第八章 褐变作用
褐变
a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重 b.产生某些致癌物质 c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化 影响质量。
有利方面：
褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气 味和风味。
2.焦糖化反应
定义
焦糖化作用是指在没有含氨基化合物存在 的情况下，将糖类物质加热到起熔点以上 温度，使其发焦变黑的现象。在高温作用 下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产 物，另一类是糖的裂解产物，焦糖化作用 有三个阶段：
蔗糖在酸或酸性铵盐存在的溶液中加热，可制得 适用于食品、糖果和饮料的焦糖色素，其中最大 量的是用亚硫酸氢铵作催化剂制备用于可乐饮料 的耐酸焦糖色素（pH2～4.5）；另一种是蔗糖 溶液和铵离子溶液一起加热制成焙烤食品着色剂， 其水溶液的pH为4.2～4.8，并含有带正电荷的胶 体粒子；第三种是蔗糖直接热解形成略带负电荷 胶体粒子的焦糖色素，溶液pH为3～4，用于啤 酒和其他酒精饮料。焦糖色素是我国传统使用的 天然色素之一，无毒性。但近来发现，加铵盐制 成的焦糖含4-甲基咪唑，有强致惊厥作用，含量 高时对人体有毒。我国食品卫生法规定焦糖色素 的添加量不得超过200mg/Kg。
非酶褐变的控制
（1）降温：温度相差10℃，褐变反感应的速度相差3-5 倍。酿造酱油温度每升高5℃，着色度提高35.6%。 （2）水分含量：10-15%的含水量最容易发生褐变，奶 粉要求含水量低于3%。 （3）pH：羰氨反应中缩合物在酸性条件下易于水解，降 低pH 就可以防止褐变。 （4）原料选择：对于羰氨反应的速度而言：还原糖>非 还原糖；戊碳糖>六碳糖；戊碳糖中核糖>阿拉伯糖>木 糖；六碳糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖；在双糖中 乳糖>蔗糖>麦芽糖>海藻糖。在胺类化合物中：胺>氨 基酸>多肽>蛋白质，而在氨基酸中，碱性氨基酸>酸性 氨基酸，氨基在ε位或末端的比α位的快。
植物组织培养中褐变机理和防治措施
植物组织培养中褐变机理和防治措施摘要：褐变现象是指组织培养诱导脱分化或再分化的过程中，外植体组织从表面向培养基释放褐色物质而使得培养基逐渐变成褐色，外植体随之褐变死亡的现象，褐变现象又称酚污染，在植物组织培养过程中经常出现。
对诱导外植体的脱分化和培再分化过程的影响非常大，甚至是影响某些植物组织培养成功与否的关键。
褐变主要发生在外植体、愈伤组织的继代、悬浮细胞培养、原生质体的分离与培养等。
褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。
本文对褐变的影响因素和对策进行了研究。
关键词：组织培养，褐变，影响因素1. 影响褐变的因素因子是复杂的，随植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.1褐变类型及基因型物种及其基因型对褐化的影响。
植物组织培养过程中外植体的褐化主要由多酚氧化酶作用于酚类物质而引起的。
不同植物品种、同种植物的不同类型因为外植体材料的基因型不同，在组织培养中褐化发生的频率和程度都存在着较大的差异[4]。
由于酚类的糖苷化合物是木质素、单宁和色素的合成前体，木本植物、单宁含量或色素含量高的植物酚类物质含量也很高，木质素、单宁或色素形成多，其组织培养就容易发生褐变。
因此，组织培养过程中，木本植物一般比草本植物易发生褐变。
目前报道发生褐变的植物中多数是木本植物[5]。
在木本植物中，核桃、板栗由于单宁含量很高，进行组织培养难度很大，不仅在接种后的初代培养期容易发生褐变，而且在形成愈伤组织以后也会因为褐变而引起死亡。
红豆杉愈伤组织的诱导及继代培养过程中，常常发生培养细胞褐变现象，轻者影响细胞生长和繁殖，重者导致细胞死亡。
豆科植物和芸苔属植物原生质体培养中容易褐化也是一个普遍的问题，橡胶的花药培养中，海垦2号花药的褐变较少，因而愈伤组织的诱导容易；而有些品系花药容易褐变，因而愈伤组织的诱导困难。
在组织培养中，有些品种、品系难以成功，而有些则容易成功。
烹饪原料初步加工中的褐变及防止-精选资料
烹饪原料初步加工中的褐变及防止-精选资料烹饪原料初步加工中的褐变及防止在烹饪及日常生活中，常常会遇到水果、蔬菜及其他食品的变色现象，如茄子、土豆、山药、藕、苹果等削皮后会变褐色，这种变色现象称为褐变。
褐变作用不仅使其原料的表面色泽发生变化，而且营养成分、风味也往往随之发生变化，还会降低原料质量。
作为烹饪工作者，在烹饪过程中了解褐变的原因，利用有益的褐变，如面包、蛋糕在焙烤过程中会产生诱人的香味和色泽，防止不利的褐变。
一、褐变的原因褐变按其发生的机制可分为酶促褐变和非酶促褐变两大类。
在酶的催化作用下发生的生物化学反应引起的褐变叫做酶促褐变，在食物贮藏与加工过程中所发生的与酶无关的褐变称为非酶促褐变，有些蔬菜水果所发生的褐变主要是酶促褐变。
酶促褐变常发生在破皮的初步加工后的呆蔬中，其组织暴露在空气中氧气大量进入，颜色由浅色到褐色逐渐加深，从而引起褐变。
二、酶促褐变的条件食物发生酶促褐变必须具备三个条件：即酚类物质、酚氧化酶及氧气。
食物发生酶促褐变首先要有酚类物质，那么许多呆蔬中含有这些酚类，酚类物质只有在酚氧化酶的催化作用下才能加速发生褐变，而许多蔬果如苹果、香蕉、茄子、土豆等都有酚酶的存在，因此易发生褐变。
酶促褐变还需有氧的参与，在无氧的条件下，酶促褐变不能发生，其所需要的三个条件缺一不可。
三、酶促褐变的防止酶促褐变在大多数情况下不仅影响外观，降低营养价值，而且是原料不新鲜、质量降低的标志。
因此为保证原料的本色，确保其质量，常采取适当措施抑制酶促褐变。
想要防止褐变的发生，只要控制其发生的三个条件之一即可实现。
现实的控制方法主要是控制酶和氧两条件，常用的方法有热处理法、隔绝氧气、酶处理等方法。
1.热处理法。
酶的本质是蛋白质，酚酶也不例外，加热到一定温度时蛋白质就会变性，酶就会失去活性，酚酶最适宜的温度为15-20℃，当温度高于45℃时就受到抑制而变性失去催化作用，烹饪初步加工中常用加热来抑制褐变。
