食品的褐变作用

1 褐变

褐变指食品在加工、贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象。根据褐变的原因，可分为非酶褐变和酶促褐变。

2 非酶褐变：

① Maillard 反应

Maillard反应又称为羰氨反应，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映而使食品颜色加深的反应。羰氨反应的过程复杂，可分为3个阶段。

（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的**步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff并随后环化成为N-葡萄糖基胺（①-③），再经Amadori分子重排生成果糖胺（④-⑦），果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺（⑧）。

（2）中间阶段：重排后地果糖胺进一步降解的过程。A 果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变（⑨-14）B果糖胺重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与氨类化合物缩合（15-18）。C 氨基酸与二羰基化合物作用（19）。

（3）终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素。（20）。

② 焦糖化作用

焦糖化作用是指在没有含氨基化合物上午情况下将糖类物质加热到起熔点以上温度，是其发焦变黑的现象。在高温作用下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产物，另一类是糖的裂解产物，焦糖化作用有三个阶段：

（1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味；

（2）继续加热，**次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式为C24H36O18，熔点为138℃，有苦味；

（3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。焦糖素有一定的等电点，pH3.0-6.9。

③抗坏血酸褐变

抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。

④非酶褐变对食品的影响

（1）颜色；

（2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。

⑤非酶褐变的控制

（1）降温：温度相差10℃，褐变反感应的速度相差3-5 倍。酿造酱油温度每升高5℃，着色度提高35.6%。

（2）水分含量：10-15%的含水量*容易发生褐变，奶粉幽囚含水量低于3%。

（3）pH：羰氨反应中缩合物在酸性条件下易于水解，降低pH 就可以防止褐变。

（4）原料选择：对于羰氨反应的速度而言：还原糖>非还原糖；戊碳糖>六碳糖；戊碳糖中核糖>阿拉伯糖>木糖；六碳糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖；在双糖中乳糖>蔗糖>麦芽糖>海藻糖。在胺类化合物中：胺>氨基酸>多肽>蛋白质，而在氨基酸中，碱性氨基酸>酸

性氨基酸，氨基在ε位或末端的比α位的快。

3 酶促褐变

①概念

酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。水果和蔬菜在采收后，当有机械性损伤发生或处于异常环境时，果蔬中原有的氧化还原平衡被破坏，导致氧化产物积累，造成果蔬变色，这类反应的速度非常快，一般需要和空气接触，由酶催化，因此称为酶促褐变。

②酶促褐变的机理

催化酶促褐变的酶有酚酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶等。

（1）酚酶：植物提内的酚酶是一个寡聚体，可以催化两类反应，一类是羟基化作用，产生酚的邻羟基；二是氧化作用，使邻二酚氧化为醌，所以酚酶是一个多酶体系，一种是酚氧化酶，又称为甲酚酶，另一种是多酚氧化酶，又称为儿茶酚酶。而被称为酪氨酸氧化酶的酚酶则同时能催化这两类反应。不同的底物的酶促褐变的速度大不相同，邻二酚>一元酚>对位二酚>间位二酚，间位而2酚有一定的抗氧化作用，如愈创木酚。

（2）抗坏血酸氧化酶。

（3）过氧化物酶。

③酶促褐变的防止

（1）热处理：热烫、巴氏**和微波加热90-95℃，维持几秒钟；

（2）酸处理：多数酚酶的*适pH 为6-7，pH<3.0 基本失活，所以降低pH就可以抑制酶促褐变，常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠檬酸与Na2SO3 混用，0.5%柠檬酸+ 0.3%VC；

（3）SO2 及Na2SO3：在pH=6 时，效果*好，10ppm 的SO2足以使酚酶失活，但考虑到挥发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和VB1 被破坏；

（4）驱氧法；

（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。