蔗糖褐变
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。
食品化学实验一 食品中的美拉德反应及其影响因素
实验一食品中的美拉德反应及其影响因素
一、原理
美拉德反应是一类非酶褐变反应，是氨基化合物（氨基酸和蛋白质）与羰基化合物（还原糖类）之间的反应，美拉德反应开始，以无紫外吸收的无色溶液为特征，随着反应不断进行，溶液逐渐变成黄色，在近紫外区吸收增大，同时还有少量糖脱水变成5-羟甲基糠醛，以及发生键断裂形成二羰基化合物和色素的初产物，最后生成类黑精色素。
美拉德反应会对食品体系的色泽和风味产生较大影响。
二、材料、仪器及试剂
（一）材料：蔗糖（非还原性糖）、葡萄糖（还原性糖）、赖氨酸。
（二）仪器：紫外可见分光光度计、水浴锅、天平、具塞刻度试管（25ml）、纱布、5ml移液管、1ml移液管、试管架、滴管、高压灭菌锅。
（三）试剂：1mol/L盐酸溶液
三、操作步骤
（一）分别用蒸馏水配制0.1mol/L赖氨酸溶液、0.1mol/L蔗糖溶液、0.1mol/L 葡萄糖溶液和0.1mol/LNa2SO3 溶液。
（二）取7支试管，编号为A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，并按照下表所示做不同处理（每组均做两次重复试验）。
将试管置于高压灭菌锅内，121℃反应15min。
另取7支试管，做相同处理后置于100℃水浴锅，反应15min。
1
（三）测定指标
冷却至室温，用紫外可见分光光度计在420nm下测定吸光度，以7号管中溶液为参比对照，观察、记录溶液的颜色和气味，并进行分析讨论。
四、讨论
列举一个有非酶褐变发生的食品体系，分析非酶褐变对食品品质的影响并提出控制（加速或抑制）措施。
（300-500字）
1。
咖啡烘焙过程，发生了什么？
咖啡烘焙过程，发生了什么？咖啡生豆经过烘焙将内部成分转化后我们才可以闻到迷人般的咖啡香味，但是在生豆烘焙过程中成份转变十分复杂，本文简单介绍了咖啡烘焙过程中的化学反应，希望成为大家继续深入研究的起始点。
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。
果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因
果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因引言果汁是一种常见的饮品，它具有丰富的维生素和矿物质，因此备受人们青睐。
然而，在果汁的加工过程中，有时会出现色泽褐变的情况。
这种褐变会降低果汁的品质和口感，给消费者带来不好的体验。
本文将探讨果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因，并提出相应的解决方案。
产生色泽褐变的原因1. 酶的作用当果汁中的水果被切割或榨汁时，细胞中的酶会与氧气接触，从而引起氧化反应，导致果汁变褐。
酶主要为多酚氧化酶和过氧化物酶，它们能够氧化水果中的多酚类物质，使其变为深褐色。
1.1 多酚氧化酶多酚氧化酶是一种常见的酶类，它能够催化多酚化合物的氧化反应。
在果汁的加工过程中，多酚氧化酶会将水果中的多酚类物质氧化为醌类化合物，从而导致果汁变褐。
•解决方案：–添加抗氧化剂：向果汁中添加抗氧化剂，如维生素C等，可以抑制多酚氧化酶的活性，从而减缓果汁的褐变过程。
–采用加热处理：加热可以破坏多酚氧化酶的活性，从而减少果汁的着色问题。
1.2 过氧化物酶过氧化物酶是一种常见的酶类，它能够将过氧化氢分解为氧气和水。
在果汁的加工过程中，过氧化物酶会催化水果中的过氧化氢分解反应，从而产生氧气，进而引起果汁的褐变。
•解决方案：–低温储存：过氧化物酶的活性受温度影响较大，将果汁存储在低温条件下可以降低过氧化物酶的活性，减少果汁的褐变问题。
–采用一氧化碳气氛包装：在果汁的包装过程中，使用一氧化碳气氛可以有效抑制过氧化物酶的活性，减少果汁的氧化反应，从而降低果汁的褐变。
2. 反应物的存在果汁中的某些成分与空气中的氧气反应，也会导致果汁的褐变。
主要反应物有蔗糖、酚类物质和氨基酸等。
2.1 蔗糖蔗糖是果汁中常见的糖类物质，它与氧气反应会产生焦糖化反应，从而导致果汁变为褐色。
