《食品的褐變》

1、第八章第八章 食食 品品 的的 褐褐 變變 一、什么是褐變？一、什么是褐變？ 褐變褐變(Browning)是指食品在加工、貯藏是指食品在加工、貯藏 過程中發(fā)生變色的現(xiàn)象。過程中發(fā)生變色的現(xiàn)象。 | 影響外觀、風味與營養(yǎng)成分變化影響外觀、風味與營養(yǎng)成分變化 二、食品褐變的種類二、食品褐變的種類 & 酶促褐變（生化褐變）酶促褐變（生化褐變） | 由過氧化物酶引起的褐變由過氧化物酶引起的褐變 | 由酚酶引起的褐變由酚酶引起的褐變 & 非酶褐變（非生化褐變）非酶褐變（非生化褐變） | 羰胺反應（美拉得反應）羰胺反應（美拉得反應） | 焦糖化作用焦糖化作用 | 抗壞血酸氧化褐變抗壞血酸氧化褐變 1、什么

2、是酶促褐變？什么是酶促褐變？ 酶促褐變（Enzymic Browning)是直接由酶參 與的褐變作用。 2、引起酶促褐變的酶類引起酶促褐變的酶類 過氧化物酶類（以鐵卟啉為輔基） 酚酶類（以銅為輔基） 3、酶促褐變的機制酶促褐變的機制 3、酶促褐變的機制酶促褐變的機制 植物中的植物中的酚類物質(zhì)酚類物質(zhì)在酚酶及過氧化物在酚酶及過氧化物 酶的催化下酶的催化下氧化成醌氧化成醌，醌再進行非酶促反，醌再進行非酶促反 應生成褐色的色素。應生成褐色的色素。 過氧化物酶催化的酶促褐變過氧化物酶催化的酶促褐變 1. 2. 3. 4. 黑色素黑色素黑色素黑色素 酪氨酸的酶促褐變酪氨酸的酶促褐變 酪氨酸的酶促褐變酪氨

3、酸的酶促褐變 v 土豆褐變、毛發(fā)中黑色素形成機制；土豆褐變、毛發(fā)中黑色素形成機制； v 目前發(fā)現(xiàn)的唯一一條動植物共有的褐目前發(fā)現(xiàn)的唯一一條動植物共有的褐 變途徑。變途徑。 綠原酸的酶促褐變綠原酸的酶促褐變 鄰苯二酚氧化酶鄰苯二酚氧化酶 1/2O2 聚合聚合 褐色褐色 黑色黑色 實例：實例： v 梨心變黑梨心變黑貯存前經(jīng)兩次貯存前經(jīng)兩次“發(fā)汗發(fā)汗” ； v 香蕉心變黑，不能貯存在香蕉心變黑，不能貯存在12以下，以下， 但也不能溫度過高，乙烯催熟；但也不能溫度過高，乙烯催熟； 植物組織中含有酚類物質(zhì)酚類物質(zhì)，在完整的細胞中 作為呼吸鏈傳遞物質(zhì)，在酚-醌之間保持 著動態(tài)的平衡。當細胞組織破壞后，氧氧

4、大 量侵入，酚在酶酶的催化作用下造成醌的形 成，平衡受到破壞，于是發(fā)生醌的積累， 醌再進一步氧化聚合形成褐色色素稱為黑 色素或類黑精，造成食品的褐變。 酶促褐變的機制：酶促褐變的機制： v 酚類底物酚類底物 v 酶酶 v 氧氧 易發(fā)生酶促褐變的食品：易發(fā)生酶促褐變的食品： 藕、香蕉、洋蔥、茄子、土豆、蘋果、梨、桃子等；藕、香蕉、洋蔥、茄子、土豆、蘋果、梨、桃子等； 三者缺一不可三者缺一不可 不易發(fā)生酶促褐變的食品：不易發(fā)生酶促褐變的食品： 檸檬、桔子、香瓜、西瓜等；檸檬、桔子、香瓜、西瓜等； v 酚類底物酚類底物 v 酶酶 v 氧氧 主要途徑：主要途徑： 鈍化酶的活性（熱燙、抑制劑等）；鈍化酶