实验证明，在80℃左右加热七秒钟是大部分酚酶失去活性，高温短时间是烹饪果蔬菜肴常用的较好的方法。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
04
褐变现象的研究进展
褐变与基因表达的关系
总结词
褐变与基因表达之间存在密切关系，一些关 键基因在褐变过程中被激活或抑制，影响植 物组织的褐变程度。
详细描述
在植物组织培养过程中，褐变通常与某些基 因的表达水平有关。这些基因可能涉及到酚 类物质的合成、代谢和运输等过程。通过深 入研究这些基因的表达模式，可以更好地理 解褐变现象的分子机制，并寻找有效的防止 措施。
添加抗氧化剂
总结词
在培养基中添加抗氧化剂可以有效防止褐变。
详细描述
抗氧化剂可以抑制酚类物质氧化，从而减少褐变的发生。常用的抗氧化剂包括 抗坏血酸、柠檬酸、硫代硫酸钠等。在培养基中加入适量的抗氧化剂，可以有 效降低酚类物质的氧化程度，从而防止褐变。
调节光照和温度
总结词
调节光照和温度也是防止褐变的措施之一。
详细描述
光照和温度对植物组织培养中的褐变也有影响。适当降低光照强度或缩短光照时间可以减少酚类物质 的氧化，从而降低褐变发生率。同时，保持恒定的培养温度也有助于防止褐变的发生。
优化培养条件
总结词
优化培养条件是防止褐变的综合性措施 。
VS
详细描述
除了选择适当的培养基和外植体、添加抗 氧化剂、调节光照和温度等措施外，优化 培养条件也是防止褐变的重要措施。这包 括控制培养室的湿度、定期更换新鲜的培 养基、及时转移生长过快或过慢的植株等 措施。通过综合运用这些措施，可以有效 降低植物组织培养中的褐变发生率。
05
结论与展望
研究成果总结
褐变现象的机制
植物组织培养中的褐变现象是由多种因素引起的，包括酚类物质氧化、酶促反应和非酶 促反应等。这些反应导致培养基颜色变深，影响植物的正常生长和发育。
褐变反应
褐变科技名词定义中文名称：褐变英文名称：browning定义：食品在加工和贮藏中因酚类物质被氧化或产生糖-氨基反应而发生的褐色变化。
所属学科：水产学（一级学科）；水产品保鲜及加工（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录编辑本段定义饲料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。
编辑本段研究的意义褐变是食品中普遍存在的一种变色现象，尤其是新鲜果蔬原料进行加工时或经贮藏或受机械损伤后，食品原来的色泽变暗，这些变化都属于褐变。
在一些食品加工过程中，适当的褐变是有益的，如酱油、咖啡、红茶、啤酒的生产和面包、糕点的烘烤。
而在另一些食品加工中，特别是水果蔬菜的加工过程，褐变是有害的，它不仅影响风味，而且降低营养价值，因此了解食品褐变的反应机理，寻找控制褐变的途径有着重要的实际意义。
编辑本段类型褐变按其发生的机理分为酶促褐变（生化褐变）和非酶促褐变（非生化褐变）两大类。
编辑本段酶促褐变概念酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。
植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在正常的情况下，氧化还原反应之间(酚和醌的互变)保持着动态平衡，当组织破坏后氧就大量侵入，打破了氧化还原反应的平衡，于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化,形成黑色。
酶促褐变的机理催化酶促褐变的酶有酚酶、抗坏血酸脱氢酶、过氧化物酶等。
酚酶是以氧为受氢体的末端氧化酶，是两种酶的复合体，其一是甲酚酶（又称酚羟化酶），作用于一元酚，另一是儿茶酚酶（又称为多元酚氧化酶），作用于二元酚。
也有人认为酚酶是既能作用一元酚，又能作用于二元酚的一种特异性不强的酶。
酚酶属氧化还原酶类中的氧化酶类，能直接催化氧化底物酚类，它最适pH为7，较耐热，在100 ℃可钝化。
马铃薯切开后在空气中暴露，切面会变黑褐色，是因为其中含有酚类物质——酪氨酸，在酚酶作用发生了褐变。
第八、九章 酶对食品成分的变化、褐变
二、酶对油脂的变化
所谓的酸败 是指油脂或含油脂较多的食品，在贮藏或 加工过程期间，因空气中的氧、日光、微 生物、酶等的作用，产生不愉快的气味， 味变苦涩，甚至具有毒性等劣化现象，也 称为油脂变哈。
油脂酸败类型
1、水解型酸败 油脂酸败 2、酮型酸败 3、氧化型酸败
1、水解型酸败
(1)混入食品中的脂肪酶或霉菌产生的脂 肪酶，在少量水的作用下，使脂肪水解产 生低分子游离脂肪酸和甘油。
(2)脂肪酸和甘油再进一步氧化分解，直至 形成CO2和H2O。
2、酮型酸败 (1)油脂水解产生的饱和脂肪酸，在霉菌产 生的酶的作用下氧化，最后产生有怪味的 酮酸和甲基酮，这种酸败称为酮型酸败。 由于在酶作用下的氧化都发生在饱和脂肪 酸的β－碳位上，因而也称β－氧化作用。
(2) β－氧化 是指在一系列酶的作用下，脂肪酸的β－ 碳原子被氧化并在α、β碳原子之间断裂， 生成乙酰辅酶A和少了两个碳的脂肪酸。此 脂肪酸继续进行氧化，直至最后完全变成 乙酰辅酶A。
3、维生素C （1）植物组织中含有抗坏血酸氧化酶， 在组织完整时，催化作用不明显，当组织 破坏又与空气接触时，就能迅速使抗坏血 酸氧化。
（2）抗坏血酸氧化酶加热至100℃，1分 钟后即失去活性。 （3）加热菜汁中维生素C因酶失去活性而 未被氧化破坏。
五、酶对食品的其它作用 1、葡萄糖氧化酶 葡萄糖氧化酶是一种氧化还原酶，它可催 化葡萄糖与氧反应，生成葡萄糖酸和过氧 化氢。
1、蛋白质经蛋白酶作用最终可水解生 成氨基酸。 2、蛋白酶的应用较广，但早年蛋白酶 制剂主要从动物内脏和植物果实中取 得，原料有限。目前蛋白酶制剂主要 由微生物发酵生产制取。
3、蛋白酶的应用 (1)食品工业用植物蛋白酶防止啤酒混浊 。
(2)蛋白酶制剂在医药上应用较早，如用胃 蛋白酶、木瓜蛋白酶作助消化剂
食品颜色与褐变作用课件
pH值
pH值影响酶的活性，酸 性条件有利于酶促褐变 的进行，而碱性条件则
会抑制。
02
食品颜色的来源与 变化
天然色素
01
天然色素是从植物、动物或微生 物中提取出来的，具有天然的色 彩。常见的天然色素包括叶绿素 、胡萝卜素、花青素等。