•解决方案：–加速加工速度：减少果汁与空气接触的时间，可以减少蔗糖与氧气的反应，从而减少果汁的褐变。
–控制加工温度：高温会加速蔗糖的焦糖化反应，因此在果汁的加工过程中应控制加工温度，避免褐变问题的发生。
什么叫食品的褐变反应？从反应机理看，食品的褐变分为哪几种类型
什么叫食品的褐变反应？从反应机理看，食品的褐变分为哪几种类型褐变是指食物中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。
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。
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。
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。
非酶褐变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应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的情况下将糖类物质加热到其熔点以上温度，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：（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。
甘蔗汁褐变抑制介绍
学号：毕业论文说明书甘蔗汁褐变的抑制工艺研究Study on the technology of browning inhibition ofsugarcane juice学院专业班级学生指导教师（职称）完成时间年月日至年月日摘要本实验以蔗汁为试材，研究蔗汁经漂烫灭酶、添加V、柠檬酸复合液及亚硫C酸钠溶液处理后的褐变抑制情况，分析其多酚氧化酶活性变化，探讨不同灭酶温度、V和亚硫酸钠添加量对蔗汁的保鲜效果以及抑制褐变的最适处理方法。
结果C表明：蔗汁褐变抑制工艺参数为：75℃漂烫灭酶、添加0.009%V、0.004%柠檬酸C复合液以及0.006%亚硫酸钠处理可有效保护蔗汁中的酚类物质、花色苷和可溶性固形物含量，降低褐变指数和抑制多酚氧化酶的活性，保持蔗汁较高品质。
关键词蔗汁褐变抑制AbstractIn this paper, we studied the influence of browning, polyphenol oxidase activity of the fresh sugarcane juice in order to explore the best preservation conditions. The effects of vitamin C and sodium sulfite were compared for sugar cane juice. The results showed that: It is a effective way to protect the polyphenols of samples. It can not only reduce the browning index inhibition of polyphenol oxidase activity but also keep freshly squeezed sugarcane juice higher quality through blanching enzyme inactivation in 75°C, adding 0.009%V, 0.004%Ccitric acid mixture, and 0.006% sodium sulfite. The effectively of protecting the sugarcane juice polyphenols, anthocyanins and soluble solids content were affirmed.Keywords sugarcane juice browning inhibition目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (I)第一章绪论 (1)1.1 