非酶褐变

②氨基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、胺类)
a.胺类>氨基酸 b.含S-S，S-H不易褐变 c.有吲哚，苯环易褐变 d.碱性氨基酸易褐变 e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变
2016/12/3 12
影响美拉德反应的因素
③pH值 pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升 pH≤3时，褐变反应程度较轻微 pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重 ④反应物浓度（水分含量） 10％～15%(H2O)时，褐变易进行 5%～10％(H2O)时，多数褐变难进行 5%<(H2O)时，脂肪氧化加快，褐变加快
蔗糖形成焦糖的过程
蔗糖
200℃，约 35 min起泡
（无甜味而具有温和的苦味）
异蔗糖酐
焦糖酐
二次起泡55 min
（熔点为 138℃，可溶于水 及乙醇，味苦）
焦糖稀
焦糖素
焦糖色素是一种结构不明确的大 （熔点为154℃，可溶于水） 继续加热 的聚合物分子，这些聚合物形成 （高分子量的深色物质 ） 了胶体粒子，形成胶体粒子的速 度随温度和pH的增加而增加。
2016/12/3
7
脱胺重排
2016/12/3
二羰基化合物
还原酮
8
Strecker降解
2016/12/3
9
末期阶段
缩合与聚合，生成类黑色 素和风味化合 物。
2016/12/3
10
美拉德反应的条件、生成物和特点

条件：还原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸
少量的水
加热或长期贮藏

产物：黑色素（类黑精）＋风味化合物 特点：pH值下降（封闭了游离的氨基）；
2016/12/3 13
影响美拉德反应的因素
⑤温度
若△t＝10℃，则褐变速度差△v相差3～5倍。 一般来讲：t>30℃时，褐变较快 t<20℃时，褐变较慢 t<10℃时，可较好地控制或防止褐 变地发生
⑥金属离子
Fe(Fe+3> Fe+2) Cu催化还原酮的氧化 促进褐变 ＋ Na 对褐变无影响。 Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。
2016/12/3 17
美拉德反应
小
结
美拉德反应机理
反应影响因素
在食品加工中的应用
2016/12/3
18
2、焦糖化反应

概念：无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用
酸或铵盐作催化剂，糖发生脱水与降解，生成深色物 质的过程，称为焦糖化反应。

过程:
脱水:
分子双键
缩合或聚合:
不饱和的环
聚合
羰氨缩合
氮代葡萄糖基胺
分子重排
果糖胺
中期阶段
2016/12/3
美拉德反应过程 5
中期阶段
脱胺脱水
1，2烯醇化
羟甲基糠醛（HMF）
果糖胺
脱胺重排
2，3烯醇化
二羰基化合物
还原酮
Strecker 醛 褐色
6
CO2
2016/12/3
脱胺脱水
HMF的积累与褐 变速度有密切的 相关性，HMF积 累后不久就可发 生褐变。
第八章
非酶褐变
食品工程与生物技术学院
刘会平
2016/12/3 1
ห้องสมุดไป่ตู้
非酶褐变反应
美拉德反应（Maillard reaction）
焦糖化反应（Caramelization ）
抗坏血酸的褐变作用
2016/12/3
2
1、美拉德反应
美拉德反应（羰氨反应）：指羰基与氨基
经缩合、聚合反应生成类黑色素和某些风
2016/12/3 16
Maillard反应在食品加工中应用
利用 控制原材料：核糖 + 半胱氨酸 ：烤猪肉香味 核糖 + 谷胱甘肽 ：烤牛肉香味 控制温度： 葡萄糖 + 缬氨酸 ：100-150℃ 烤面包香味 180℃ 巧克力香味 木糖+酵母水解蛋白： 90℃ 饼干香型 160℃ 酱肉香型 不同加工方法： 土豆 大麦 水煮： 125种香气 75种香气 烘烤： 250种香气 150种香气
蔗糖加热
pH3-4
啤酒美色剂
（含醇类饮料，红棕色）
2016/12/3 23
3、抗坏血酸的褐变作用
2016/12/3
24
21
继续加热
2016/12/3
焦糖色素的性质
焦糖是一种黑褐色胶态物质 等电点在pH3.0-6.9,甚至低于pH3 粘度100-3000cp
2016/12/3
22
工业上生产焦糖色素 以蔗糖为原料生产的三种色素及用途
NH4HSO3催化 pH2-4.5 耐酸焦糖色素 （可用于可口可乐饮料，棕色） 糖和铵盐加热 pH4.2-4.8 焙烤食品用焦糖色 素（红棕色）
2016/12/3 14
Maillard反应对食品品质的影响
不利方面：
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。
2016/12/3 15
Maillard反应在食品加工中应用
还原的能力上升（还原酮产生）； 褐变初期，紫外线吸收增强，伴随有荧光物质产生； 添加亚硫酸盐，可阻止褐变，但在褐变后期加入不能 使之褪色。
2016/12/3
11
影响美拉德反应的因素
①糖的结构、种类及含量
a.α、β不饱和醛>α－双羰基化合物>酮 b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘 露糖>葡萄糖） c.单糖>双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢） d.还原糖含量与褐变成正比
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。
味物质的非酶褐变反应。
2016/12/3
3
美拉德反应过程
初期阶段
羰 氨 缩 合 Amadori 重排 （醛糖） 分 子 重 排
中期阶段
脱 胺 脱 水 Heyenes 重排 （酮糖） 脱 胺 重 排 氨 基 酸 降 解
末期阶段
醇 醛 缩 合
聚 合
2016/12/3
4
初期阶段
氨基 ＋ 羰基（还原糖)
高聚物。
裂解
2016/12/3
挥发性的醛、酮
缩合或聚合
深色物质
19
焦糖化反应条件
①无水或浓溶液，温度150-200℃。 ②催化剂的存在加速反应：
铵盐,磷酸盐,苹果酸,延胡索酸,柠檬酸,酒石酸等
③pH8比pH5.9时快10倍。
④不同糖反应速度不同，
例如果糖大于葡萄糖（熔点的不同）
2016/12/3
20