第三章 碳水化合物 专题 非酶褐变及膳食纤维

第三章碳水化合物

非酶褐变反应

第三章碳水化合物1

当pH 值大于7温度较低时

1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易发生2,3-烯醇化而形成还原酮类, 还原酮较不稳定，既有较强的还原作用，也可异构成脱氢还原（二羰基化合物类）：

酮

第三章碳水化合物6

第三章碳水化合物7

当pH 值大于7温度较高时

1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易裂解较易裂解，，产生1-羟基-2-丙酮丙酮、、丙酮醛酮醛、、二乙酰基等很多高活性的中间体。这些中间体还可继续参与反应参与反应，，如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、、脱氨反应形成醛类和醛类和αα-氨基酮类氨基酮类，，这个反应又称为Strecker 降解反应：

第三章碳水化合物93、焦糖化褐变及其反应历程糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到熔点以上也会变为黑褐的色素物质的色素物质，，这种作用称为焦糖化作用。温和加热或初期热分解能引起糖异头移位起糖异头移位、、环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键。。但是，热分解由于脱水主要引起左旋葡聚糖的形成或者在糖环中形成双键，后者可产生不饱和的环状中间体后者可产生不饱和的环状中间体，，如呋喃环如呋喃环。。共轭双键的存在产生颜色共轭双键的存在产生颜色，，同时可发生缩合反应使之聚合同时可发生缩合反应使之聚合，，使食品产生色泽和风味品产生色泽和风味。。一些食品一些食品，，例如焙烤例如焙烤、、油炸食品油炸食品，，焦糖化作用控制得当制得当，，可使产品得到悦人的色泽与风味可使产品得到悦人的色泽与风味。。各种糖类生成的焦糖在成分上都相似分上都相似，，但焦糖化学组成复杂但焦糖化学组成复杂，，至今还不清楚至今还不清楚。。一般可将焦糖化作用产生的成分分为二类作用产生的成分分为二类：：

一类是糖的脱水后的聚合产物一类是糖的脱水后的聚合产物，，即焦糖或称酱色即焦糖或称酱色；；另一类是一些热降解产物另一类是一些热降解产物，，如挥发性的醛如挥发性的醛、、酮类等物质酮类等物质。。

第三章碳水化合物10从该图可知焦糖化作用是以连续的加热失水焦糖化作用是以连续的加热失水、、聚合作用为主线的反应的反应，，所产生的焦糖是一类结构不明的大分子物质所产生的焦糖是一类结构不明的大分子物质。。催化剂可加速这类反应的发生，如，蔗糖是用于生产焦糖色素和食用色素香料的物质蔗糖是用于生产焦糖色素和食用色素香料的物质，，在酸或酸性铵盐存在的溶液中加热可制备出焦糖色素，并广泛应用于糖果并广泛应用于糖果、、饮料等食品饮料等食品。。

第三章碳水化合物11

第一阶段：由蔗糖熔融开始，经一段时间起泡，蔗糖脱去一分子水，生成无甜味而具温和苦味的异蔗糖酐（1，3’，2，2’-双脱水-α-D-吡喃葡萄糖苷基-β-D-呋喃果糖）。这是焦糖化的开始反应，起泡暂时停止。

由蔗糖形成焦糖素的反应历程可分三阶段由蔗糖形成焦糖素的反应历程可分三阶段：：

第二阶段：是持续较长时间的失水阶段是持续较长时间的失水阶段，，在此阶段异蔗糖酐缩合为焦糖酐。焦糖酐是一种平均分子式为C 24H 36O 18的浅褐色色素，焦糖酐的熔点为138℃，可溶于水及乙醇可溶于水及乙醇，，味苦味苦。。

第三阶段：是焦糖酐进一步脱水形成焦糖烯，焦糖烯继续加热失水焦糖烯继续加热失水，，生成高分子量的难溶性焦糖素。焦糖烯的熔点为154℃，可溶于水可溶于水，，味苦，分子式为C 36H 50O 25。焦糖素的分子式为C 125H 188O 80，难溶于水难溶于水，，外观为深褐色。

第三章碳水化合物12

②、热降解产物的产生

A.A.酸性条件下醛类形成酸性条件下醛类形成：在酸性条件下加热在酸性条件下加热，，醛糖或酮糖进行烯醇化醛糖或酮糖进行烯醇化，，生成1,21,2--烯醇式己糖

1,2-烯醇式己糖

葡萄糖3-脱氧葡萄糖醛酮

第三章碳水化合物14

第三章碳水化合物154、抗坏血酸褐变及其反应历程抗坏血酸不仅具有酸性还具有还原性抗坏血酸不仅具有酸性还具有还原性，，因此因此，，常作为天然抗氧化剂常作为天然抗氧化剂。。抗坏血酸在对其它成分抗氧化的同时它自身也极易氧化化的同时它自身也极易氧化。。其氧化有两种途径其氧化有两种途径：：有氧时抗坏血酸被氧化形成脱氢抗坏血酸, 再脱水形成DKG (2 , 3 -二酮古洛糖酸)后，脱羧产生酮木糖，, 最终产生还原酮。还原酮极易参与美拉德反应的中间及最终阶段应的中间及最终阶段。。此时抗坏血酸主要是受溶解氧及上部气体的影响氧及上部气体的影响，，分解反应相当迅速分解反应相当迅速。。

第三章碳水化合物16

当食品中存在有比抗坏血酸氧化还原电位高的成分时成分时，，无氧时抗坏血酸也因失氢而被氧化抗坏血酸也因失氢而被氧化，，生成脱氢抗坏血酸或抗坏血酸酮式环状结构成脱氢抗坏血酸或抗坏血酸酮式环状结构，，在水参与下抗坏血酸酮式环状结构开环成2，3-二酮古洛糖酸；2，3-二酮古洛糖酸进一步脱羧二酮古洛糖酸进一步脱羧、、脱水生成呋喃醛或脱羧生成还原酮。呋喃醛呋喃醛、、还原酮等都会参与美拉德反应，生成含氮的褐色的聚合物或共聚物类或共聚物类。。抗坏血酸在抗坏血酸在pH pH pH＜＜5.05.0的酸性溶液中氧的酸性溶液中氧化生成脱氢抗坏血酸化生成脱氢抗坏血酸，，速度缓慢速度缓慢，，并反应是可逆的。

第三章碳水化合物17

A

B

C

2’

6’

2

3

当

第三章碳水化合物19

（2）、）、儿茶素的氧化反应历程儿茶素的氧化反应历程

(二)

、非酶褐变对食品质量的影响

非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影响的成分，其一是一类分子量低于1 000水可溶的小分子有色成分；其二是一类分子量达到100000水不可溶的大分子高聚物质。非酶褐变反应中呈色成分较多且复杂，到目前为止，人们根据不同的模拟反应结果，得到水可溶的小分子呈色成分主要有下列几种：1、非酶褐变对食品色泽的影响

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