5、的活性（熱燙、抑制劑等）； 改變酶作用的條件（改變酶作用的條件（pH, 水分活度等）；水分活度等）； 隔絕氧氣；隔絕氧氣； 使用抗氧化劑（使用抗氧化劑（Vc, SO2等）等） （1）熱處理法）熱處理法 （2）二氧化硫或亞硫酸鹽處理）二氧化硫或亞硫酸鹽處理 抑制酚酶活性；抑制酚酶活性； 與糖類羰基加成，阻止美拉得反應；與糖類羰基加成，阻止美拉得反應； 將有色物質(zhì)還原褪色。將有色物質(zhì)還原褪色。 & 優(yōu)點：優(yōu)點： v 防止酶促褐變，防腐；防止酶促褐變，防腐； v 避免避免VC氧化失效；氧化失效； v SO2易去除；易去除； v 方便，成本低；方便，成本低； & 缺點：缺點： v 漂白，破壞花青素；漂

6、白，破壞花青素； v 腐蝕素鐵罐的內(nèi)壁；腐蝕素鐵罐的內(nèi)壁； v 不愉快嗅味不愉快嗅味,0.064%； v 破壞破壞VB1； （3）驅(qū)氧或隔絕空）驅(qū)氧或隔絕空 氣氣 （4）底物甲基化）底物甲基化 5蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷 兒茶酚兒茶酚 愈創(chuàng)木酚愈創(chuàng)木酚 咖啡酸咖啡酸 阿魏酸阿魏酸 綠原酸綠原酸 3 3阿魏酸金雞鈉酸阿魏酸金雞鈉酸 （5）控制）控制pH | 酚酶的最適酚酶的最適pH在在67，雙羰基化合物雙羰基化合物 酮酮 b.b.五碳糖（核糖五碳糖（核糖 阿拉伯糖阿拉伯糖 木糖）木糖） 六碳糖（半乳糖六碳糖（半乳糖 甘甘 露糖露糖 葡萄糖）葡萄糖） c.c.單糖單糖 雙糖（如蔗糖，分子比較大，反應緩

7、慢）雙糖（如蔗糖，分子比較大，反應緩慢） d.d.還原糖含量與褐變成正比還原糖含量與褐變成正比 氨基酸及其它含氨物種類氨基酸及其它含氨物種類( (肽類、蛋白質(zhì)、肽類、蛋白質(zhì)、 胺類胺類) ) a. a.胺類胺類 氨基酸氨基酸 b.b.含含S-SS-S，S-HS-H不易褐變不易褐變 c.c.有吲哚，苯環(huán)易褐變有吲哚，苯環(huán)易褐變 d.d.堿性氨基酸易褐變堿性氨基酸易褐變 e.e.氨基在氨基在-位或在末端者，比位或在末端者，比-位易褐變位易褐變 pHpH值值 pH3-9pH3-9范圍內(nèi)，隨著范圍內(nèi)，隨著pHpH上升，褐變上升上升，褐變上升 pH3pH3時，褐變反應程度較輕微時，褐變反應程度較輕微 p

8、HpH在在7.8-9.27.8-9.2范圍內(nèi)，褐變較嚴重范圍內(nèi)，褐變較嚴重 反應物濃度（水分含量）反應物濃度（水分含量） 101015%(H15%(H2 2O)O)時，褐變易進行時，褐變易進行 5%5%1010(H(H2 2O)O)時，多數(shù)褐變難進行時，多數(shù)褐變難進行 5%(H5%30t30時，褐變較快時，褐變較快 t20t20時，褐變較慢時，褐變較慢 t10t Fe Fe+2 +2) ) Cu Cu催化還原酮的氧化催化還原酮的氧化 NaNa 對褐變無影響。 對褐變無影響。 CaCa2+ 2+可同氨基酸結(jié)合生成不溶性化合物而抑制褐變。 可同氨基酸結(jié)合生成不溶性化合物而抑制褐變。 促進褐變促進褐

