褐变反应
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法(一)
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法(一)酶促褐变什么是酶促褐变酶促褐变现象是指在生物体内，由于酶的作用，导致蛋白质分子发生变化，褪色、变褐，使得原来的颜色消失，同时也影响到了食品的口感。
酶促褐变的反应机理什么是酶酶是一种生物催化剂，催化生物内化学反应的发生及加速。
在生物体内，酶促褐变主要是多酚氧化酶的催化作用。
多酚氧化酶是存在于水果、蔬菜、肉类等食品中的一种酶。
酶促褐变的反应路径酶促褐变的反应机理较为复杂，其反应路径大致如下：1.多酚与O2发生氧化反应2.氧化的多酚分子与其他物质结合3.产生棕色物质存在的原因酶促褐变是因为食品内的多酚氧化酶与含氧物质接触时，多酚氧化酶就会催化氧化的发生，并产生了褐色的氧化产物。
常见的控制酶促褐变的方法温度控制酶促褐变是需要一定的温度才能发生的，温度越高，反应速率越快。
因此，将食品贮存于低温环境中可降低食品的褐变。
pH值控制多酚氧化酶的催化机理涉及到过氧化物的产生，而这种过氧化物主要是在酸性条件下产生。
因此，将食品的pH值调制至7以上，可以有效降低褐变的产生。
添加抗氧化剂抗氧化剂可抑制氧气和自由基等对多酚的氧化，从而达到稳定食品色泽的目的。
常用的抗氧化剂有柠檬酸、抗坏血酸等。
减少氧气接触将食品置于无氧气环境中，或用密封包装的方法，减少食品接触氧气的机会，也可以达到减少酶促褐变的效果。
结论综合而言，要控制食品的酶促褐变，需要从多方面入手，调节食品温度、PH值，添加适量的抗氧化剂等方法。
另外，以下是一些补充的控制酶促褐变的方法：加工处理通过一些加工处理，如切、削、蒸、煮等，可以破坏褐变反应所需要的酶或多酚等物质的组织结构，从而降低酶促褐变的发生。
勾芡在烹饪中，通过加入淀粉质的原料进行勾芡，可以有效降低酶促褐变的发生。
勾芡的本质是将多酚固定在淀粉粒子中，避免其与其他物质接触引起氧化反应。
降低金属离子含量食品中的金属离子，如铁、铜等，可以催化多酚的氧化反应。
因此，通过一些方法降低食品中金属离子的含量，如在加工生产过程中加入螯合剂、减少金属容器的使用等，也能达到降低酶促褐变的效果。
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。
食品化学第9章-褐变反应
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。
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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：
抗坏血酸兼具酸性及还原性，故极易氧化分解。
Cu2+和Fe3+等 金属离子 光 发生氧化的 影响因素 pH值
热
氧浓度
水分活度
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
1/2O2-
聚合-
9.2.3 酶促褐变的抑制
A .热处理 B .调节pH值
70～90 ℃加热约7 s，可使大部分酚酶失活；在80 ℃时10～20 min 或沸水中2 min，可使酚酶完全失活。 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。
C. 用化学药品抑制酚酶活性
商品化焦糖色素有三种
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
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9.3.3 抗坏血酸褐变
可能是其结构中的还原酮、烯胺或杂环类部分起作用
9.3.1.2 美拉德反应产物的抗氧化作用
褐变度文档
褐变度介绍褐变度是指物质在加热或燃烧过程中发生的颜色变化程度。
褐变是一种与加热或燃烧过程相关的化学反应，会导致物质颜色的改变，常见于食品、化妆品等行业中。
在食品行业中，褐变度常常被用来评估食品的品质，特别是与食品烹饪过程中的色素变化有关的食品。
褐变反应原理褐变反应的本质是物质的化学反应，所发生的化学反应导致物质颜色的改变。
褐变通常以褐色为主，但也可以出现其他颜色的变化，如红色、黄色等。
褐变反应的主要原理是氧化还原反应。
褐变反应的氧化还原反应可以分为两个主要步骤：1.氧化：原料中的有机物质发生氧化反应，将分子中的电子失去，并与氧气结合形成氧化产物。