甘蔗 (1)1.2 甘蔗生产现状 (1)1.3 国内甘蔗加工现状 (1)1.4 蔗汁褐变类型 (2)1.4.1 酶促褐变 (2)1.4.2 非酶促褐变 (3)1.4.3 抑制褐变手段 (3)1.5 酶促褐变抑制方法 (3)1.5.1 加热漂烫处理 (3)1.5.2 pH影响 (3)1.5.3 驱氧法 (4)1.5.4 改变底物结构 (4)1.6 非酶促褐变抑制方法 (4)1.6.1 降温贮藏 (4)1.6.2 水分含量 (4)1.6.3 亚硫酸盐 (4)1.6.4 氧气 (5)1.7 实验中褐变抑制方法 (5)1.7.1 热处理 (5)1.7.2 酸处理 (6)1.7.3 亚硫酸钠处理 (6)1.8 本项目研究的目的、意义及内容 (6)1.8.1 目的及意义 (6)1.8.2 主要研究内容 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验材料、试剂 (7)2.1.1 实验材料 (7)2.1.2 实验试剂 (7)2.2 实验仪器 (7)2.3 实验方法 (8)2.3.1 榨汁与处理 (8)2.3.2 操作要点 (8)2.4 总酚测定 (8)2.5 花色苷测定 (9)2.6 褐变指数测定 (9)2.7 可溶性固形物测定 (9)2.8 PPO酶活性测定 (9)第三章结果与分析 (11)3.1 总酚测定 (11)3.2 漂烫温度对各项指标的影响 ............................................................................... . (11)3.2.1 总酚含量影响 (12)3.2.2 褐变指数影响 (12)3.2.3 花色苷含量影响 (13)3.2.4 可溶性固形物含量影响 (13)3.2.5 PPO酶活性影响 (14)V添加量对各项指标的影响 (14)3.3C3.3.1 总酚含量影响 (15)3.3.2 褐变指数影响 (15)3.3.3 花色苷含量影响 (16)3.3.4 可溶性固形物含量影响 (16)3.3.5 PPO酶活性影响 (17)3.4 亚硫酸钠添加量对各项指标的影响 (17)3.4.1 总酚含量影响 (18)3.4.2 褐变指数影响 (18)3.4.3 花色苷含量影响 (19)3.4.4 可溶性固形物含量影响 (19)3.4.5 PPO酶活性影响 (20)第四章结论 (21)心得体会 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第一章绪论1.1 甘蔗甘蔗，又称薯蔗、糖蔗、黄皮果蔗，是一种一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物，是极其重要的经济作物。
蔗糖加热后为什么会呈红褐色
蔗糖加热后为什么会呈红褐色？
假日里随父母前去乡下打糖钩，所谓“打糖钩”，便是架起七八口大锅。
将榨出的蔗糖水，盛满第一口锅，旺火加热，水分适当蒸发后，又倒入第二口锅，依次下来，到了第四锅这蔗糖水从原来的澄清透明奇迹般地变稠、变红了。
回家后，心中好奇，将结晶蔗糖放于铁勺上加热。
以下是实验现象的记录：
实验结果表明了结晶蔗糖具有热分解的作用，产生化学变化，使蔗糖变色。
可是，这是为什么呢？书上说：“蔗糖及蔗糖溶液在热、酸、碱、酵母等的作用下，会产生各种不同的化学反应。
”之前，听说红糖的葡萄糖比普通的白糖要高得多，药用极佳。
根据推理，加热过程中，蔗糖必会产生化学变化形成葡萄糖物质。
可是，蔗糖变成红褐色又是产生了什么物质呢？
看来只好查询电脑了，真相终于大白：结晶蔗糖加热至160℃，便熔化成为浓稠透明的液体。
加热时间延长，蔗糖即分解为葡萄糖及脱水果糖。
在190—220℃的较高温度下，蔗糖便脱水缩合成为焦糖。
焦糖进一步加热则生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等产物。
在潮湿的条件下，蔗糖于100℃时分解，释出水分，色泽才会变黑。
我明白了，所谓“打糖钩”蔗糖的变色其实并不神秘！物质的一系列化学变化，要是人们要弄懂它，便需利用科学的知识来解析。
科学其实无处不在呀！南苑中学一（6）施心可。
如何防止乳制品褐变
