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

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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

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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。

✓调节pH值

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。

✓用化学药品抑制酚酶活性

亚硫酸盐是食品工业中预防酶促褐变最常用的物质。

9.2.3 酶促褐变的抑制

✓减少和金属离子的接触

金属（如铁、铜、锡、铝等）离子是酚酶的激活剂。✓隔绝氧

✓改变底物的结构

✓其他方法

9.3 非酶褐变

✓9.3.1 美拉德反应✓9.3.2 焦糖化反应✓9.3.3 抗坏血酸褐变

✓以法国化学家L. C. Maillard 的名字命名。✓又称羰氨反应，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。9.3.1 美拉德反应（Maillard browning ）美拉德反应的概念包括胺、氨基酸、肽、蛋白质包括还原糖、醛和酮（来源广泛，包括

油脂氧化酸败产物、焦糖化中间产物、

维生素C 氧化降解产物等）

9.3.1 美拉德反应（Maillard browning）✓9.3.1.1 反应历程

✓9.3.1.2 美拉德反应产物的抗氧化作用

✓9.3.1.3 美拉德反应的控制

✓3个反应阶段●（1）初始阶段

体系中游离氨基与游离羰基（醛基）发生缩合生成不稳定的亚胺衍生物——薛夫碱（Schiff ），它不稳

定随即环化为N -葡萄糖基胺。9.3.1.1 反应历程首先

9.3.1.1 反应历程

（1）初始阶段N -葡萄糖基胺在酸的催化下经过阿玛多里分子重排生成果糖基胺(1-氨基-1-脱氧-2-酮糖)。9.3.1.1 反应历程然

后

反应历程

9.3.1.1

（1）初始阶段

如果反应物是酮糖（例如果糖），则与游离氨基反应，进行海因斯（Heyenes）分子重排，生成酮糖胺（2-

氨基-2-脱氧葡萄糖）。

●（2）中间阶段☐第1条途径：在酸性条件下，果糖基胺进行1,2-烯醇化反应，再经过脱水、脱氨最后生成羟甲基糠醛。

9.3.1.1 反应历程

可以通过3条途径

进行

反应历程

9.3.1.1

●（2）中间阶段

☐第2条途径：在碱性条件下，果糖基胺进行2,3-烯醇化反应，经过脱氨后生成还原酮类和二羰

基化合物。

反应历程

9.3.1.1

●（2）中间阶段

☐第3条途径：美拉德反应风味物质产生于此途径。在二羰基化合物的存在下，氨基酸发生脱羧、

脱氨作用，成为少一个碳的醛，氨基转移到二羰

基化合物上，这一反应为斯特勒克（Strecker）

降解反应。

9.3.1.1 反应历程

（3）最后阶段此阶段包括两类反应

一即醇醛缩合反应，是两分子醛自相缩合，进一步脱水生成更高级不饱和醛；

二是生成类黑精的聚合反应，中间阶段生成产物如葡萄糖酮醛、二羰基化合物、糠醛及其衍生物、还

原酮类及不饱和亚胺类等经过进一步缩合、聚合形成

复杂的高分子色素类黑精。

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