食品化学非酶褐变

这是一篇关于食品化学非酶褐变的思维导图

非酶褐变的类型及历程

• 1. 美拉德反应及其反应历程
  • 1.1. 定义
    • 食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或贮藏过程中，还原糖(主要是葡萄糖)同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，产生有色大分子，这种反应被称为美拉德反应
  • 1.2. 化学本质
    • 羰基与氨基经缩合、聚合生成可溶性和不可溶高聚物
  • 1.3. 反应物
    • 氨基化合物(一般是蛋白质和氨基酸)+还原糖+水
  • 1.4. 重要性
    • 与食品的外观和风味密切相关，面包、薯条、烤肉色泽及风味形成等
  • 1.5. 存在不良反应
    • 丙烯酰胺等杂环胺的生成
  • 1.6. 营养素损失
    • 蛋白质、氨基酸及糖类损耗
  • 1.7. 反应历程
    • 开始阶段
      • 氨基与羰基缩合
      • Amadori重排
    • 中间阶段
      • 糖脱水糖裂解
      • 氨基酸降解
    • 终了阶段
      • 醇、醛缩合
      • 类黑糖素形成
    • Maillard反应是一个非常复杂的过程，需经历亲核加成、分子内重排、脱水、环化等步骤。总体可分为初期、中期和末期三个阶段表示
  • 1.8. 美拉德反应影响因素及影响趋势
    • 糖的种类及含量
      • 还原糖含量与褐变成正比
    • 氨基酸及其他含氮物种类
    • 温度和时间
    • 水分活度及金属离子
    • pH值
  • 1.9. 抑制Maillard反应
    • 1. 稀释或降低水分含量
    • 2. 降低pH
    • 3. 降低温度
    • 4. 除去一种作用物
      • 还原糖或氨基酸
    • 5. 加入葡萄糖转化酶，除去糖，减少褐变
    • 6. 色素形成早期加入还原剂（亚硫酸盐或二氧化硫）
  • 1.10. 美拉德反应的应用
    • 调制香味质量
    • 调制食品颜色质量
• 2. 酚类成分的褐变
• 3. 抗坏血酸褐变
• 4. 焦糖化褐变
  • I. 定义
    • 糖类在没有含氨基化合物存在的条件下，加热到其熔点以上温度时，会生成黑褐色色素物质，这种反应称焦糖化反应。
  • II. 反应特征
    • A. 直接加热糖和糖浆（通常是蔗糖和还原糖）
    • B. 热解反应引起糖分子脱水，双键引入糖环，产生不饱和环中间物（呋喃）不饱和环常发生聚合，生成具有颜色的高聚物
    • C. 共轭双键吸收光，产生颜色
    • D. 少量酸、碱和盐可以加速反应
    • E. 是一种复杂、多变、结构尚不明确的大的高聚物分子。这些高聚物形成了胶体粒子。而且形成的速率随温度和pH的增加而增加
    • F. 不同催化剂产生不同类型的色素
  • III. 焦糖的形成
    • • 概要从该图可知焦糖化作用是以连续的加热失水、聚合作用为主线的反应，所产生的焦糖是一类结构不明的大分子物质。
    • 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，生成无甜味而具温和苦味的异蔗糖酐，这是焦糖化的开始反应，起泡暂时停止
    • 第二阶段
      • 是持续较长时间的失水阶段，在此阶段异蔗糖酐缩合为焦糖酐
    • 第三阶段
      • 是焦糖酐进一步脱水形成焦糖烯，焦糖烯持续加热失水，生成高分子量的难溶性焦糖素
  • IV. 热降解物的生成
    • 酸性条件下醛类形成：在酸性条件下加热，醛糖或酮糖进行烯醇化，生成1，2-烯醇式己糖，随后脱水形成黑色素
    • 碱性条件下醛类的形成：还原糖在碱性条件下发生互变异构作用，形成中间产物1，2-烯醇式己糖，1，2-烯醇式己糖形成后，在强热下裂解生成醛类风味物质
  • V. 焦糖化反应的应用
    • 蔗糖和还原糖通常被用来制造焦糖色和风味物