如何防止乳制品褐变[ 2001-12-13 ]问：液态乳制品褐变的原因是什么？如何防止液态乳制品的褐变答：随着人们生活水平的提高，人们对健康的重视及国家对乳制品行业的扶持，使乳制品发展迅速。
在日本，液态乳制品占乳制品的60％左右，而我国液态奶仅占整个乳制品的10％左右，中日两国饮食结构相近，所以我国液态乳制品仍有广阔的发展空间。
在液态乳制品的生产中，一些厂家经常遇到褐变的问题。
乳制品经长时间高温加热发生褐变，这类褐变属于非酶褐变，主要是羰氨反应，其次是乳制品中乳糖的焦糖化反应。
羰氨反应即美拉德反应是由法国科学家L．C．Maillard于1912年发现的。
羰氨反应是食品在加热或长期贮存后发生褐变的主要原因。
羰氨反应过程可分为两个阶段和三条反应路线即羰氨缩合、分子重排、重排物降解、醇醛缩合、生成黑色素的聚合作用。
乳制品的羰氨反应是酪蛋白的末端氨基酸———赖氨酸的游离氨基与乳糖的羰基发生反应，最终生成褐色物质。
羰氨反应所需具备的条件是还原性羰基（＞C＝O）和氨基（－NH2）。
因而，糖与氨基化合物的结构影响褐变的速度。
有文献表明，五碳糖褐变迅速，氨基化合物碱性氨基酸褐变迅速，氨基所处位置也影响褐变速度。
体系的pH值对羰氨反应也有影响。
pH值偏低，体系处于酸性条件时，氨基处于质子化状态，使美拉德反应的初级产物葡萄糖胺不能形成，使美拉德反应不易进行。
pH 值上升可以促进褐变，褐变的临界pH值为6．0～7．6。
温度对美拉德反应的影响也较大。
温度越高，褐变越严重。
温度每相差10℃，其褐变速度相差3～5倍。
例如在120℃／7．5min时，容易发生美拉德反应。
反应时间也是一个重要因素，乳制品在高温情况下，时间越长，褐变越严重，且高温长时的褐变程度远大于超高温短时。
所以，中性乳制品在杀菌过程中可先进行超高温瞬时灭菌（UHT），然后在116℃／20min高温杀菌，这样褐变程度要比121℃／20min 轻，且对产品的品质也有好处。
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。
甘蔗果酒发酵过程褐变机理及其控制研究
甘蔗果酒发酵过程褐变机理及其控制研究甘蔗果酒发酵过程褐变机理及其控制研究甘蔗果酒是一种具有悠久历史和独特风味的传统酒类，其发酵过程中的褐变现象一直是学术界和生产实践中备受关注的问题。
本文将围绕甘蔗果酒发酵过程中的褐变机理展开深入探讨，并提出有效的控制方法，以期为相关领域的研究和生产提供有价值的参考。
一、甘蔗果酒发酵过程中的褐变现象1.1 褐变现象的基本特征在甘蔗果酒的发酵过程中，由于酵母菌和细菌的作用，甘蔗中的糖分被分解为酒精和二氧化碳，同时产生了一系列的化学反应。
其中，褐变现象即为其中一种重要的变化，主要表现为颜色的加深和气味的改变。
1.2 褐变现象的影响因素褐变现象的产生和发展受到多种因素的影响，包括发酵温度、酵母菌和细菌的活性、氧气的接触程度等。
这些因素相互作用，共同决定了褐变现象的程度和速度。
二、甘蔗果酒发酵过程中褐变的机理研究2.1 化学反应的分析通过对甘蔗果酒发酵过程中产生的化学物质进行分析，可以发现褐变现象的机理与多种化学物质的生成和变化密切相关，如多酚类物质和糖类物质的氧化反应等。
2.2 酶学机理的探讨研究表明，在甘蔗果酒的发酵过程中，多种酶类物质参与了褐变现象的产生，如过氧化物酶、多酚氧化酶等。
这些酶类物质的活性和作用方式对褐变现象具有重要影响。
三、褐变的控制研究及方法3.1 温度的控制在甘蔗果酒的发酵过程中，适宜的温度可以有效控制酵母菌和细菌的活性，减缓褐变的发生。
控制发酵温度是有效防止褐变现象的重要手段。
3.2 氧气的管理氧气是褐变现象的重要影响因素之一，适当地控制甘蔗果酒发酵过程中的氧气接触程度，可以有效减缓褐变现象的发生。
3.3 酶类物质的抑制通过添加一定的抑制剂，如亚硫酸盐和抗坏血酸等，可以有效抑制发酵过程中多酚类物质和酶类物质的活性，从而减少褐变的产生。
总结与展望通过对甘蔗果酒发酵过程中褐变的机理进行深入研究，我们可以更好地理解褐变现象的产生和发展规律，从而提出有针对性的控制方法。
食品化学 第九章 食品颜色与褐变作用
9.2 褐变的分类
非酶褐变 羰氨反应引起的褐变 焦糖化引起的褐变 抗坏血酸氧化引起的褐变
酶促褐变
第九章
褐变作用与食品颜色