02
天然色素具有安全性高、着色力 强、稳定性好等优点，但也有着 色力弱、稳定性差等缺点。
05
未来研究方向与展 望
褐变作用机制的深入研究
深入研究褐变作用的分子机制， 包括酶促褐变和非酶促褐变，有 助于更深入地了解褐变的本质和
影响因素。
探索不同褐变机制之间的相互作 用和协同效应，有助于为控制褐
变提供更全面的理论支持。
研究不同褐变物质在食品中的迁 移、转化和相互作用，有助于更 准确地预测和控制食品的褐变程
03
褐变作用的机制与 控制
酶促褐变
酶促褐变是指在食品加工和贮藏过程中，由于酚酶的作用，使酚类物质氧化生成褐 色物质的过程。
酶促褐变的发生需要一定的条件，如酚酶的存在、足够的氧气供应和适宜的温度。
酶促褐变会导致食品色泽变暗、风味变差，甚至产生有害物质，影响食品的品质和 安全性。
非酶促褐变
非酶促褐变是指在没有酶参与的情况 下，食品中的化学物质发生氧化、聚 合等反应，生成褐色物质的过程。
食品保存
了解食品褐变的机理有助于选择适当 的保存方法，以延长食品的保质期。 例如，通过控制氧气和温度等条件， 可以延缓褐变反应的发生。
在食品质量控制中的应用
食品安全检测
食品褐变有时是食品变质的标志，因此可以作为食品安全检 测的一个指标。通过检测食品褐变程度，可以判断食品是否 适合食用。
食品的褐变作用
食品的褐变作用1 褐变褐变指食品在加工、贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象。
根据褐变的原因，可分为非酶褐变和酶促褐变。
2 非酶褐变：① Maillard 反应Maillard 反应又称为羰氨反应，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映而使食品颜色加深的反应。
羰氨反应的过程复杂，可分为3 个阶段。
（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的第一步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff 并随后环化成为N-葡萄糖基胺（①-③），再经Amadori分子重排生成果糖胺（④-⑦），果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺（⑧）。
（2）中间阶段：重排后地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（⑨-14）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（1 5-18）。
C 氨基酸与二羰基化合物作用（19）。
（3）终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素。
（20）。
②焦糖化作用焦糖化作用是指在没有含氨基化合物上午情况下将糖类物质加热到起熔点以上温度，是其发焦变黑的现象。
在高温作用下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产物，另一类是糖的裂解产物，焦糖化作用有三个阶段：（1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味；（2）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式为C24H36O18，熔点为138℃，有苦味；（3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。
焦糖素有一定的等电点，pH3.0-6.9。
③抗坏血酸褐变抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。
④非酶褐变对食品的影响（1）颜色；（2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。
⑤非酶褐变的控制（1）降温：温度相差10℃，褐变反感应的速度相差3-5 倍。
褐变综述——精选推荐
褐变综述组培中如何抑制褐变的研究⽂献综述摘要：本⽂主要从如何防⽌或者减少组织培养中外植体褐变现象进⾏综述.选择适当的外植体并进⾏预处理,选择适宜的培养基,培养基中添加防褐剂,选择适宜的培养条件,外植体的连续转移等措施都能有效减少组织培养过程中褐变现象的发⽣。
关键字：组织培养褐变褐变是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中，从组织表⾯向培养基释放分泌物质,这种分泌物质氧化后使培养基逐渐变成褐⾊(或⿊⾊),外植体随之进⼀步变褐⽽死亡的现象。
组织培养过程中外植体褐变是影响组织培养的重要因素。
发⽣褐变是因为植物体内含有较多的酚类化合物，在完整植物体的细胞中，酚类化合物与多酚氧化物分割存在，因此⽐较稳定。
当外植体切割后，切⼝附近的细胞的分割效应被打破，组织中的酚类物质经多酚氧化酶（PPO）氧化后产⽣棕褐⾊的醌类物质。
褐变产物不仅使外植体、培养基褐变，⽽且对许多酶有抑制作⽤，引起其他酶系统失活，导致组织代谢混乱，从⽽影响培养材料⽣长分化，严重时甚⾄导致死亡。
1外植体的选择与处理1．1选择适当的外植体外植体组织的受伤害程度直接影响褐变的发⽣。
Bonga等[1]认为，外植体越⼩，切⾯与体积的⽐率越⼤，伤害及褐化的程度越⼤，这在巨桉和卡德兰的组织培养中得到了验证。
Pruveni和Kipnis⽤椰⼦的完整胚、叶⽚作外植体进⾏培养也很少发⽣褐变。
外植体受伤害程度直接影响褐变，切割时应尽可能减⼩伤⼝⾯积，并缩短切⼝在空⽓中的暴露时间,伤⼝剪切尽可能平整。
切取外植体时还应考虑其粗度，细的可切短些，粗的可切长些。
1.2对外植体进⾏预处理将外植体⽤流⽔冲洗，然后在50℃左右条终下处理12—24h，消毒后先接种在只含蒸糖的培养基上5-7d，使组织中的酚类物质部分先渗⼊培养基。
取出外植体，⽤适当⽅法清洗，再接种到适当的陪养基上，可减轻外植体的褐变。
李焕修等[2]⽤6种不同的预处理研究其对苍溪梨外植体褐交和成活的影响，结果发现，低温处理对降低褐变有⼀定作⽤；⽤氧化剂或PPO溶液进⾏预处理也可以起到减轻褐变的效果。
食品颜色与褐变作用