2.还原：氧化产物中的非氧原子与其他原料中的原子结合，以形成还原产物。
褐变反应通常发生在高温条件下，这会加速反应速率。
此外，光照、酸碱度、氧气浓度等环境因素也会影响褐变反应的进行。
褐变度的测量方法褐变度的测量方法多种多样，下面介绍一种常见的测量方法。
仪器和试剂准备•测定褐变度常用的仪器是分光光度计。
•试剂：常用试剂包括二氧化碳、氢氧化钠溶液和二氧化硫溶液。
操作步骤1.准备样品溶液，使其浓度适合于分光光度计检测范围。
2.将样品溶液分别加入多个试验管中。
3.分别向试验管中加入适量的二氧化碳和氢氧化钠溶液，并充分混合。
4.在一个空白试管中加入等量的样品溶液，并加入适量的二氧化硫溶液。
5.使用分光光度计，根据所用试剂以及反应条件的不同，选择适当的波长，并将光密度设置为合适的量程。
6.测量各个试验管和空白试管的吸光度，并记录下各个试验管的吸光度数值。
褐变度计算根据测得的吸光度数值，可以计算出褐变度。
褐变度的计算通常根据所用试剂和反应条件的不同而异。
应用领域食品工业褐变度在食品工业中具有重要的应用价值。
食品加热和烹饪过程中发生的色素变化经常导致食品的褐变。
褐变度可以用于评估烹饪过程的质量和稳定性，同时也可以用于判断食品的新鲜度和保存时间。
例如，烤面包和炖肉等食品在加热过程中会发生褐变反应，通过测量褐变度可以判断食品加热的程度和时间，确保食品的品质。
酶促褐变的名词解释
酶促褐变的名词解释酶促褐变是一种常见的化学反应，在自然界中广泛存在。
它是一种生物体内的酶催化过程，通过酶的作用，将一些物质转化为褐色或棕色的产物。
这种反应通常在氧气存在的条件下进行，并且需要特定的酶作为催化剂。
酶促褐变的反应机制并不完全清楚，但我们可以从化学角度来解释这一过程。
首先，褐变通常与氧气有关。
氧气是酶促褐变反应中必不可少的因素之一，它在反应过程中被还原为氢氧根离子，并参与到后续的化学反应中。
其次，酶在酶促褐变中起到了至关重要的作用。
酶是一类高度专一性的生物催化剂，能够加速特定化学反应的进行。
在酶促褐变中，酶通过降低反应活化能，提高反应速率，从而加速了底物的氧化过程，并导致色素变成褐色或棕色。
酶促褐变反应的底物可以是多种物质，包括多糖、多酚、氨基酸等。
这些底物在一定条件下，如氧气的存在、酶的催化作用和适宜的pH值等，会发生氧化反应，并逐渐转化为褐色的产物。
这些褐色产物通常是复杂的多聚合物，其结构和颜色取决于底物的种类和反应条件。
酶促褐变反应在自然界中广泛存在，并且在生物体内扮演着重要的角色。
例如，在水果的成熟过程中，酶促褐变是果肉褐色的原因之一。
水果内的酶在氧气的存在下，催化果胶等多糖分子的氧化反应，导致果肉变成褐色。
类似地，在一些食物加工过程中，酶促褐变也会发生，如茶叶的发酵和咖啡的烘焙等。
此外，酶促褐变不仅仅是在食物中发生，它还在其他领域得到广泛应用。
在纸张和木材的制造过程中，酶促褐变反应被用来改善产品的质量和性能。
在环境科学中，酶促褐变有助于降解废水中的有机物，减少对环境的污染。
总之，酶促褐变是一种在氧气存在下，通过酶的催化作用将底物转化为褐色或棕色产物的化学反应。
它在自然界中普遍存在，并在食物加工、纸张制造和环境科学等领域发挥着重要的作用。
虽然酶促褐变的详细机制还有待进一步研究，但对于我们理解生物体化学变化的过程以及应用于相关领域都具有重要意义。
香菇的褐变过程与化学原理
香菇的褐变过程与化学原理香菇是一种常见的食用菌类，具有丰富的营养价值和独特的风味。
然而，当我们将新鲜的白色香菇放置一段时间后，会发现它们逐渐变成褐色。
这种褐变现象引起了人们的好奇，下面我们将探讨香菇的褐变过程以及背后的化学原理。
一、香菇的褐变过程香菇的褐变过程可以分为两个阶段：酶促反应和非酶促反应。
1. 酶促反应当香菇受到损伤或切割后，细胞内的酪氨酸酶会与氧气接触，产生氧化酶。
这种氧化酶能够催化酪氨酸的氧化反应，将酪氨酸转化为多种具有褐色的化合物，如酪氨酸酮酸和酪氨酸酮醇。
这些化合物的存在使得香菇表面逐渐变成褐色。
2. 非酶促反应除了酶促反应外，香菇的褐变还受到非酶促反应的影响。
在非酶促反应中，香菇中的多糖和氨基酸会发生糖基化和氨基酸糖基化反应，生成具有褐色的化合物。
这些化合物的形成进一步加速了香菇的褐变过程。
二、香菇褐变的化学原理香菇褐变的化学原理主要涉及酪氨酸的氧化反应和糖基化反应。
1. 酪氨酸的氧化反应酪氨酸是一种含有酚基的氨基酸，它在氧化酶的催化下，与氧气发生氧化反应。
具体来说，酪氨酸的苯环上的羟基被氧化酶氧化为酮基，形成酪氨酸酮酸。
同时，酪氨酸的侧链上的羟基也会被氧化酶氧化为酮基，形成酪氨酸酮醇。