9.3 非酶褐变 9.3.1 羰氨反应 9.3.1.1 羰氨反应概念 1921年， 法国化学家Mailard 发现葡萄糖与甘氨酸溶液 共热即产生褐色色素，并称此色素为类黑精。以后人们就将 胺、氨基酸、蛋白质与糖、醛、酮之间的反应统称为Mailard 反应或羰氨反应。 9.3.1.2 羰氨反应历程 初始阶段：包括羰氨缩合和分子重排两种作用生成果糖胺与 双果糖胺（1~8）。 中间阶段：包括果糖胺脱水生成羟甲基糠醛（9~14）、果糖 胺脱去胺残基重排生成还原酮(15~19)及氨基酸与二羰基化合 物的作用(19)。 终止阶段：包括醇醛缩合和生成黑色素的聚合作用
对于氨基化合物来说，褐变速度为：蛋白质>肽>胺类>氨 基酸。在氨基酸中, 碱性氨基酸褐变速度较快，ε-位或在末端者， 比α-位上较易褐变，所以赖氨酸褐变损失率最高。 由于脂类氧化和热解可产生不饱和醛、酮及二羰基化合物， 因此，不饱和度高、易氧化的脂类亦易与氨基化合物发生褐变 反应。 5） 亚硫酸处理 羰基可以和亚硫酸根形成加成化合物，其加成物能与氨基 酸化合物缩合，但缩合产物不能再进一步生成Schiff碱和N-葡萄 糖基胺，因此，可用SO2和亚硫酸盐来抑制羰氨反应。
第九章
9.3.2
褐变作用与食品颜色
焦糖化褐变（Caramellization）
9.3.2.1 焦糖化褐变的概念 糖类在没有氨基化合物存在的情况下，当加热至其熔点 以上时，糖通过脱水形成酱色物质，或通过裂解形成一些挥 发性醛、酮类物质后，进一步缩合、聚合形成粘稠状的黑褐 色物质的反应称为焦糖化反应。 9.3.2.2 焦糖化的反应过程（以蔗糖为例） 1) 开始阶段：蔗糖熔融，温度约达到200℃，起泡，约5分钟 时脱去1分子水，生成异蔗糖酐（无甜味但有温和的苦味）。
解释褐变(包括分类`发生机制`影响因素及抑制方法)
氧的存在：氧气是生物生命活动的主要参加物 质，也是生命活动不可缺少的。在正常发育的 植物组织中，酚类物质、氧气、PPO 同时存 在并不发生褐变,这可能与细胞内酚类物质和 PPO 的区域性有关 ，也可能因为在正常的组 织细胞内由于酚类物质分布在细胞的液胞内， 而PPO 那么分布在各种质体或细胞质内,这种 区域性分布使酚类物质与PPO 不能接触。而 当细胞膜的构造发生变化和破坏时，那么为酶 创造了与酚类物质 接触的条件，在氧存在的
甘氨酸 α- 丙氨酸 缬氨酸 α- 氨基丁酸 亮氨酸 丝氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 半胱氨酸 脯氨酸 羟基脯氨酸 精氨酸 苯丙氨酸 异亮氨酸 谷氨酸
二羟基丙酮 100 ℃ 焙烤土豆香味 淡弱焦糖香味 强的酵母水解物香味
— 强烈干酪香味 淡的面包香味 香气弱 烤土豆香 硫化氢 烤饼干、面包皮香味
— 极淡香气
情况下使酚类物质氧化成醌，进展一系列的脱 水，聚合反响，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。
根据不同氨基酸和不同羰基化合物在不同
条件下的产物香味不同，通过调整配方,控 制反响条件，生产不同的反响香料，通过 补加一局部合成和天然香料调配香精。
例如
巧克力香味料：将葡萄糖5. 0 份，缬氨酸3. 0 份，亮氨酸3. 2 份和水100 份混合投入密闭 容器中，通入N2，压力控制在10MPa ，115 ℃下搅拌反响3h ，经冷却后得到巧克力风 味的反响香料。
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
甘蔗制糖过程有色物质的变化
甘蔗制糖过程有色物质的变化1、甘蔗提汁过程的增色作用甘蔗中原来的糖汁的色泽是不深的，但混合汁的颜色却很深，呈棕黑色。
人们很早就发现，甘蔗原汁中的多酚类物质受到氧化酶的催化作用被氧化，以及和铁反应都会形成很深的颜色。
如果能避免氧化作用或不与铁器接触，则糖汁色泽会浅得多。
主要是甘蔗中的多酚类和铁及氧起反应后，生成深色的化合物。
即多酚类和由提汁设备溶解入蔗汁中的铁结合生成深色物质。
溶入蔗汁的铁最初是低价的，但由于蔗汁中同时存有氧化酶而迅速变为高价铁。
氧化酶、过氧化酶和酪氨酸酶与多酚类和铁共存，是蔗汁颜色深的主要原因。
研究证明，糖汁中的酪氨酸受多酚氧化酶作用而生成的邻二酚苯丙氨酸，是糖汁和白糖显色的主要因素。