食品颜色与褐变作用导语:食品颜色与褐变作用是食品科学领域研究的重要课题之一、食品的颜色不仅仅是反映食物的外观，更直接地影响了人们对食物的感觉和饮食欲望。
而食品的褐变作用则是指食物因氧化、热处理等因素引起的色泽变化，其不仅改变了食物的外观，而且还可能对食物的营养价值产生影响。
因此，研究食品颜色与褐变作用对于食品科学领域的发展具有重要意义。
一、食品的颜色与食物感官的关系二、食品颜色的形成机制食品的颜色主要由两种物质决定，一类是色素，另一类是非色素成分。
2、非色素成分：食品中的非色素成分对食物的颜色产生重要影响。
这类物质通常是由酮醇类和氨基酸类等所组成，通过氧化、糖化、加热等化学反应来产生颜色。
三、食品的褐变作用机制食品的褐变是指食物经氧化、糖化、加热等反应而产生的色泽变化。
褐变的形成主要有两种机制：酮胺反应和氧化反应。
1、酮胺反应：当含有氨基酸的食物暴露在空气中或加热时，会发生酮胺反应。
这是一种物质从胺类(amino)转变为酮类(ketone)的反应，同时会产生一系列的中间产物，最后产生棕色的终产物。
酮胺反应在食品中广泛存在，如糖与氨基酸的反应产生糖胺，肉类的熟化与糖分解也会产生酮胺反应。
2、氧化反应：氧化反应是指食物中的色素、非色素物质与氧气结合并发生氧化反应产生的褐色化合物。
氧化反应是食品褐变的重要机制之一，如苹果切割后暴露在空气中产生的褐变反应就是氧化反应所致。
四、褐变对食品的影响褐变不仅改变了食物的外观，还可能对食物的营养价值和味道产生影响。
1、营养价值：食品的颜色与其中所含的营养物质密切相关，例如红色的食物通常富含胡萝卜素和维生素C，绿色的食物富含叶绿素等。
褐变会导致食物的色泽改变，进而可能影响其中营养物质的含量和可溶性。
比如，苹果经过切割后暴露在空气中会发生氧化反应而变褐，这时其中的维生素C和其他营养物质可能会受到降解，导致营养价值的损失。
2、味道：食物的颜色能够直接影响食物的味道和口感，这是因为人们在食用过程中会对食物的颜色进行感知，颜色会对人们对食物的期待和评价产生影响。
产品褐变条件及其控制
产品褐变条件及其控制天然色素应用技术推广实验室aingw@(一)褐变作用褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。
所谓褐变，是指食品在加工、贮藏或受损后，色泽变暗或变褐色的现象。
食品发生褐变，在不同的场合下，将带来不同的结果。
在食品生产中，可以加以利用的褐变现象，如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变，是人们所希望出现的褐变。
但是，大多数食品的褐变现象，往往带来不良的反应，并且使食品的风味和营养价值降低，或者产生有害成分。
根据发生的机制，褐变作用可以划分为酶促褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。
1、酶促褐变酶促褐变是在酶的作用下，发生的褐变作用，酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。
一般认为，这种作用是需氧的。
在大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。
食品中发生酶促褐变，必须具备三个条件，即：多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。
三个条件，缺一不可。
因此，欲控制食品中的酶促褐变，只需要改变其中的任何一个条件即可达到目的。
目前采用的控制方法，主要是从酶和氧入手的。
(1)酶抑制剂法酚酶的抑制剂有二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等，在食品中加入或渗入这些抑制剂后，酚酶即可以失活。
(2)热处理方法加热食品，使酚酶失活，即可控制褐变的发生。
这种方法是使用最广泛的一类方法，其关键是要在最短时间内钝化酶而又不使食品质量下降。
(3)酸处理法酚酶的最适pH值在6～7之间，当pH<3时，酚酶失去活性。
因此，选用合适的食用酸，如柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸，使食品的pH值小于3，即可防止褐变的发生。
(4)驱氧法，无氧可以防止褐变。
最简单的方法是将食品浸没在清水、糖水或盐水中。
但是由于水中能吸附少量的氧气，所以，这种处理方法仍可以便褐变以缓慢的速度进行。
(5)底物替代法加入酚酶底物类似物肉桂酸、对位香豆酸及阿魏酸等酚酸可以对某些褐变起到控制作用。
(6)底物甲基化法利用甲基转移酶，将邻二羟基化合物进行甲基接枝，生成的这种类似愈疮木酚和阿魏酸的甲基化物，便不能被酚酶作用。
植物组织培养中褐变机理和防治措施
植物组织培养中褐变机理和防治措施摘要：褐变现象是指组织培养诱导脱分化或再分化的过程中，外植体组织从表面向培养基释放褐色物质而使得培养基逐渐变成褐色，外植体随之褐变死亡的现象，褐变现象又称酚污染，在植物组织培养过程中经常出现。
对诱导外植体的脱分化和培再分化过程的影响非常大，甚至是影响某些植物组织培养成功与否的关键。
褐变主要发生在外植体、愈伤组织的继代、悬浮细胞培养、原生质体的分离与培养等。
褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。
本文对褐变的影响因素和对策进行了研究。
关键词：组织培养，褐变，影响因素1. 影响褐变的因素因子是复杂的，随植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.1褐变类型及基因型物种及其基因型对褐化的影响。
植物组织培养过程中外植体的褐化主要由多酚氧化酶作用于酚类物质而引起的。
不同植物品种、同种植物的不同类型因为外植体材料的基因型不同，在组织培养中褐化发生的频率和程度都存在着较大的差异[4]。
由于酚类的糖苷化合物是木质素、单宁和色素的合成前体，木本植物、单宁含量或色素含量高的植物酚类物质含量也很高，木质素、单宁或色素形成多，其组织培养就容易发生褐变。
因此，组织培养过程中，木本植物一般比草本植物易发生褐变。
目前报道发生褐变的植物中多数是木本植物[5]。
