《褐變作用》PPT課件

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1、第九章　褐變作用概述褐變是食品加工中普遍存在的一種變色現(xiàn)象某些食品中的褐變是有益的某些食品中的褐變是有害的根據(jù)不同的機制，褐變作用分為酶促褐變和非酶褐變§1酶促褐變果蔬等在采摘后于正常情況下，組織中的氧化、還原反應(yīng)是偶聯(lián)進行的，但當機械損傷或處于異常環(huán)境變化時，便會影響氧化還原作用的平衡，發(fā)生氧化產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致變色，這類變色作用非常迅速，需要與氧接觸，受酶催化，稱為酶促褐變一、機制植物組織中含有酶類物質(zhì)，在完整的細胞中作為呼吸的傳遞物質(zhì)，在酚－醌之間保持動態(tài)平衡，當細胞破壞之后，氧就大量侵入，造成醌的形成和還原為酚之間的不平衡，于是發(fā)生了醌的積累。酶促褐變是酚類物

2、質(zhì)受酚酶催化，形成　醌及其聚合物的結(jié)果1.酚酶及其作用含有0.2%左右銅的金屬酶、Cu+才有活性，如甲酚酶、兒茶酚酶，可作用于一元、二元酚（作底物），以馬鈴薯中最豐富的酚類化合物酪氨酸為例：甲酚酶兒茶酚酶聚合作用黑色素(melanin)L－酪氨酸3,4－二醌基苯丙氨酸多巴色素(dopachome)5,6-二醌基吲哚-2-羧酸動物皮膚、毛發(fā)中黑色素形成機制在水果中，兒茶酚是分布極廣的酚類，在兒茶酚酶作用下，酚類非常容易氧化成醌，然后，鄰醌或沒有起反應(yīng)的鄰二酚經(jīng)二次羥基化，生成二羥基化合物或兒茶酚鄰醌具有較強的氧化能力，可以把三羥基物氧化生成羥基醌羥基醌極易聚合生成有色

3、的黑色素聚合聚合或n2.底物體系鄰二酚類、一元酚類可作底物，對鄰二酚類的作用快于一元酚，對位二酚也可被利用，間位二酚不能作為底物，甚至對酚酶起抑制作用，鄰二酚的羥基取代物不受酶催化，如愈瘡木酚，阿魏酸。酪氨酸、兒茶酚、綠原酸、黃酮類、花青素、單寧都可作為酚酶作用的底物二、酶促褐變的控制酶促褐變發(fā)生的三個條件氧的存在；酚酶；適當?shù)姆宇惖孜锩复俸肿兛刂频闹饕緩矫傅拟g化（熱燙、加抑制劑等）改變酶作用的條件（pH值、水分活度等）隔絕氧氣（抽真空、與氧隔離）使用抗氧化劑（如抗壞血酸、SO2）§2非酶褐變食品加工、貯藏中常發(fā)生與酶無關(guān)的褐變作用，稱為非酶褐變。包括：美拉德反應(yīng)

4、焦糖化反應(yīng)抗壞血酸的氧化又稱羰氨反應(yīng)，羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合生成類黑色素1912年，法國化學(xué)家Maillard,L.G.發(fā)現(xiàn)美拉德反應(yīng)是食品在加熱或長期貯存后發(fā)生褐變的主要原因一、美拉德反應(yīng)1.機理初期羰氨縮合分子重排阿姆德瑞分子重排海因斯分子重排薛夫堿N-葡萄糖基胺返回N-葡萄糖基胺單果糖胺1-氨基-1-脫氧-2-酮糖環(huán)式果糖胺返回N-果糖胺2-氨基-2-脫氧葡萄糖返回中期果糖基胺脫水生成羥甲基糠醛,如圖:果糖基胺脫去胺殘基重排生成還原酮,如圖:氨基酸與二羰基化合物的作用,如圖:+H2O-R-NH2返回果糖基胺烯醇式果糖基胺薛夫堿3-脫氧奧蘇糖不飽和奧蘇糖羥甲基糠

5、醛返回返回末期醇醛縮合:生成不飽和醛生成黑色素的聚合反應(yīng)2.影響美拉德反應(yīng)的因素溫度溫度提高10℃,褐變速度提高3~5倍pH值pH值>3,褐變速度隨其增加而加快羰基化合物五碳糖反應(yīng)速度約為六碳糖的10倍,順序為:五碳糖:核糖>阿拉伯糖>木糖六碳糖:半乳糖>甘露糖>葡萄糖>醛糖>酮糖還原性雙糖,反應(yīng)速度較慢氨基化合物胺類>氨基酸>肽>蛋白質(zhì)水分水分在10~15%時最易發(fā)生褐變,完全干燥時則難以進行。水分在反應(yīng)初始階段絕對必需，但另一方面水分對包含一系列脫水作用的褐變反應(yīng)起抑制作用。抑制劑亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽可抑制褐變二、焦糖化褐變作用定義：糖類受高溫（150~200

6、℃）發(fā)生降解作用，降解后產(chǎn)物經(jīng)過聚合縮合而生成稠狀黑褐色物質(zhì)，稱為焦糖化作用。反應(yīng)過程中有水蒸汽冒出，鼓泡。焦糖是一種膠態(tài)物質(zhì)，等電點在pH3.0~3.9之間，隨制造方法不同而異。焦糖化反應(yīng)機理一類是形成焦糖；三階段：①起泡后，蔗糖經(jīng)水解和脫水，二聚合生成異蔗糖酐②二次起泡生成蔗糖酐③進一步脫水生成焦糖稀，繼續(xù)加熱形成焦糖素另一類是裂解開成一些揮發(fā)性醛、酮類，進一步縮合、聚合形成深色物質(zhì)。2C12H22O114H2OC24H36O183C12H22O118H2OC36H50O25異蔗糖酐蔗糖酐焦糖稀返回三、抗壞血酸褐變作用在果汁特別是檸檬汁的褐變中起著重要作用；抗壞

7、血酸是酸性，有防治人體壞血病的功能，它是高度水溶性化合物，具有強還原性，很易氧化成脫氫抗壞血酸；抗壞血酸易受溫度、pH值、氧、酶、金屬催化劑等因素影響而發(fā)生氧化降解；下一頁，小結(jié)食品的褐變是錯綜復(fù)雜的，褐變產(chǎn)物多種多樣，三種非酶褐變產(chǎn)物并非相同，不止一種褐變產(chǎn)物起作用。如抗壞血酸降解，它也是一種還原酮類，它也有直接參與聚合或直接與胺類縮合形成深色物質(zhì)的可能。四、非酶褐變對食品質(zhì)量的影響五、非酶褐變的控制1.降溫減緩所有的化學(xué)反應(yīng)速度,因而在低溫冷藏下,可延緩非酶褐變的進程2.亞硫酸處理羰基可與亞硫酸根生成加成物,此加成物與R-NH2反應(yīng)的產(chǎn)物不能進一步生成薛夫堿