研究亦证明了糖汁中的酪氨酸易被酪氨酸酶和多酚氧化酶氧化生成DOPA，后者再被氧化酶氧化，或在某些条件下自行氧化，结果都生成深色物质。
DOPA亦可与铁(二价或三价)反应生成深色物质。
酪氨酸酶的活性在20℃和pH 6～7时最强，在低pH下较弱；从60℃开始活性减弱，到80℃失去活性。
甘蔗中原有的多酚类物质有高分子和低分子的，前者会分裂成小的酚类物，形成更多色素；而小分子又会受氧化酶作用缩合生成更深色的大分子化合物。
多酚类又易与铁络合生成深色的物质。
如果将甘蔗先加热把氧化酶破坏，压出的蔗汁的颜色就浅得多。
自然界中，由酶催化使有机物氧化而生成深色物质的现象是很普遍的，这称为酶促褐变。
铁和各种酚类物结合形成稳固的络合物，颜色很深。
这是糖汁变深色的主要因素之一。
如果将糖液中的铁除去,则多数糖液都会变得较浅色。
总的来说，多酚类、铁和氧、氧化酶是糖品出现深色的基本原因，减少任何一个因素都能够使糖品的颜色明显变浅。
目前的制糖生产方法，在提汁阶段形成深色的糖汁，而在后阶段则要千方百计花很大成本去脱色。
这是一个很大的矛盾。
可惜，制糖生产过程难以避免接触铁器和空气，也不可能避开多酚类。
但是应该努力寻求一种可行的方法，尽量减少前阶段的色素生成，减轻后阶段的脱色负担。
蔗糖褐变
1 、糖氨基结构还原糖是美拉德反应的主要物质，五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍，还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为：核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖则：半乳糖>甘露糖>葡萄糖。
还原性双糖分子量大，反应速度较慢。
在羰基化合物中，α-乙烯醛褐变最慢，其次是α-双糖基化合物，酮类最慢。
胺类褐变速度快于氨基酸。
在氨基酸中，碱性氨基酸速度快（赖氨酸、精氨酸），氨基酸比蛋白质快。
2 、温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。
一般每相差10℃，反应速度相差3～5倍。
30℃以上速度加快，高于80℃时，反应速度受温度和氧气影响小。
3、水分含量在10%～15%时，反应易发生，完全干燥的食品难以发生。
4、pH值当pH值在3以上时，反应随pH值增加而加快。
5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变，钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。
消除方法美拉德反应是一个十分复杂的反应过程，中间产物众多，终产物结构十分复杂，完全抑制美拉德反应相当困难，又由于美拉德反应影响因素众多，有效抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果，一般认为可采用以下方法抑制美拉德反应：1.使用不易褐变的原料2.调节影响美拉德反应褐变速度的因素3.降低温度4.降低pH 值5.调节水分活度6.氧气7.使用氧化剂8.使用酶制剂等等还原糖思路：白糖含有少量水，符合水对美拉德反应的影响。
反应PH=8-9同样符合。
碱性条件下，论是白糖还是甲酯都可分解（水下更严重），白糖生成果糖和葡萄糖（都是还原糖，同时是美拉德反应所必须的，白糖受潮是否已经水解？从9.2实验用干燥过（原来受潮）生褐变可见，受燥后可能就已经水解变质），褐变在80度后体系先变黄后变深褐色。
反应后期还会生成深褐色不溶物。
测试还原糖本尼迪克特试验糖化反应糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140-170℃以上）时，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又称卡拉密尔作用（caramelization)。
第二节食品的褐变现象
第二节食品的褐变现象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。
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。