9、變 &不利方面：不利方面： a.a.營養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴重營養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴重 b.b.產(chǎn)生某些致癌物質(zhì)產(chǎn)生某些致癌物質(zhì) c.c.對某些食品，褐變反應導致的顏色變化對某些食品，褐變反應導致的顏色變化 影響質(zhì)量。影響質(zhì)量。 &有利方面：有利方面： 褐變產(chǎn)生深顏色及強烈的香氣和風味，褐變產(chǎn)生深顏色及強烈的香氣和風味， 賦予食品特殊氣味和風味。賦予食品特殊氣味和風味。 抑制抑制maillard反應反應 l注意選擇原料：注意選擇原料：選氨基酸、還原糖含量少的品種。選氨基酸、還原糖含量少的品種。 l水分含量降到很低水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高蔬菜干制品密封，袋

10、子里放上高 效干燥劑。流體食品則可通過稀釋降低反應物濃度。效干燥劑。流體食品則可通過稀釋降低反應物濃度。 降低降低pHpH：如高酸食品如泡菜就不易褐變。如高酸食品如泡菜就不易褐變。 降低溫度：降低溫度：低溫貯藏。低溫貯藏。 除去一種作用物：除去一種作用物：一般除去糖可減少褐變。一般除去糖可減少褐變。 加入亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽加入亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽 鈣可抑制褐變。鈣可抑制褐變。 利用利用 控制原材料控制原材料：核糖：核糖 + + 半胱氨酸半胱氨酸 ：烤豬肉香味：烤豬肉香味 核糖核糖 + + 谷胱甘肽谷胱甘肽 ：烤牛肉香味：烤牛肉香味 控制溫度控制溫度： 葡萄糖葡萄糖 + + 纈氨酸纈氨酸

11、：100-150 100-150 烤面包香味烤面包香味 180 180 巧克力香味巧克力香味 木糖木糖 + +酵母水解蛋白：酵母水解蛋白： 90 90 餅干香型餅干香型 160 160 醬肉香型醬肉香型 不同加工方法不同加工方法： 土豆土豆 大麥大麥 水煮：水煮： 125125種香氣種香氣 7575種香氣種香氣 烘烤：烘烤： 250250種香氣種香氣 150150種香氣種香氣 33 美拉德反應 小 結(jié) v美拉德反應機理 v反應影響因素 v在食品加工中的應用 無水（或濃溶液）條件下加熱糖或糖漿，無水（或濃溶液）條件下加熱糖或糖漿， 用酸或銨鹽作催化劑，糖發(fā)生脫水與降解，生成深用酸或銨鹽作催化劑，

12、糖發(fā)生脫水與降解，生成深 色物質(zhì)的過程，稱為焦糖化反應。色物質(zhì)的過程，稱為焦糖化反應。 脫水脫水: : 分子雙鍵分子雙鍵 不飽和的環(huán)不飽和的環(huán) 聚合聚合 高聚物。高聚物。 縮合或聚合縮合或聚合: : 裂解裂解 揮發(fā)性的醛、酮揮發(fā)性的醛、酮 縮合或聚合縮合或聚合 深色物質(zhì)深色物質(zhì) 無水或濃溶液，溫度無水或濃溶液，溫度150-200150-200。 催化劑的存在加速反應：催化劑的存在加速反應： 銨鹽銨鹽, ,磷酸鹽磷酸鹽, ,蘋果酸蘋果酸, ,延胡索酸延胡索酸, ,檸檬酸檸檬酸, ,酒石酸等酒石酸等 pH8pH8比比pH5.9pH5.9時快時快1010倍。倍。 不同糖反應速度不同，不同糖反應速度不同， 例如果糖大于葡萄糖（熔點的不同）例如果糖大于葡萄糖（熔點的不同） 蔗糖 異蔗糖酐 焦糖酐 焦糖稀 焦糖素 （無甜味而具有溫和的苦味） （熔點為 138，可溶于水 及乙醇，味苦） （熔點為154，可溶于水） （高分子量的深色物質(zhì) ） 200，約 35 min起泡 二次起泡55 min 繼續(xù)加熱 繼續(xù)加熱 焦糖色素是一種結(jié)構不明確 的大的聚合物分子，這些聚 合物形成了膠體粒子，形成 膠體粒子的速度隨溫度和pH 的增加而增加。 v焦糖是一種黑褐色膠態(tài)物質(zhì) v等電點在pH3.0-6.9,甚至低于pH3 v粘度100-3000cp 以蔗糖為原料生產(chǎn)的三種色素及用途以蔗糖為原料生產(chǎn)的三