食品的褐变基础知识

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1、第八章第八章 食食 品品 的的 褐褐 变变一、什么是褐变？一、什么是褐变？褐变褐变(Browning)是指食品在加工、贮藏是指食品在加工、贮藏 过程中发生变色的现象。过程中发生变色的现象。|影响外观、风味与营养成分变化影响外观、风味与营养成分变化二、食品褐变的种类二、食品褐变的种类&酶促褐变（生化褐变）酶促褐变（生化褐变）|由过氧化物酶引起的褐变由过氧化物酶引起的褐变|由酚酶引起的褐变由酚酶引起的褐变&非酶褐变（非生化褐变）非酶褐变（非生化褐变）|羰胺反应（美拉得反应）羰胺反应（美拉得反应）|焦糖化作用焦糖化作用|抗坏血酸氧化褐变抗坏血酸氧化褐变1、什么是酶促褐变？什么是酶促褐变？酶促褐变（E

2、nzymic Browning)是直接由酶参与的褐变作用。2、引起酶促褐变的酶类引起酶促褐变的酶类 过氧化物酶类（以铁卟啉为辅基）酚酶类（以铜为辅基）3、酶促褐变的机制酶促褐变的机制3、酶促褐变的机制酶促褐变的机制 植物中的植物中的酚类物质酚类物质在酚酶及过氧化物在酚酶及过氧化物酶的催化下酶的催化下氧化成醌氧化成醌，醌再进行非酶促反，醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。应生成褐色的色素。过氧化物酶催化的酶促褐变过氧化物酶催化的酶促褐变1.2.3.4.黑色素黑色素黑色素黑色素 酪氨酸的酶促褐变酪氨酸的酶促褐变 酪氨酸的酶促褐变酪氨酸的酶促褐变v 土豆褐变、毛发中黑色素形成机制；土豆褐变、毛发中黑色

3、素形成机制；v 目前发现的唯一一条动植物共有的褐目前发现的唯一一条动植物共有的褐 变途径。变途径。绿原酸的酶促褐变绿原酸的酶促褐变邻苯二酚氧化酶邻苯二酚氧化酶1/2O2聚合聚合褐色褐色黑色黑色实例：实例：v 梨心变黑梨心变黑贮存前经两次贮存前经两次“发汗发汗”；v 香蕉心变黑，不能贮存在香蕉心变黑，不能贮存在12以下，以下，但也不能温度过高，乙烯催熟；但也不能温度过高，乙烯催熟；植物组织中含有酚类物质酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸链传递物质，在酚-醌之间保持着动态的平衡。当细胞组织破坏后，氧氧大量侵入，酚在酶酶的催化作用下造成醌的形成，平衡受到破坏，于是发生醌的积累，醌再进一步氧化聚合形成褐

4、色色素称为黑色素或类黑精，造成食品的褐变。酶促褐变的机制：酶促褐变的机制：v 酚类底物酚类底物v 酶酶v 氧氧 易发生酶促褐变的食品：易发生酶促褐变的食品：藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等；藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等；三者缺一不可三者缺一不可 不易发生酶促褐变的食品：不易发生酶促褐变的食品：柠檬、桔子、香瓜、西瓜等；柠檬、桔子、香瓜、西瓜等；v 酚类底物酚类底物v 酶酶v 氧氧 主要途径：主要途径：钝化酶的活性（热烫、抑制剂等）；钝化酶的活性（热烫、抑制剂等）；改变酶作用的条件（改变酶作用的条件（pH,水分活度等）；水分活度等）；隔绝氧气；隔绝氧气；使用抗氧化剂（

5、使用抗氧化剂（Vc,SO2等）等）（1）热处理法）热处理法（2）二氧化硫或亚硫酸盐处理）二氧化硫或亚硫酸盐处理 抑制酚酶活性；抑制酚酶活性；与糖类羰基加成，阻止美拉得反应；与糖类羰基加成，阻止美拉得反应；将有色物质还原褪色。将有色物质还原褪色。&优点：优点：v 防止酶促褐变，防腐；防止酶促褐变，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；&缺点：缺点：v 漂白，破坏花青素；漂白，破坏花青素；v 腐蚀素铁罐的内壁；腐蚀素铁罐的内壁；v 不愉快嗅味不愉快嗅味,0.064%；v 破坏破坏VB1；（3）驱氧或隔绝空）驱氧或隔绝空气气（4）底物甲基

6、化）底物甲基化 5蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷 儿茶酚儿茶酚 愈创木酚愈创木酚 咖啡酸咖啡酸 阿魏酸阿魏酸 绿原酸绿原酸 3 3阿魏酸金鸡钠酸阿魏酸金鸡钠酸 （5）控制）控制pH|酚酶的最适酚酶的最适pH在在67，双羰基化合物双羰基化合物 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.单糖单糖 双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）d.d.还原糖含量与褐变成正比还原糖含量与褐变成正比 氨基酸及其它含氨物种类氨基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、肽类、蛋白质、胺类胺类)a.a.