这两种化合物的存在使得香菇表面逐渐变成褐色。
2. 糖基化反应香菇中的多糖和氨基酸可以发生糖基化和氨基酸糖基化反应。
在这些反应中，多糖和氨基酸之间发生缩合反应，生成具有褐色的化合物。
这些化合物的形成进一步加速了香菇的褐变过程。
三、如何延缓香菇的褐变虽然香菇的褐变是一种自然的化学反应，但我们可以采取一些方法来延缓褐变的速度。
1. 降低温度温度是影响香菇褐变速度的重要因素。
较低的温度可以减缓酶促反应和非酶促反应的进行，从而延缓香菇的褐变过程。
因此，将香菇存放在低温环境中，如冰箱中，可以有效延缓褐变。
2. 酸性环境酸性环境可以抑制酶的活性，从而减缓酶促反应的进行。
因此，将香菇浸泡在酸性溶液中，如柠檬汁或醋水中，可以延缓褐变的速度。
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法一、酶促褐变的反应机理酶促褐变是指在食品加工过程中，由于酶的作用而引起的食品色泽变黑的现象。
其机理主要涉及到以下几个方面：1. 酶催化反应：在食品加工过程中，存在一些酶类物质，如多酚氧化酶、过氧化物酶等，这些酶能够催化有机物质的氧化反应。
2. 自由基反应：当有机物质发生氧化反应时，会产生自由基。
自由基具有极强的活性，能够与其他分子发生反应，从而引起链式反应。
3. 醛类物质生成：在食品加工过程中，糖类和蛋白质会发生糖基化和蛋白质糖基化反应，生成大量的醛类物质。
这些物质具有较强的还原性和臭味，并且容易引起色泽变黑。
二、常用的控制酶促褐变的方法1. 温度控制法：在食品加工过程中，适当调节温度可以有效地控制酶促褐变的发生。
一般来说，低温下酶的活性较低，因此可以选择在低温下进行加工和储存。
2. 酸碱调节法：酸碱度对于酶的活性有很大影响。
在食品加工过程中，可以通过调节酸碱度来控制酶促褐变的发生。
一般来说，将食品调至中性或者稍微偏碱性可以有效地抑制酶促褐变。
3. 添加抗氧化剂：抗氧化剂能够有效地延缓食品的氧化反应，从而减少酶促褐变的发生。
常用的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、硫代乙醇等。
4. 添加还原剂：还原剂能够有效地降低食品中自由基和醛类物质的含量，从而减少酶促褐变的发生。
常用的还原剂包括谷胱甘肽、硫代乙二胺等。
5. 光照控制法：光照条件对于食品色泽有很大影响。
在食品加工过程中，可以通过控制光照条件来减少酶促褐变的发生。
一般来说，避免食品长时间暴露在阳光下可以有效地减少酶促褐变。
6. 水分控制法：水分对于食品的色泽有很大影响。
在食品加工过程中，可以通过控制水分含量来减少酶促褐变的发生。
一般来说，降低食品中水分含量可以有效地减少酶促褐变。
三、总结酶促褐变是一种常见的食品加工问题，在实际生产中需要采取多种措施来控制其发生。
针对不同的食品和加工过程，应该选择合适的方法进行控制，从而保证产品质量和安全性。
咖啡烘焙化学反应
咖啡烘焙化学反应咖啡烘焙过程中的化学变化：烘焙基础科学-褐变反应非酶促褐变反应(Nonenzymatic Browning)非酶促褐变反应不同于酶促褐变反应，非酶促褐变反应不需要酶，但是其反应需要热能、糖和氨基酸。
与咖啡烘焙有关的非酶促褐变反应有两种：焦糖化反应(caramelization recation)及美拉德反应（Mailard reaction).焦糖化反应（caramelization reaction)焦糖化反应比较容易解释。
焦糖化反应是糖的氧化，脱水，降解过程，它对咖啡的风味及颜色都会有影响。
我们这里指的糖主要是蔗糖（sucrose),我们在做菜过程中使用的糖属于蔗糖。
当蔗糖被加热到160度便开始慢慢脱水溶解变成半透明的液态。
当被加热到200度时糖中的化合物开始重组，产生棕色的焦糖（太妃糖）带有一定的烧糊（burnt)气味及苦味（bitter)，和一般人想象中甜甜的焦糖蛋糕中的焦糖味道完全不同。
平常食用的焦糖会加入糖，奶，或其它风味剂。
根据使用目的不同，制造商可以对焦糖化所造成的风味和颜色做选择，例如使用氨法生产的焦糖色素用于可乐饮料的上色。
除了产生气味和颜色，焦糖化反应会产生有机酸(organic acids).例如在糖脆的制作过程中加入小苏打粉（baking soda)与有机酸产生反应释放出二氧化碳,形成独特的口感。
在咖啡烘焙过程中也有类似的反应发生，糖降解也会产生二氧化碳，二氧化碳加大了咖啡豆内部纤维细胞组织的压力，最终造成纤维组织的断裂，形成了咖啡烘焙过程中“二爆”所发出的爆裂声。
咖啡过程中“一爆”现象产生的原因不同于“二爆”，“一爆”主要是由咖啡豆中水分蒸发所形成的压力造成的。