在木本植物中，核桃、板栗由于单宁含量很高，进行组织培养难度很大，不仅在接种后的初代培养期容易发生褐变，而且在形成愈伤组织以后也会因为褐变而引起死亡。
红豆杉愈伤组织的诱导及继代培养过程中，常常发生培养细胞褐变现象，轻者影响细胞生长和繁殖，重者导致细胞死亡。
豆科植物和芸苔属植物原生质体培养中容易褐化也是一个普遍的问题，橡胶的花药培养中，海垦2号花药的褐变较少，因而愈伤组织的诱导容易；而有些品系花药容易褐变，因而愈伤组织的诱导困难。
在组织培养中，有些品种、品系难以成功，而有些则容易成功。
食品化学 褐变
迈拉德反应是一个极其复杂的反应，它不仅
产生初始产物，初始产物之间还能相互作用， 生成二级产物，而且温度、反应物比例、pH 值等都影响反应结果。 由于不同的食品含有
不同的前驱体，而且相同的前驱体在不同的 反应条件下反应结果也不相同，所以形成千 变万化的食品特征香味。如不同的氨基酸与 不同的羰基化合物在不同温度下所产生的香 味不同。
此外，生产中也广泛应用亚硫酸盐及酸性亚硫酸 盐来控制褐变．因为亚硫酸盐，酸性亚硫酸盐能 抑制葡萄糖变为５－羟基糠醛，所以能成功的控 制各种褐变反应．
促进非酶褐变的原因还有有机酸和金属离子。 酒石酸比柠檬酸褐变活性强；锡、铁、铝离
子都会促进褐变；而糖中以果糖最富于反应 性。此外，氧化型抗坏血酸在3~6mg／100ml 时也可促进褐变。因此，在生产和贮存中必 须尽可能防止上述非酶褐变条件的生成。
氧化成醌，进行一系列的脱水，聚合反应，最 后形成黑褐色物质，从而引起褐变 。
由此可知:
食品发生酶促褐变，必须具备三个条
件：即有多酚类物质、多酚氧化酶和 O2。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。
怎样才能防止食物发生酶促褐变呢？
在实际工作中，可采用热处理法、 酸处理法和与空气隔绝等方法防止 食物的褐变。
组 员
陈永娟
马晓年
陈轶之
张林杰
黄泽晓
谢谢大家！
且也影响食品的香味，这是因为在 反应中生成了众多的香成分，霍奇 (Hodge) 等人最先讨论了羰氨反应， 并总结于下页图
从图上可看出，迈拉德反应体系产物复杂多 样,是通过食物的组分即前驱体(Precursor) 在 加热过程中发生反应形成的。常见的前驱体
有还原糖、氨基酸、游离脂肪酸、二肽、酚
油炸过程中的膨化作用及褐变反应
油炸过程中的膨化作用及褐变反应油炸过程中，如果煎炸粉复配得当，即使不添加任何色素，也可以使油炸食品呈现美观的金黄色泽，这是众所周知的事情。
如在面粉中加入10％我公司生产的变性淀粉FH-FC 10,不但可以替代色素的使用，还可明显提高油炸后的酥脆口感，代替蛋白粉的作用。
那么为什么加入变性淀粉后煎炸粉会有这样的变化，而纯面粉却不行呢？而且为什么煎炸粉在油炸后的酥脆口感远远优于面粉呢？这就要从油炸膨化原理入手了。
在油炸过程刚开始的几十秒钟内，食品的裹粉层因温度尚低，而且食物内部受热汽化和本身存在于粉层内部的游离水分大量存在于裹粉层中，可使裹粉层中淀粉糊化即a—化，淀粉分子间氢键断开，水分进入淀粉微晶间隙，淀粉颗粒快速、大量地不可逆吸收水分，在随后的高温处理过程中，淀粉微晶粒中水分因爆沸而急剧汽化，促使物料形成微细孔隙而达到膨化作用，赋予油炸食品的外裹层松脆的特点。
可见在油炸过程中淀粉只有很短的糊化时间，而这短短的几十秒钟是油炸食品是否可以拥有酥脆口感的关键。
面粉中的小麦淀粉糊化温度较高，往往大部分没有糊化，既水分不能进入淀粉微晶间隙，便进入了高温膨化的过程。
由于进入淀粉微晶间隙的水分很少，不能很好的促使物料形成微细孔隙而达到膨化作用。
因此用纯面粉作裹粉的油炸食物往往口感发硬。
选择糊化温度本身较低的淀粉加以变性，不但可以进一步降低其糊化温度，而且可使其糊程变短，既可得到在糊化温度相同的情况下，更加容易糊化的变性淀粉。
通过复合变性，还可以大大提高其在油炸过程中的成膜性，使之在油炸后形成完整且黏附力强的酥脆外裹层。
那么，为什么在煎炸粉中加入易于糊化的变性淀粉，在提高膨化度的同时，会产生漂亮的金黄色泽呢？使油炸食品上色有三条途径：美拉德反应、焦糖化反应和糊精焦化作用。
油炸食品最后呈现金黄色泽是这三种途径共同作用的结果。
褐变增色是食品中比较普遍的一种变色现象，褐变作用按其发生机制可分为酶促褐变及非酶褐变两大类，油炸过程中温度较高，一般在165℃－180℃左右，因此这个过程中的褐变属于非酶褐变，即指无酶的情况下，由化学反应引起的褐变，主要是美拉德反应或焦糖化反应引起的。
第八章_褐变作用
异蔗糖酐
CH2OH H O H OH H HO H O O H
蔗糖酐
H
CH2OH O H OH
H
CH2OH
2C12H22O11
4H2O
C24H36O18
焦糖稀
3C12H22O11
8H2O
C36H50O25
返回
三、抗坏血酸褐变作用
在果汁特别是柠檬汁的褐变中起着重要作用； 抗坏血酸是酸性，有防治人体坏血病的功能， 它是高度水溶性化合物，具有强还原性，很 易氧化成脱氢抗坏血酸； 抗坏血酸易受温度、pH值、氧、酶、金属催 化剂等因素影响而发生氧化降解；
NH
R
OH H OH OH
C H 2O H NH H 2C HO HO H H C C C C C H 2O H H OH O R
C H 2O H
C H 2O H
1-氨基-1-脱氧-2-酮糖
环式果糖胺
返回
C H 2O H NH C HO H H C C C H 2C
N-果糖胺
H R H C C C C C
薛夫碱
N-葡萄糖基胺
返回
N-葡萄糖基胺
H C H HO H H C C C C C H 2O H NH H 2C C HO H H C C C O H OH OH R OH H OH O + H
+
单果糖胺
H C H HO H H C C C C OH H OH OH - H
+
NH
R
+ NH
R
H C C HO H H C C C
氨基化合物
胺类>氨基酸>肽>蛋白质
水分
水分在10~15%时最易发生褐变,完全干燥 时则难以进行。水分在反应初始阶段绝对 必需，但另一方面水分对包含一系列脱水 作用的褐变反应起抑制作用。
食品基础知识——褐变
食品基础知识——褐变食品基础知识——褐变褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。