7、胺类胺类 氨基酸氨基酸 b.b.含含S-SS-S，S-HS-H不易褐变不易褐变 c.c.有吲哚，苯环易褐变有吲哚，苯环易褐变 d.d.碱性氨基酸易褐变碱性氨基酸易褐变 e.e.氨基在氨基在-位或在末端者，比位或在末端者，比-位易褐变位易褐变pHpH值值 pH3-9pH3-9范围内，随着范围内，随着pHpH上升，褐变上升上升，褐变上升 pH3pH3时，褐变反应程度较轻微时，褐变反应程度较轻微 pHpH在范围内，褐变较严重在范围内，褐变较严重反应物浓度（水分含量）反应物浓度（水分含量）101015%(H15%(H2 2O)O)时，褐变易进行时，褐变易进行 5%5%1010(H(H2 2O)O)时，

8、多数褐变难进行时，多数褐变难进行 5%(H5%30t30时，褐变较快时，褐变较快 t20t20时，褐变较慢时，褐变较慢 t10t Fe Fe+2+2)Cu Cu催化还原酮的氧化催化还原酮的氧化 NaNa对褐变无影响。对褐变无影响。CaCa2+2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。促进褐变促进褐变&不利方面：不利方面：a.a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重营养损失，特别是必须氨基酸损失严重 b.b.产生某些致癌物质产生某些致癌物质 c.c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化对某些食品，褐变反应导致的颜色变化 影响质量。影响质量。&有利方面：有

9、利方面：褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，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。赋予食品特殊气味和风味。抑制抑制maillard反应反应l注意选择原料：注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。选氨基酸、还原糖含量少的品种。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。效干燥剂。流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。降低降低pHpH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。如高酸食品如泡菜就不易褐变。降低温度：降低温度：低温贮藏。低温贮藏。除去一种作用物：除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。一

10、般除去糖可减少褐变。加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐 钙可抑制褐变。钙可抑制褐变。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 ：烤猪肉香味：烤猪肉香味 核糖核糖 +谷胱甘肽谷胱甘肽 ：烤牛肉香味：烤牛肉香味 控制温度控制温度：葡萄糖葡萄糖 +缬氨酸缬氨酸 ：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 饼干香型饼干香型 160 160 酱肉香型酱肉香型 不同加工方法不同加工方法：土豆土豆 大麦大麦 水煮：水煮：125125种香气种香气 7575种香气种香气

11、烘烤：烘烤：250250种香气种香气 150150种香气种香气美拉德反应 小 结v美拉德反应机理v反应影响因素v在食品加工中的应用无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，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。色物质的过程，称为焦糖化反应。脱水脱水:分子双键分子双键 不饱和的环不饱和的环 聚合聚合 高聚物。高聚物。缩合或聚合缩合或聚合:裂解裂解 挥发性的醛、酮挥发性的醛、酮 缩合或聚合缩合或聚合 深色物质深色物质无水或浓溶液，温度无水或浓溶液，温度150-200150-200。催化剂的

12、存在加速反应：催化剂的存在加速反应：铵盐铵盐,磷酸盐磷酸盐,苹果酸苹果酸,延胡索酸延胡索酸,柠檬酸柠檬酸,酒石酸等酒石酸等pH8pH8比时快比时快1010倍。倍。不同糖反应速度不同，不同糖反应速度不同，例如果糖大于葡萄糖（熔点的不同）例如果糖大于葡萄糖（熔点的不同）蔗糖 异蔗糖酐 焦糖酐 焦糖稀 焦糖素（无甜味而具有温和的苦味）（熔点为 138，可溶于水 及乙醇，味苦）（熔点为154，可溶于水）（高分子量的深色物质）200，约 35 min起泡 二次起泡55 min 继续加热 继续加热 焦糖色素是一种结构不明确的大的聚合物分子，这些聚合物形成了胶体粒子，形成胶体粒子的速度随温度和pH的增加而增加。v焦糖是一种黑褐色胶态物质v等电点在pH3.0-6.9,甚至低于pH3v粘度100-3000cp以蔗糖为原料生产的三种色素及用途以蔗糖为原料生产的三种色素及用途NHNH4 4HSOHSO3 3催化催化 pH2-4.5 pH2-4.5 耐酸焦糖色素耐酸焦糖色素 （可用于可口可乐饮料，棕色）（可用于可口可乐饮料，棕色）糖和铵盐加热糖和铵盐加热 pH4.2-4.8 pH4.2-4.8 焙烤食品用焦糖色素焙烤食品用焦糖色素 （红棕色）（红棕色）蔗糖加热蔗糖加热 pH3-4 pH3-4 啤酒美色剂啤酒美色剂 （含醇类饮料，红棕色）（含醇类饮料，红棕色）