大约90%的蔗糖会在烘焙过程中降解形成多种产物，包括：甲酸（formic acids),醋酸（acetic acids).有实验表明醋酸含量在烘焙前期可以增加大约20倍，随烘焙后期醋酸会快速减少。
生活中褐变反应的实例
生活中褐变反应的实例1.苹果榨汁变色之谜苹果含有一种极其容易被氧化的酚类化合物，这种物质在与空气接触之后，就会发生氧化，也叫褐变反应。
2.酶是导致褐变的主要原因小麦中多酚氧化酶是导致酶促褐变的主要原因。
多酚氧化酶是自然界中分布极广的一种金属蛋白酶，普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中，如苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、茶叶等都含有这种酶，在某种情况下，如温度、气温、器皿等特定条件下，会产生一种颜色的褐变，比如生活中我们切开苹果一段时间切口表面会出现褐色的现象，就是褐变反应在起作用。
而小麦本身也含有这种酶，因此面粉在一定时间、一定条件下就会激活多酚氧化酶，产生褐色变反应。
3.面食制作慎用老面醒发警惕微生物污染微生物也是引起面制品变色发红的一个重要因素，如：霉菌、细菌、酵母菌等，在特定环境下，所以受潮的面粉不要食用，和面后没有用完的面团也要在短时间内吃完，否则同样容易感染微生物。
因为在气温较高，湿度较大的环境下，会导致面制品的水分活度和表面湿度较高，而面制品含有的蛋白质和脂肪又是微生物生长的营养源，这样的环境下很容易引起微生物的生长繁殖，使制品发生腐败和酸败。
在这些微生物中，有些菌落颜色呈现红色，有些会分泌红色素，从而导致制品出现发红现象。
消费者购买面粉开封使用后需注意存储环境干燥、面粉袋做好密封保存，尤其是在用老面制作面食需谨慎。
4.烤面包面包外层被烤成褐色就是美拉德褐变的色素产物，美拉德是一系列复杂化学反应的总称，在高温下氨基酸与还原性糖发生美拉德褐变，給食物带来更好的风味。
微焦的面包，配上因为烘烤而变得偏硬的口感，更是给人带来愉悦的咀嚼体验。
经过烘烤后的面包，果然跟蒸出来的大馒头味道不同呢！5.烤肉说到烤肉，大家都会不自觉地咽口水，烤肉的味道实在是让人难以抗拒。
而烤肉如此诱人的原因跟美拉德褐变完全脱不了干系，即使没有经过腌制、没有加过调料的肉类，放在火上这么一烤，也变得美味得让人难以抗拒。
肉类中有大量的蛋白质，发生美拉德褐变的反应物比面包要高出好几倍，反应效果自然也就更明显了。
美拉德反应及其在食品工业中的应用
美拉德反应及其在食品工业中的应用美拉德反应（Maillard reaction），又称非酶褐变反应（non-enzymatic browning reaction），是指在加热或干燥等条件下，还原性糖与氨基化合物（如氨基酸、肽、蛋白质等）之间发生的一系列复杂的化学反应，产生各种色素、香气和风味物质。
美拉德反应是食品加工过程中最常见和重要的反应之一，对食品的品质、营养和安全有着深远的影响。
美拉德反应是由法国化学家路易斯-卡米尔·美拉德（Louis-Camille Maillard）于1912年首先发现并描述的。
他在研究葡萄糖和甘氨酸之间的反应时，发现了一种新的褐色物质，并提出了“美拉德反应”的概念。
后来，许多科学家对美拉德反应进行了深入的研究，揭示了其复杂的机理和多样的产物。
1. 美拉德反应的机理和产物美拉德反应的机理可以分为三个阶段：初级阶段、中级阶段和高级阶段。
初级阶段初级阶段是指还原性糖与氨基化合物之间发生缩合反应，形成亚胺（Schiff base）或亚胺金属络合物（Schiff base metal complex），然后通过分子内重排或水解等方式，生成氨基酮（Amadori compound）或氨基醛（Heyns compound）等不稳定的中间体。
这些中间体可以进一步参与后续的反应，也可以被分解为其他物质。
初级阶段的反应速度较快，但不产生明显的色素和香气。
中级阶段中级阶段是指氨基酮或氨基醛等中间体通过脱水、裂解、环化、缩合等多种途径，生成吡喃类、吡咯类、吡唑类、噻唑类等含氮杂环化合物，以及各种含硫、含氧或含氮官能团的芳香化合物。
这些化合物具有不同的颜色和香气，是美拉德反应最主要和最有价值的产物。
其中，吡喃类化合物主要负责食品的色泽，而芳香化合物主要负责食品的香味。
高级阶段高级阶段是指中级阶段产生的化合物通过进一步的聚合、缩合、环化等反应，生成更大分子量和更复杂结构的化合物，如糖基化蛋白质（glycated protein）、糖基化脂质（glycated lipid）、糖基化核酸（glycated nucleic acid）等。