所谓褐变，是指食品在加工、贮藏或受损后，色泽变暗或变褐色的现象。
食品发生褐变，在不同的场合下，将带来不同的结果。
在食品生产中，可以加以利用的褐变现象，如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变，是人们所希望出现的褐变。
但是，大多数食品的褐变现象，往往带来不良的反应，并且使食品的风味和营养价值降低，或者产生有害成分。
根据发生的机制，褐变作用可以划分为酶促褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。
酶褐变酶褐变是指多酚类物质在多酚氧化酶（E.C1.14.18.1）的作用下氧化，而呈现褐色。
酶褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。
一般认为，这种作用是需氧的。
在大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。
食品中发生酶促褐变，必须具备三个条件，即：多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。
三个条件，缺一不可。
非酶褐变非酶褐变是指没有酶参与的一类褐变。
这种褐变作用，大多发生在食品的热加工及长期贮存过程中。
非酶褐变反应的机制一般可分成4种类型：焦糖化反应、美拉德反应、抗坏血酸氧化分解、多元酚氧化缩合反应。
非酶褐变影响因素一般而言，反应温度越高，时间越长，反应物浓度越高，则非酶褐变反应越严重，且反应速度也越快。
并与食品贮存温度、时间、浓度和美拉德反应的反应速率呈正相关。
最大褐变反应的Aw随食品的种类不同而有差异。
Aw增加，会稀释反应物浓度，降低化学反应速率；而Aw下降，也会因粘度增加而降低反应速率。
一般而言，酸碱值越高，非酶褐变反应越严重。
金属离子对褐变反应速率影响大小为Li>Na>K>=Cs，其中LiCl 对褐变反应速率有促进作用，其他碱金属阳离子则有抑制褐变反应的效果。
1、非酶褐变反应1）焦糖化反应焦糖化反应是指糖类经直接加热所产生的脱水及热分解反应。
反应条件：高温、碱性及高糖浓度。
在酸性条件下，由于加热作用使得糖分解形成furfural及HMF，它们与氨基化合物能继续反应，并参与美拉德反应后阶段的缩合反应形成类黑精色素，furfural及HMF含量高低与食品风味改变有显著的相关性，所以也可将其作为非酶褐变的指标。
抗坏血酸褐变作用
抗坏血酸褐变作用抗坏血酸是一种重要的水溶性维生素，也被称为维生素C。
它是许多生物体所必需的，可用于生物氧化还原反应、抗氧化和生物合成等过程。
然而，抗坏血酸在某些情况下也会发生褐变，这可能会影响其生物学功能和应用价值。
本文将讨论抗坏血酸褐变的机制、影响因素以及预防措施。
一、抗坏血酸褐变的机制抗坏血酸褐变是指抗坏血酸在存在一定条件下发生的氧化反应，导致其颜色由无色或浅色变为棕色或黑色。
这种颜色变化是由于抗坏血酸分子中的双键被氧化而形成的多烯结构所引起的。
抗坏血酸褐变的机制与氧化反应有关，主要包括以下几个方面：1. 自由基反应：自由基是一种非常活跃的分子，它可以引起许多生物分子的氧化反应。
抗坏血酸分子中的双键易受自由基攻击，从而引起褐变。
2. 金属离子催化反应：金属离子可以作为催化剂促进抗坏血酸的氧化反应。
其中，铜离子是最常见的催化剂之一。
3. 酶催化反应：某些酶可以催化抗坏血酸的氧化反应。
例如，多酚氧化酶可以将抗坏血酸氧化为褐色产物。
4. PH值影响：在酸性环境下，抗坏血酸更容易被氧化，从而引起褐变。
二、影响抗坏血酸褐变的因素抗坏血酸褐变的程度和速度受多种因素的影响，包括以下几个方面：1. 氧气浓度：氧气是促进抗坏血酸褐变的重要因素。
氧气浓度越高，抗坏血酸褐变的速度越快。
2. 温度：温度是影响抗坏血酸褐变的另一个重要因素。
在高温下，抗坏血酸更容易被氧化。
3. 光照：光照也会促进抗坏血酸的氧化反应。
因此，抗坏血酸应该储存在暗处。
4. PH值：在酸性环境下，抗坏血酸更容易被氧化，从而引起褐变。
5. 金属离子：金属离子可以作为催化剂促进抗坏血酸的氧化反应。
其中，铜离子是最常见的催化剂之一。
三、预防抗坏血酸褐变的措施为了防止抗坏血酸褐变，我们应该采取以下预防措施：1. 储存条件：抗坏血酸应该储存在干燥、阴凉、避光的地方。
避免抗坏血酸长时间暴露在空气中，避免氧气、光照和高温等因素的影响。
2. 包装材料：选择合适的包装材料可以降低抗坏血酸的褐变速度。
褐变现象
褐变现象摘要：植物组织培养中褐变现象的原理以及影响褐变现象的因素，提出了防止褐变的措施和方法。
关键词：组织培养。
褐变。
正文：褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象，是由于组织中多酚氧化酶被激活，使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质，这种褐变现象又被称为酚污染。
多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性，从而毒害整个外植体，严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。
褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。
目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。
目前，在许多植物组织培养过程中，常遇到褐变问题。
褐变主要发生在外植体，在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。
褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。
1 褐变产生的影响因素影响植物组织培养褐变的因子是复杂的，因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同，褐变的程度也有所不同。
1.1 植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。