一、酶促褐变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。
（一）酶促褐变的机理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。
动物皮毛中的黑色素是通过这一机理而形成的。
虾类在冷藏过程产生黑斑的原因也是基于这一机理。
在水果中，儿茶酚分布非常广泛，它在儿茶酚酶作用下非常容易氧化成醌（邻苯醌）。
醌形成后，进一步形成羟醌（）则是个自动反应，无需酶参与，羟醌再进行聚合，依聚合程度大小由红变褐，最后形成黑褐色物质。
酚酶作用的底物主要有一元酚型、邻二酚型化合物，如前述的花青素、黄酮类、鞣质等，酚酶对邻位二酚的作用快于一元酚，对位二酚也可发生作用，但间位二酚不能作为底物，邻位二酚的取代衍生物也不能作为底物，如愈创木酚，阿魏酸。
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1 、糖氨基结构还原糖是美拉德反应的主要物质，五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍，还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为：核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖则：半乳糖>甘露糖>葡萄糖。
还原性双糖分子量大，反应速度较慢。
在羰基化合物中，α-乙烯醛褐变最慢，其次是α-双糖基化合物，酮类最慢。
胺类褐变速度快于氨基酸。
在氨基酸中，碱性氨基酸速度快（赖氨酸、精氨酸），氨基酸比蛋白质快。
2 、温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。
一般每相差10℃，反应速度相差3～5倍。
30℃以上速度加快，高于80℃时，反应速度受温度和氧气影响小。
3、水分含量在10%～15%时，反应易发生，完全干燥的食品难以发生。
4、pH值当pH值在3以上时，反应随pH值增加而加快。
5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变，钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。
消除方法
美拉德反应是一个十分复杂的反应过程，中间产物众多，终产物结构十分复杂，完全抑制美拉德反应相当困难，又由于美拉德反应影响因素众多，有效抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果，一般认为可采用以下方法抑制美拉德反应：
1.使用不易褐变的原料
2.调节影响美拉德反应褐变速度的因素
3.降低温度
4.降低pH 值
5.调节水分活度
6.氧气
7.使用氧化剂
8.使用酶制剂等等
还原糖
思路：白糖含有少量水，符合水对美拉德反应的影响。
反应PH=8-9同样符合。
碱性条件下，论是白糖还是甲酯都可分解（水下更严重），白糖生成果糖和葡萄糖（都是还原糖，同时是美拉德反应所必须的，白糖受潮是否已经水解？从9.2实验用干燥过（原来受潮）生褐变可见，受燥后可能就已经水解变质），褐变在80度后体系先变黄后变深褐色。
反应后期还会生成深褐色不溶物。
测试还原糖
本尼迪克特试验
糖化反应
糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140-170℃以上）时，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又称卡拉密尔作用（caramelization)。
焦糖化反应在酸、碱条件下均可进行，但速度不同，如在pH8时要比pH5.9时快10倍。
糖在强热的情况下生成两类物质：一类是糖的脱水产物，即焦糖或酱色（caramel)；另一类是裂解产物，即一些挥发性的醛、酮类物质，它们进一步缩合、聚合，最终形成深色物质。
含有氨基的化合物就是氨基化合物（amide）。
氨基amino－NH2是氨分子（ammonia）中去掉一个氢原子形成的基团。
思路：在同样条件下，换成没有受潮过的白糖，褐变就不会那么严重。
（碳酸钾添加时间及添加量同样条件下）。