非酶褐变反应
非酶褐变反应
非酶褐变反应（non-enzymatic browning）是一种化学反应，指的
是在缺乏酶作用的情况下，食物中的糖类和氨基酸发生的一系列反应，导致食物颜色、味道和营养成分的改变。
这种反应通常发生在高温、
低水分或高pH值条件下。
非酶褐变反应主要包括两种类型：糖氨基酸反应和糖氧化反应。
糖氨
基酸反应是指糖类与氨基酸或蛋白质中的游离氨基酸结合形成缩合产物，如美拉德反应和利斯曼反应等。
而糖氧化反应则是指糖类被氧化
后形成羟甲基丙酮等产物，如芝士效应和卡拉梅尔效应等。
非酶褐变反应对食品品质有着重要影响。
它可以改变食品的颜色、味
道和营养成分，使其更具有吸引力。
例如，面包在烘焙过程中会出现
金黄色外皮和棕色内部，这就是由于面粉中的糖类和蛋白质在高温下
发生的非酶褐变反应导致的。
然而，非酶褐变反应也会对食品品质产生不利影响。
在过度加热或储
存时间过长的情况下，食品中的非酶褐变产物会增多，导致食品变得
苦涩、粘稠或硬化。
此外，非酶褐变反应还可能产生一些有害物质，
如丙烯酰胺等。
为了减少非酶褐变反应对食品品质的影响，可以采取一些措施。
例如，在烹调过程中控制温度和时间，避免过度加热；在储存过程中保持适
当湿度和温度；添加抗氧化剂等。
总之，非酶褐变反应是一种普遍存在于食品中的化学反应。
虽然它可
以改善食品的外观和口感，但也会对食品品质产生不利影响。
因此，
在日常生活中我们需要注意控制烹调温度和时间，并合理储存食品以
减少非酶褐变反应对食品的影响。
食品化学(谢明勇)9-第9章 褐变反应
第9章褐变反应Browning reaction生活中食品的颜色改变 举例•焙烤•烹调•生食主要内容●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●9.5 本章小结与思考题知识点✓了解褐变反应的定义✓掌握褐变反应的分类✓掌握酶促褐变反应的概念、三个条件、控制措施✓掌握美拉德反应的概念、主要反应历程、控制措施✓掌握焦糖化反应的概念、反应历程✓了解抗坏血酸褐变的反应历程✓了解褐变对食品的影响重点✓掌握酶促褐变反应、美拉德反应、焦糖化反应的反应物种类异同、反应条件和控制措施✓了解褐变对食品的影响难点✓掌握酶促褐变反应、美拉德反应、焦糖化反应这三类反应的反应历程和产物种类（包括阶段性中间反应产物）✓了解抗坏血酸褐变的反应历程9.1 概述褐变反应的概念食品可能在生长、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。
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 酶促褐变（Enzymatic browning）✓9.2.1 反应条件✓9.2.2 反应机理✓9.2.3 酶促褐变的抑制回目录反应条件9.2.1✓某些果蔬组织被碰伤、切开、削皮，就很易发生褐变。
✓以下水果会褐变吗？✓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（Polyphenol oxidase ，EC 1.10.3.1，简称PPO ）氧气回本节9.2.2 反应机理以土豆中酪氨酸为例9.2.2 反应机理以儿茶酚为例9.2.3 酶促褐变的抑制✓热处理70～90 ℃加热约7 s，可使大部分酚酶失活；在80 ℃时10～20 min或沸水中2 min，可使酚酶完全失活。
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法一、酶促褐变的反应机理1.1 褐变的定义和特点褐变是一种常见的食品品质变化现象，主要是由于一些特定酶促反应的发生而引起的。
褐变通常会使食品的颜色变深，呈现出棕色或黑色，同时也会导致食品的营养价值降低、口感变差、食品质量下降等问题。
1.2 酶促褐变的主要发生机理酶促褐变的主要发生机理是一种称为酶酚氧化酶（polyphenoloxidase，简称PPO）的酶类催化反应。
该酶催化的反应会将食品中的多酚类物质（如鞣质和酚类物质）氧化为具有显色性的多聚体，从而形成褐色色素。
二、控制酶促褐变的常用方法2.1 温度控制温度对酶促褐变反应的速率有着重要的影响。
一般来说，随着温度的升高，酶的活性也会增加，从而导致褐变反应的速率加快。
因此，降低食品的储存温度可以有效地减缓酶促褐变的发生。
同时，在食品加工和储存过程中，也可以利用低温处理或冷冻技术来控制酶的活性，从而达到控制褐变的目的。
2.2 酸碱调节pH值对酶促褐变反应也具有重要影响。
在不同的pH条件下，酶的活性会有所不同。