在组织培养中，品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。
1.2 外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同，同时，不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。
1.3 培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。
另外，其pH值也与褐变程度有较大关系。
1.4培养条件温度过高或光照过强，均可加速被培养组织的褐变。
不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡，温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。
2 褐变产生的机理2.1 非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡，即坏死形成的褐变现象，并不涉及酚类物质的产生。
徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中，组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变，但培养基中没有看到扩散的褐化物质。
食品的褐变基础知识
有利方面：
褐变产生深颜色及强烈的香气和风味， 赋予食品特殊气味和风味。
Maillard反应在食品加工中应用
抑制maillard反应
注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。 水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高
效干燥剂。流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。
• • • • •
降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。 降低温度：低温贮藏。 除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。 加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐 钙可抑制褐变。
蔬菜：控制在中、碱性条件下
A. 柠檬酸是最广泛使用的食用酸； 降低pH，控制酚酶活性； 螯合酚酶的Cu辅基。 B. 苹果酸 C. 抗坏血酸
5、控制酶促褐变的方法
（6）加入酚类底物类似物
A. 肉桂酸
B. 对位香豆酸
C. 阿魏酸
有效抑制苹果汁的酶促褐变
第三节：非酶褐变反应
美拉德反应（Maillard
3、酶促褐变的机制
绿原酸的酶促褐变
邻苯二酚氧化酶 1/2O2
实例：
梨心变黑——贮存前经两次“发汗” ；
聚合
褐色
黑色
香蕉心变黑，不能贮存在12℃以下，
但也不能温度过高，乙烯催熟；
4、酶促褐变发生的条件
酶促褐变的机制： 植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中 作为呼吸链传递物质，在酚-醌之间保持 着动态的平衡。当细胞组织破坏后，氧大 量侵入，酚在酶的催化作用下造成醌的形 成，平衡受到破坏，于是发生醌的积累， 醌再进一步氧化聚合形成褐色色素称为黑 色素或类黑精，造成食品的褐变。
羰胺反应（美拉得反应）
焦糖化作用
抗坏血酸氧化褐变
第二节
1、什么是酶促褐变？
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H C H HO H H C C C C
O
NHR H OH OH
H 2C
N-果糖胺
C H 2O H
2-氨基-2-脱氧葡萄糖
返回
中期
果糖基胺脱水生成羟甲基糠醛,如图:
果糖基胺脱去胺残基重排生成还原酮,如图: 氨基酸与二羰基化合物的作用,如图:
H 2C C HO H H C C C
NHR O H OH OH HO H H
下一页，小结
食品的褐变是错综复杂的，褐变产物多 种多样，三种非酶褐变产物并非相同， 不止一种褐变产物起作用。 如抗坏血酸降解，它也是一种还原酮类， 它也有直接参与聚合或直接与胺类缩合 形成深色物质的可能。
四、非酶褐变对食品质量的影响
五、非酶褐变的控制
1.降温
– 减缓所有的化学反应速度,因而在低温冷藏 下,可延缓非酶褐变的进程
C H 2O H
C H 2O H
薛夫碱
N-葡萄糖基胺
返回
N-葡萄糖基胺
H C H HO H H C C C C C H 2O H NH H 2C C HO H H C C C O H OH OH R OH H OH O + H
+
单果糖胺
H C H HO H H C C C C OH - H H OH OH
羰基化合物
五碳糖反应速度约为六碳糖的10倍,顺序为: 五碳糖:核糖>阿拉伯糖>木糖 六碳糖:半乳糖>甘露糖>葡萄糖>醛糖>酮 糖 还原性双糖,反应速度较慢
氨基化合物
胺类>氨基酸>肽>蛋白质
水分
水分在10~15%时最易发生褐变,完全干燥 时则难以进行。水分在反应初始阶段绝对 必需，但另一方面水分对包含一系列脱水 作用的褐变反应起抑制作用。
HC C C C C
NHR OH H OH OH +H
+
HC C CH H H C C
N OH
R
- H 2O
OH OH
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
果糖基胺
烯醇式果糖基胺 +H2O - R-NH2
薛夫碱 返回
H
H C C
O O - H 2O
H C C CH CH H C OH O O - H 2O
O + R3 C H + CO2
返回
末期
醇醛缩合:生成不饱和醛
O R 1C H 2C H + R 2C H 2C H O R1 CH O C H - H 2O R1 CH CH R2 O C H
CHOH R2
生成黑色素的聚合反应
2.影响美拉德反应的因素
温度
温度提高10℃,褐变速度提高3~5倍 pH值 pH值>3,褐变速度随其增加而加快
抑制剂
亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐可抑制褐变
