食品化学第9章-褐变反应

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
回本小节
9.3.3 抗坏血酸褐变
以法国化学家L. C. Maillard的名字命名。
9.3.1.1 美拉德反应的概念
包括胺、氨基酸、肽、 蛋白质
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。
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）
酶促褐变发生的三个条件
适宜的酚类底物 氧气 酚酶（Polyphenol oxidase，EC 1.10.3.1，简称PPO）
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。
回本节
9.2.2 反应机理
1/2O22 甲酚酶
1/2O2--H2O儿茶酚酶
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
9.1 概述
2 分类 按照有无酶的参与
主要是酚类物质的酶促褐变
酶促褐变 非酶褐变
美 拉 德 反 应
回目录
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
9.2.1 反应条件
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
（2）挥发性杂环化合物

主要为能赋予食品香味的呋喃、吡咯、噻吩、噻唑和吡嗪等含 硫、氮化合物。 这些化合物具有抗氧化活性，特别是在碱性条件下，表现出很 强的抗氧化能力。
（3）还原酮

•
美拉德反应产物中的还原酮具有还原和螯合作用，这对美拉德 反应产物的抗氧化能力有一定的贡献。
回本小节
9.3.1.3 美拉德反应的控制
（1）选择不易褐变的原料 还原糖和氨基酸是参加美拉德反应的主要成分，种类不同，发生褐变的速
度不同。
•
①还原糖 对于美拉德反应的速度而言：还原糖>非还原糖， 五碳糖>六碳糖>二糖，醛糖>酮糖。
•
②氨基化合物 一般来说，美拉德反应的相对速度：胺> 氨基酸>多肽>蛋白质。
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
氨基酸中，碱性氨基酸具有高褐变活性，包括赖氨酸、甘氨 酸、色氨酸和酪氨酸；低褐变活性的氨基酸包括天冬氨酸、谷氨 酸和半胱氨酸。
•
9.3.1.3 美拉德反应的控制
（2）调节影响美拉德反应速度的因素

①降低温度 ②降低pH值
③调节水分活度
④使用褐变抑制剂 ⑤金属离子 还原剂、氧化剂、酶制剂等
亚硫酸盐是食品工业中预防酶促褐变最常用的物质。
D .减少和金属离子的接触
E .隔绝氧
F .改变底物的结构
G .其他方法（高压、高强度脉冲电场、基因工程技术）
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
回目录
9.3.1 美拉德反应（Maillard browning）
食品营养
回目录
–
–
食品原有成分的变化
新成分的产生
酚类、还原糖、氨基酸
非营养、功能性
总结 •1 概 念 • 2 酶促褐变 • 3 非酶褐变
• 4 褐变对食品的影响
谢谢大家
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。
回本小节
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：
《食品化学》 生物食品学院
第9章 食品的褐变
主要内容 • 9.1 概 述 • 9.2 酶促褐变 • 9.3 非酶褐变
Байду номын сангаас
• 9.4 褐变对食品的影响
9.1 概述
1 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。
回本节
9.4 褐变对食品的影响
褐变反应在食品加工中具有重要意义 食品色泽 食品风味
对焙烤类、果蔬类产品颜色变化的 期望与不期望 美拉德反应和焦糖化反应产生大量小分子呈香物 质，如醛、酮、小分子杂环化合物（吡嗪类、吡咯类、 噻唑类、噻吩类、吡啶类和呋喃类衍生物等） 食品原有成分的减少，伴随着一些新物质 的出现
一类是糖分子之间的脱 水聚合产物焦糖或酱色 （caramel） 一类是糖的裂解产物，如一些挥发性醛、酮、 酚类物质，而这些裂解产物会进行复杂的缩合、 聚合反应后形成深色物质
焦糖化反应的概念
这两类物质共同形成了焦糖这一复杂产物
回本节
焦糖化产生的糖 的裂解产物具有特殊 的焦甜香风味。
焦糖化反应常被用来制 造焦糖色素和风味物，常用 原料为蔗糖、葡萄糖、麦芽 糖和糖蜜。
回本节
9.3.1.2 美拉德反应产物的抗氧化作用
美拉德反应产物（maillard reaction products，MRP）
（1）类黑精 其抗氧化活性是由Franzke和Iwainsky 于1954年首次发现的
（1）类黑精
• • •
类黑精被认为是MRP中主要抗氧化成分
类黑精的组成因起始原料、反应条件的不同而不同