一般来说，酶促褐变反应在中性或弱酸性条件下最为活跃，而在碱性条件下酶的活性较低。
因此，可以通过调节食品的pH值来控制褐变的发生。
例如，可以添加酸性物质（如柠檬汁、柠檬酸）来降低食品的pH值，从而减缓酶促褐变的反应速率。
2.3 抗氧化剂的应用酶促褐变是一个氧化反应过程，因此，使用具有抗氧化性质的物质可以有效地抑制酶促褐变的发生。
常用的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、多酚类物质等，可以通过添加这些抗氧化剂来延缓酶促褐变的发生。
此外，还可以利用一些天然植物提取物作为天然抗氧化剂，如茶多酚、花青素等，来控制酶促褐变的发生。
2.4 酶抑制剂的使用酶抑制剂是一种特殊的化学物质，可以抑制酶的活性。
通过添加适量的酶抑制剂，可以有效地抑制酶促褐变的发生。
常用的酶抑制剂包括硫酸铜、亚硫酸盐等，它们可以与酶发生反应，从而阻断酶催化的褐变反应。
食化学烹饪中的8类化学反应(一)2024
食化学烹饪中的8类化学反应（一）引言概述：在食化学烹饪中，各种化学反应起着重要的作用，帮助食材达到更好的口感和营养价值。
本文将介绍食化学烹饪中的8种常见化学反应，包括酸碱反应、氧化还原反应、水解反应、糊化反应、褐变反应、发酵反应、油脂氧化反应和脱水反应。
一、酸碱反应：1. 酸碱中和反应（盐和水的形成）。
2. 酸性条件下蛋白质凝固，制作豆腐等食品。
3. 碱性条件下蛋白质变性，使蔬菜保持鲜绿色。
4. 酸性条件下果胶水解，促进果酱形成。
5. 碱性条件下糖分分解，制作焦糖色。
二、氧化还原反应：1. 氧化反应使肉类变色，改变食材的风味和营养。
2. 还原反应使面团发酵，增加面包的体积和松软度。
3. 氧化反应使水果变质，产生苹果变黑等现象。
4. 还原反应促使蛋白质的凝固，制作煮蛋等食物。
5. 氧化反应使脂肪酸氧化，产生臭味和有害物质。
三、水解反应：1. 蛋白质水解产生肽和氨基酸，增加食材的鲜味和营养。
2. 淀粉水解产生糊化物，增加食物的粘稠度和口感。
3. 脂肪水解释放出脂肪酸，为食材提供香味和风味。
4. 糖类水解生成果糖和葡萄糖，增加甜味和可溶性。
5. 维生素水解降低了其营养价值，使其容易被破坏。
四、糊化反应：1. 淀粉糊化使食物柔软，增加口感。
2. 粮食的糊化反应使其更易消化吸收。
3. 糊化反应使糕点膨胀、口感酥脆。
4. 糊化反应引起糖的焦糖色形成。
5. 糊化反应导致蔬菜的纤维软化，易于嚼碎。
五、褐变反应：1. 蛋白质发生褐变导致食品的色泽加深。
2. 蔬菜和水果发生褐变使其变质和口感变差。
3. 烘焙过程中食材表面发生褐变，增加食物香气和味道。
4. 煮食中食材表面发生褐变使其更美味。
5. 乳制品发生褐变影响其品质和保存期限。
总结：食化学烹饪中的8种化学反应，包括酸碱反应、氧化还原反应、水解反应、糊化反应、褐变反应、发酵反应、油脂氧化反应和脱水反应，在食材处理和烹饪过程中起着重要的作用。
了解和掌握这些化学反应，有助于提升食品的口感、味道和营养价值。
简述酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法
简述酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法一、酶促褐变的反应机理酶促褐变的反应机理主要涉及两个关键反应：氧化反应和聚合反应。
1.氧化反应在生物体内，酚类物质如酪氨酸、多酚和酚醛类物质等，经过酶的催化作用，与氧气发生氧化反应，生成间香豆素和氧气自由基。
一般而言，氧化反应必须有氧气存在，可以是空气中的氧气，也可以是植物或者动物体内酶物质催化氧气。
2.聚合反应间香豆素是氧化反应的产物之一，它可以与其他物质发生聚合反应，生成大分子聚合物。
这些聚合物在空气中暴露的情况下，会进一步发生氧化反应，形成褐色的产物。
这种聚合反应的速度往往比氧化反应的速度快，因此是整个酶促褐变反应的主要环节。
二、常用的控制酶促褐变的方法为了控制酶促褐变的发生，延长食品的保质期和提高产品的品质，目前常用的控制方法主要包括以下几个方面：1.酶抑制剂酶抑制剂可以抑制酶的活性，从而减缓或阻止酶促褐变的发生。
目前一些常用的酶抑制剂包括：抗氧化剂、金属螯合剂和酸碱调节剂等。
酶抑制剂能够通过不同机制来阻断酶促褐变的产生，对不同的酶起到不同程度的抑制作用。
2.低温处理酶促褐变的速度与温度有关，一般而言，温度越高，酶促褐变的速度越快。
因此，降低食品的储存温度可以有效减缓酶促褐变的发生。
冷冻和冷藏是常见的低温处理方法，可以延缓食品中酶的活性和褐变反应的进行。