二、焦糖化褐变作用
定义：糖类受高温（150~200℃）发生降解 作用，降解后产物经过聚合缩合而生成稠状 黑褐色物质，称为焦糖化作用。 反应过程中有水蒸汽冒出，鼓泡。
焦糖是一种胶态物质，等电点在pH3.0~3.9之 间，随制造方法不同而异。
焦糖化反应机理
一类是形成焦糖；
三阶段： ①起泡后，蔗糖经水解和脱水，二聚合生成异蔗 糖酐 ②二次起泡生成蔗糖酐 ③进一步脱水生成焦糖稀，继续加热形成焦糖素
另一类是裂解开成一些挥发性醛、酮类，进 一步缩合、聚合形成深色物质。
异蔗糖酐
C H 2O H H O H OH H HO H O O H
第九章 褐变作用
概述
褐变是食品加工中普遍存在的一种变色 现象 某些食品中的褐变是有益的 某些食品中的褐变是有害的 根据不同的机制，褐变作用分为酶促褐 变和非酶褐变
§1酶促褐变
果蔬等在采摘后于正常情况下，组织 中的氧化、还原反应是偶联进行的， 但当机械损伤或处于异常环境变化时， 便会影响氧化还原作用的平衡，发生 氧化产物的积累，导致变色，这类变 色作用非常迅速，需要与氧接触，受 酶催化，称为酶促褐变
+
NH
R
+ NHR来自H C C HO H H C C C
NH
R
OH H OH OH
C H 2O H NH H 2C HO HO H H C C C C C H 2O H H OH O R
C H 2O H
C H 2O H
1-氨基-1-脱氧-2-酮糖
环式果糖胺
返回
C H 2O H NH C HO H H C C C H OH OH O R
OH OH
o
OH OH
或
o
儿茶酚
OH OH O O OH
OH
OH O OH
O OH O
HO
O
邻醌具有较强的氧化能力，可以把三羟基物氧 化生成羟基醌
羟基醌极易聚合生成有色的黑色素
O OH
n
聚合
O OH
n O
或
O
O n HO O
聚合
O
OH
O
n
2.底物体系
邻二酚类、一元酚类可 作底物，对邻二酚类的 作用快于一元酚，对位 二酚也可被利用，间位 二酚不能作为底物，甚 至对酚酶起抑制作用， 邻二酚的羟基取代物不 受酶催化，如愈疮木酚， 阿魏酸。 酪氨酸、儿茶酚、绿原 酸、黄酮类、花青素、 单宁都可作为酚酶作用 的底物
5.使用较不易发生褐变的糖
– 游离羰基的存在是发生美拉德反应的必要 条件.
6.生物化学方法
– 除糖:加入酵母发酵法除糖；葡萄糖氧化酶 及过氧化氢酶混合酶制剂除去微量葡萄糖 和氧，把葡萄糖氧化为不与氨基结合的葡 萄糖酸
7.钙盐
– 铜离子、铁离子及亚铁离子有明显的促进 褐变作用，然而钙盐与Aa结合为不溶性化 合物，因此钙盐有协同二氧化硫控制褐变 作用
1.机理
初期
– 羰氨缩合 – 分子重排
• 阿姆德瑞分子重排 • 海因斯分子重排
H C H HO H H C C C C
O
H C
N
R
H C
NH
R
OH H OH OH +R NH2
H HO H H
C C C C
OH H OH OH
H HO H H
C C C C
OH H OH O
-H 2 O
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
返回
CH2 C C H H C C OH O OH OH H H
CH2 C C C C O O OH OH H
CH2 C C CH C OH O OH
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
O R1 C C R2 O
O R3 CH C NH2 OH R1
O C C R2 NH2
§2非酶褐变
食品加工、贮藏中常发生与酶无关的褐 变作用，称为非酶褐变。 包括： 美拉德反应 焦糖化反应 抗坏血酸的氧化
一、美拉德反应
又称羰氨反应，羰基与氨基经缩合、聚 合生成类黑色素 1912年，法国化学家Maillard, L.G.发 现 美拉德反应是食品在加热或长期贮存后 发生褐变的主要原因
2.亚硫酸处理
– 羰基可与亚硫酸根生成加成物,此加成物与 R-NH2反应的产物不能进一步生成薛夫碱, 所以可用SO2或亚硫酸盐抑制羰氨反应褐 变
3.改变pH值
– 美拉德反应一般来说在碱性条件下较易进 行,所以降低pH可控制这类褐变
4.降低成品浓度
– 适当降低产品浓度有时可减慢褐变,如柠檬 汁、葡萄汁比桔子汁易褐变,所以浓缩比为 4:1,而桔子汁高达6:1
蔗糖酐
H
C H 2O H O H OH
H
C H 2O H
2C12H22O11
4H2O
C24H36O18
焦糖稀
3C12H22O11
8H2O
C36H50O25
返回
三、抗坏血酸褐变作用
在果汁特别是柠檬汁的褐变中起着重要作用； 抗坏血酸是酸性，有防治人体坏血病的功能， 它是高度水溶性化合物，具有强还原性，很 易氧化成脱氢抗坏血酸； 抗坏血酸易受温度、pH值、氧、酶、金属催 化剂等因素影响而发生氧化降解；
C C CH
O
CH2 H H C C OH OH
O CH C C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
3-脱氧奥苏糖
不饱和奥苏糖
羟甲基糠 醛
H 2C C HO H H C C C
NHR O H OH OH 2 ,3 -烯 醇 化
H 2C C C H H C C
NHR OH OH OH OH - R -N H 2
一、机制
植物组织中含有酶类物质，在完整的细 胞中作为呼吸的传递物质，在酚－醌之 间保持动态平衡，当细胞破坏之后，氧 就大量侵入，造成醌的形成和还原为酚 之间的不平衡，于是发生了醌的积累。 酶促褐变是酚类物质受酚酶催化，形成 醌及其聚合物的结果
1.酚酶及其作用
含有0.2%左右铜的金属酶、Cu+才有活性，如甲酚 酶、儿茶酚酶，可作用于一元、二元酚（作底物）， 以马铃薯中最丰富的酚类化合物酪氨酸为例：
甲酚酶
儿茶酚酶 3,4－二醌基苯丙氨酸 聚合作用 黑色素(melanin) 动物皮肤、毛发中 黑色素形成机制
L－酪氨酸
多巴色素(dopachome) 5,6-二醌基吲哚-2-羧酸
在水果中，儿茶酚是分布极广的酚类，在儿茶 酚酶作用下，酚类非常容易氧化成醌，然后， 邻醌或没有起反应的邻二酚经二次羟基化，生 成二羟基化合物
OCH3 OH
CH=CHCO O H
OCH3 OH