食品生物化学-9食品加工储藏中的生物化学(食品的变色作用)课案.ppt

4.2 非酶促褐变 非酶促褐变主要有： 羰氨反应、焦糖化作用和抗坏血酸的自动氧化作用。 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。 葡萄糖与甘氨酸溶液共热时，即形成褐色色素，称为类黑精，后来就把胺、氨基酸、蛋白质与糖、醛、酮之间的这类反应统称为Maillard反应，又称碳（基）氨（基）反应。 4.2.1 羰氨反应 (法国化学家 Maillard， 1912年) （1）羰氨反应机理 初始阶段 中间阶段 终了阶段 1）初始阶段：包括羰氨缩合和分子重排两种作用。 ②分子重排 ①羰氨缩合 还原糖的羰基与氨基之间进行加成，加成物迅速失去1分子水转变为希夫碱(Shiff base)，再经环化形成相应的N-取代的醛基胺，经Amadori重排转成有反应活性的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。 2）中间阶段 Strecker（斯特勒克）降解作用 在氨基酮糖和氨基醛糖等重要的不挥发性香味前驱物形成之后，美拉德反应变得更为复杂，经历还原酮路线、还原型葡糖醛酮和糠醛路线、Strecker降解三条反应路线，产生还原酮、糠醛（HMF）和不饱和羰基化合物等，这些不同的化合物依次反应，开始形成无氮及含氮褐色可溶性化合物。 糠醛路线 还原型葡糖醛酮路线 3）终了阶段 包括两类反应： 一类是两分子醛经缩合脱水生成更不稳定的不饱和醛的醇醛缩合反应。 另一类反应是经过中期反应后，产物中有糠醛及其衍生物、二羰基化合物、还原酮类、由Strecker（斯特勒克）降解和糖裂解所产生的醛类等，这些产物进一步随机缩合、聚合形成复杂的高分子有色物质，称为类黑精或黑色素等。 羰氨反应机理 （2）羰氨反应与食品生产 咖啡 风味 调味料 羰氨反应 乳品生产 酱油 豆酱 酱香型 白酒 烘焙 制品 （3）影响美拉德反应的因素 1）温度 温度升高，美拉德反应趋于强烈； 2）还原糖（葡糖糖、果糖）含量 含量越多，美拉德反应越强烈； 3）pH值 pH值呈碱性，可加快美拉德反应的进程。 4）糖的种类 果糖发生美拉德反应最强，葡萄糖次之，故中性的葡萄糖浆、转化糖浆、蜂蜜极易发生美拉德反应；非还原性的蔗糖不起美拉德反应，呈色作用以焦糖化为主，但在面包类发酵制品中由于酵母分泌的转化酶的作用，使部分蔗糖在面团发酵过程中转化成了葡萄糖和果糖，而参与美拉德反应。 4.2.2 焦糖化作用 焦糖化作用——糖类在没有含氨基化合物存在的情况下加热到其熔点以上时，也会变为黑褐色的物质，这种作用称为焦糖化作用。 在受强热的情况下，糖类生成两类物质： 一类是糖的脱水产物，即焦糖或称酱色； 一类是裂解产物，是一些挥发性的醛、酮类物质，可进一步缩合、聚合形成粘稠状的黑褐色物质。 蔗糖形成焦糖（酱色）的过程可分为3个阶段： 第一阶段：由蔗糖熔融开始，经一段时间起泡，蔗糖脱去一分子水生成异蔗糖酐，起泡暂时停止。 第二阶段：继续加热，随后即发生第二次起泡现象，这是形成焦糖的第二阶段，持续时间较第一次长，在此期间失水量达9％，形成产物为焦糖酐，可溶于水及乙醇，味苦。 第三阶段：第二次起泡结束后进入第三阶段，进一步脱水形成焦糖烯，可溶于水。若再继续加热，则生成高分子质量的难溶性深色物质，称为焦糖素，其结构还不清楚，但具有羰基、羧基、羟基和酚羟基等官能团。 4.2.3 抗坏血酸氧化作用 抗坏血酸属于还原酮类化合物，易与氨类化合物产生羰氨反应，其自动氧化产物中的醛基、酮基等可随机缩合、聚合形成褐色物质。 抗坏血酸的褐变主要取决于pH和抗坏血酸的浓度。在中性或碱性溶液中脱氢抗坏血酸的生成速度较快，反应也不易可逆进行；在pH低于5．0时，抗坏血酸氧化速度较慢，而且反应可逆，但在 pH 2．0～3．5范围内，褐变作用与 pH成反相关。 4.2.4 非酶促褐变对食品质量的影响 （1）氨基酸因形成色素和在Strecker（斯特勒克）降解反应中被破坏而损失； （2）色素以及与糖结合的蛋白质不易被酶所分解，故氮的利用率低，尤其是赖氨酸在非酶促褐变中最易损失，从而降低蛋白质的营养效价； （3）水果加工品中维生素C也因氧化褐变而减少，奶粉和脱脂大豆粉中加糖贮存时，蛋白质的溶解度也随着褐变而降低。 （4）食品褐变反应会生成醒、酮等还原性物质，可防止食品氧化，尤其对防止食品中油脂的氧化较为显著。 （5）非酶促褐变的产物中有一些是呈味物质，它们能赋予食品以优或劣的气味和风味。