3.酶失活处理通过加热等方式，将酶活性失活可以有效避免酶促褐变的发生。
加热处理可以破坏酶的空间构象和活性中心，使其失去催化能力。
常用的加热方式有蒸煮、高温处理和杀菌等。
4.化学处理一些化学物质能够与酶促褐变的反应物发生反应，形成不易氧化和聚合的化合物，从而减缓酶促褐变的发生。
常用的化学处理方法包括二氧化硫处理、生物酶处理和表面处理等。
5.防氧化处理酶促褐变的发生与氧气的存在也有关系，因此增加氧气的隔绝或降低氧气的浓度也可以减缓酶促褐变的发生。
如常用的真空包装和氮气保护等方式，都可以减少食品中的氧气含量，从而延缓酶促褐变的发生。
高糖食品加工过程中褐变反应的机理研究
高糖食品加工过程中褐变反应的机理研究在高糖食品加工过程中，人们常常会遇到褐变反应的问题。
褐变指的是糖类食物在加热过程中产生的褐色物质，它不仅给食品带来了颜色上的改变，还会对其口感和风味产生一定的影响。
因此，我们有必要研究褐变反应的机理，以便找到相应的控制方法。
褐变反应是一种复杂的非酶促反应，它主要涉及糖类的一系列化学变化。
在高温条件下，糖类与氨基酸、脂肪酸等其他食物成分发生反应，产生一系列具有色素性质的化合物。
这些化合物主要包括马拉德反应产物、丙酰胺反应产物和环氧化产物等。
这些产物使食品变得褐色，并且会改变其组织结构和营养品质。
首先，马拉德反应是褐变反应中最重要的一环。
这个反应是以糖类和氨基酸为反应物之间的酸碱催化反应，产生一系列的亚胺。
这些亚胺物质具有比较稳定的褐色色素，并且对食品的香气产生重要影响。
一方面，亚胺的形成可以增加食物的香气，给人以食欲。
另一方面，过多的亚胺会导致食物呈现出苦味，影响口感。
其次，丙酰胺反应是褐变反应的另一个关键环节。
丙酰胺是由糖类与氨基酸和脂肪酸反应形成的，它是产生褐色化合物的重要中间产物。
丙酰胺的生成速度与pH值、温度和反应时间等因素密切相关。
在高酸度环境下，丙酰胺的生成速度会更快。
因此，在高糖食品加工过程中，控制pH值是减缓褐变反应的重要手段之一。
最后，环氧化产物是褐变反应中的另一类色素化合物。
这类产物由脂肪酸和氨基酸反应过程中生成，具有较强的色素性质。
环氧化产物的生成主要受温度和氧气的影响。
高温环境下，反应速率会大大加快，因此在高糖食品加工过程中，需要控制好加热温度，以避免过多的环氧化产物生成。
褐变反应机理的研究有助于我们了解如何控制和减缓食品褐变的过程。
在实际生产中，我们可以采取一系列措施来控制褐变的发生。
首先，调节pH值是非常重要的，尤其是在酸性条件下，需要特别注意pH值的控制。
其次，降低加热温度可以减缓褐变反应的发生。
此外，可以添加一些抗氧化剂来保持食品的色泽和口感不受褐变反应的影响。
饲料褐变反应的危害及3大对策
饲料褐变反应的危害及3大对策饲料在加工过程中长期处于湿热环境下，由于饲料中某些物质会发生褐变反应，终导致褐变产物失去原有的营养价值，怎样保持饲料物质保持良好的外观和适口的风味，本文针对饲料褐变的危害与对策做出如下总结供读者参考：饲料在加工过程中长期处于湿热环境下，由于饲料中某些物质会发生褐变反应，终导致褐变产物失去原有的营养价值，怎样保持饲料物质保持良好的外观和适口的风味，本文针对饲料褐变的危害与对策做出如下总结供读者参考：一、饲料褐变过程一般把褐变反应分为三个过程。
首先是饲料中所含还原糖的羰基与赖氨酸的ε-氨基进行反应后，分子重新排列。
饲料的营养价值因动物缺乏水解缩合物的酶，使饲料由于赖氨酸的利用率下降而直接影响利用价值。
常见的是用褐变的大豆粕、棉籽粕、菜籽粕和葵花籽粕等植物性高蛋白质油粕作为饲粮主要蛋白源，其危害更为明显。
其次是由于进一步反应可生成数以千计的化合物，可影响到饲料的气味和风味。
从实践看，一般虽不能对采食量造成明显影响，但因日粮消化率下降而影响到动物生产能力的发挥。
结果是因分子缩合、聚合形成类黑素。
褐变反应的全过程到此终结。
二、饲料褐变的危害使用褐变饲料可使3-7周龄的肉用仔鸡生长发育停滞，与同龄正常鸡的体重相比要差7-10天；蛋鸡产蛋率可下降近20个百分点，而且蛋重明显降低；母猪出现产奶不足，补料消耗增加，仔猪增重下降，育肥猪增重也呈下降趋势。
据调查，各饲养场的反映基本相似，一般在用褐变饲料约2周后出现上述情况。
其主要原因是饲料褐变反应导致鸡限制性氨基酸、猪第二限制性氨基酸--赖氨酸的不足，造成生产性能大幅度下降。
三、饲料褐变的对策饲料加工机械的设计如能减少加工物的升温将对控制褐变有益；需焙烤的饲料也应注意温度合理，水分含量要尽量低，半湿型、湿型饲料及罐头饲料也要注意这些；饲料加工后的迅速降温对各型饲料都是重要的。
饲料原料及产品均应合理贮存，避免露天存放。
褐变反应教案
