非酶褐变的类别
非酶褐变是指在没有酶参与的情况下发生的褐变,其类别为4类,具体如下:
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经缩合、聚合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,羰氨反应的第一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,再经Amadori分子重排生成果糖胺,果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺。
(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。C 氨基酸与二羰基化合物作用。
(3)终止阶段:羟醛缩合与聚合形成褐色素。
2、焦糖化作用
焦糖化作用是指在没有含氨基化合物存在的情况下,将糖类物质加热到起熔点以上温度,糖会发生脱水与降解,也会发生褐变反应。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)蔗糖熔融,继续加热,经约35分钟的起泡,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,第二次起泡,持续时间更长,失水量约为9%,异蔗糖酐脱去一分子水形成焦糖酐,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,分子式为C125H188O80.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、酚类成分褐变
果蔬加工中非酶褐变的控制:
1、降温:温度相差10℃,褐变反应的速度相差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%的含水量最容易发生褐变,奶粉要求含水量低于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。常加酸,如柠檬酸,苹果酸 ( pH < 3 , 有效防止褐变)。
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。
5、其它的处理 应用SO2 硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。
非酶褐变包括:
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经缩合、聚合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,羰氨反应的第一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存在的情况下,将糖类物质加热到起熔点以上温度,糖会发生脱水与降解,也会发生褐变反应。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)蔗糖熔融,继续加热,经约35分钟的起泡,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,第二次起泡,持续时间更长,失水量约为9%,异蔗糖酐脱去一分子水形成焦糖酐,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(caramelin),分子式为C125H188O80.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 酚类成分褐变