，颜色呈褐色，货架期缩短。

氨基酸与还原糖灭菌前后含量共同降低以及产品发生褐变，可以推出常温贮藏式干酪在灭菌过程中发生了Maillard反应。

可见，Maillard反应是常温贮藏式干酪灭菌过程中产生非酶褐变的主要原因。

所以控制褐变的主要方法是抑制美拉德反应，可以从乳糖量、pH值、含水量、灭菌温度、灭菌时间、贮藏温度等方面进行控制。

（1）控制乳糖添加量。

在制备干酪过程中基于成本和口感考
虑，可能添加一定量的乳粉，导致产品额外混有一定量的乳糖，在灭菌过程中乳糖中所含的羰基化合物与氨基化合物发生Maillard反应。

（2）pH值。

从化学平衡角度上分析，碱性条件有利于羰氨反应的发生。

因此，降低pH值可以抑制Maillard反应。

（3）含水量。

褐变反应速度与基质浓度成正比。

在完全无水的条件下，由于氨基化合物和羰基化合物分子无法运动，很难发生褐变反应；在高水分条件下，基于反应基质浓度很低，Maillard反应也会受到抑制，开发不同类型的常温干酪制品时，类似切片或涂抹型，适当的提高含水量，可以在某种程度上抑制Maillard反应现象。

（4）灭菌温度。

在同等灭菌力度前提下，高温短时灭菌对灭菌再制干酪的破坏程度大于低温长时，提高灭菌温度、缩短灭菌时间成为常温贮藏式干酪灭菌工艺的关键。

（5）灭菌时间。

在保证灭菌前提下，尽量缩短灭菌时间，有利于保存产品的品质。

（6）贮藏温度。

温度对Maillard反应影响较大，建议常温贮藏式干酪在后期贮藏过程中，尽量低于25℃以下贮藏。

因此，在制备常温贮藏式干酪时，结合所选灭菌温度121℃，灭菌3 min的条件，同时控制产品的pH值为5.2~5.6，水分含量高于46%，贮藏温度低于15℃的条件下，对常温贮藏式干酪褐变有一定的抑制效果。

举例2：
果汁在储存过程中面临褐变问题，多酚类物质通过氧化聚合反应而引发褐变。

含邻苯二酚基团的多酚与氧气接触后，在过渡
金属离子和自由基作用下通过电子转移非酶氧化形成醌类物质，醌类再进一步氧化并与多酚聚合最终形成褐色物质，因此多酚氧化聚合形成具有大分子双键的多酚聚合物是导致褐变的主要原因。

所以可以从多酚氧化的源头入手，减少易氧化的酚类物质的含量；隔绝氧气，避免其与多酚物质接触；剔除果蔬汁中的金属离子等途径，有效减缓氧化过程。

同时可以从氧化过程入手，通过添加抗氧化剂将醌类还原成多酚形式，从而防止褐变；也可通过添加亲核试剂将醌类物质捕获，阻断醌类物质的进一步反应，避免其继续氧化聚合形成大分子聚合物。

同时，温度、pH等因素对酚类介导的非酶褐变也具有较强的影响，降低温度及保持酸性环境可延缓多酚的非酶氧化，从而保持果蔬汁的品质。