褐变反应教案标题: 褐变反应教案1. 教学目标:- 理解褐变反应的概念和原理。
- 分辨不同条件下褐变反应的结果。
- 掌握进行褐变反应实验的实验方法和技巧。
- 培养学生的实验观察力和实验设计能力。
2. 教学准备:- 实验器材: 铁粉、铜粉、砾石、硫、酒精灯、试管、试剂瓶等。
- 实验材料: 褐变反应相关原理和实验步骤的教材资料。
- 多媒体设备: 计算机、投影仪等。
- 课堂布置: 实验台、试管架等。
3. 教学步骤:引入活动:- 利用多媒体设备展示与褐变反应相关的图片或视频，引起学生兴趣并介绍褐变反应的概念。
知识讲解:- 通过讲解、示范或多媒体演示，向学生介绍褐变反应的原理和相关实验步骤。
- 强调不同条件下褐变反应的可能结果，如温度、气氛等因素的影响。
实验操作:- 将学生分成小组，每组配备一套实验器材。
- 指导学生按照褐变反应的步骤进行实验操作。
鼓励学生在实验过程中积极观察和记录数据。
实验结果分析:- 引导学生讨论和比较实验结果，分析造成不同结果的因素，并总结规律。
- 鼓励学生提出自己的观点和解释，培养学生的实验设计和思考能力。
知识拓展:- 介绍褐变反应在现实生活中的应用，如与铁器的锈蚀、古代青铜器腐蚀等相关。
- 引导学生思考可用于控制或延缓褐变反应的方法，并鼓励他们提出解决方案。
4. 课堂练习与讨论:- 分发练习题或情景案例，让学生运用所学知识解决问题。
- 组织学生进行小组讨论，分享彼此的答案和思路。
5. 总结与评价:- 对学生进行知识点的总结和复习，并核对他们的实验记录。
- 鼓励学生发表个人或小组对教学内容的评价和建议。
6. 课后延伸:- 布置课后作业，要求学生进一步研究褐变反应或实验设计。
- 鼓励学生使用互联网资源或图书馆资料查阅相关内容，提高学生自主学习能力。
通过以上教案的设计与实施，您可以对学生提供褐变反应的相关知识与实践经验，帮助他们理解和掌握这一化学反应的基本原理与特点。
同时，通过实验操作和思考讨论，有助于培养学生的实验观察、分析和解决问题的能力。
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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。
酱油在发酵时变褐色，这也是原因之一。
酶促褐变的预防措施
（1）热处理：热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃，维持几秒钟；
（2）酸处理：多数酚酶的最适pH 为6-7，pH<3.0 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐变，常用
VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。
一般柠檬酸与亚硫酸钠混用，0.5%柠檬酸+ 0.3%VC；
（3）二氧化硫及亚硫酸钠：在pH=6 时，效果最好，10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活，但考虑到挥
发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。
添加此类试剂会造成食品褪色和维生素
B1被破坏；
（4）驱氧法；使用抗坏血酸，浸涂在果蔬表面，其可螯合Cu，还原醌，它比醌更容易氧化
（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。
编辑本段非酶促褐变
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。
①美拉德（Maillard）反应
美拉德（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，再经Amadori分子重排生成果糖胺，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，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：羟醛缩合与聚合形成褐色素。
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。
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，奶粉幽囚含水量低于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。