第二十二章褐变作用.ppt
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1、第二十二章 褐 变 作 用,主讲人:赵谋明,主要内容,第一节 概述 第二节 非酶褐变 第三节 酶促褐变,第一节 概述,食品在加工、贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象称为褐变。 有益褐变:如面包、糕点、咖啡等 食品在焙烤过程中生成的焦黄色和 由此而引起的香气等; 有害褐变:在另一些食品中,特别是水果和蔬菜,褐变是有害的,它不仅影响外观,还影响风味,并降低营养价值,而且往往是食品腐败、不堪食用的标志。,酶促褐变 褐变 非酶褐变 美拉德反应 焦糖化反应 抗坏血酸作用,褐变分类:,第二节 非 酶 褐 变,在食品贮藏及加工中,常发生与酶无关的褐变作用,这种褐变常伴随热加工及较长期的贮存而发生,它主要
2、包括美拉德反应焦糖化反应以及抗坏血酸作用 。 一、美拉德反应(Maillard反应) 发现:法国化学家美拉德于1912年发现,当甘氨酸与葡萄糖的溶液共热时,会形成褐色色素(也叫类黑精),以后这种反应就被称为美拉德反应。 美拉德反应亦称羰氨反应,它包括胺基化合物和羰基化合物之间的类似反应在内。 由于食品中都含有这二类物质(蛋白质及碳水化合物),所以食品都有可能发生此反应。,Maillard反应过程,还原糖+胺 葡基胺(无色) Amadori重排 1-氨基-1-脱氧-D-果糖胺 pH5 5-羟甲基-2-呋喃甲醛(HMF) pH5 快速聚合,生成深色物质,Maillard 反应的过程复杂,可分为3个
3、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 碱并随后 环化为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进 行羰氨缩合、重排生成双果糖胺。,(2)中间阶段: 重排后的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 果糖胺脱去胺残基重排形成还原酮,还原酮不 稳定,进一步脱水后与胺类化合物缩合; C 氨基酸与二羰基化合物作用(Strecker降解) (3)终止阶段: 羟醛缩合与聚合形成褐色色素, 也叫类黑精。,影响 Maillard
4、 反应的因素,(1)糖的种类及含量 a.五碳糖六碳糖 b.单糖双糖 c.还原糖含量与褐变成正比,(2)氨基酸及其他含氨物的种类 a.含S-S,S-H不易褐变 b.有吲哚,苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变 d.氨基在-位或在末端者, 比-位易褐变,(3)温度 升温易褐变 (4)水分 褐变需要一定水分(中等) (5)pH值 pH在49范围内,随着pH上升, 褐变上升; 当pH4时,褐变反应程度较轻微; pH在7.89.2范围内,褐变较严重。 (6)金属离子 Cu与Fe促进褐变 Fe(III)Fe(II) (7)亚硫酸盐,不利方面: a.营养损失,特别是必需氨基酸(如赖氨酸) 损失严重; b.导致不
5、期望的色泽。 酱油储存过程中颜色变深 面包烤焦变黑 有利方面: 褐变产生金黄色及强烈的香气和风味,赋予食品特殊气味和风味。 面包焙烤中需要加深其颜色和香味,就需要褐变。 咖啡焙炒产生特有的咖啡香味,Maillard反应对食品品质的影响,在食品加工中控制Maillard反应,(1)抑制Maillard反应: 注意选择原料: 如土豆片,一般选氨基酸、还原糖含量少的品种。 保持低水分: 蔬菜干制品密封,袋子里放上高效干燥剂,如 SiO2等。 奶粉的保存 应用SO2: 硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。,保持低pH值: 加入酸,如柠檬酸、苹果酸。 其它的处理: .热水烫漂 除去部分可溶固形物,降
6、低还原糖含量。 .钙处理 如马铃薯淀粉加工中,加 Ca(OH)2可以防止褐变, 产品白度大大提高。,(2)利用Maillard反应 在面包生产、咖啡、红茶、啤酒、 糕点、酱油、肉类香精等生产中利用 Maillard反应 产生特殊风味: 可以通过控制原材料、温度及加工 方法,制备各种不同风味、香味的物质。,肉类香精与美拉德反应,生肉是没有香味的,只有在蒸馏和焙烤时才会有香味。在加热过程中,肉内各种组织成分间发生一系列复杂变化,产生了挥发性香味物质,目前有1000多种肉类挥发性成分被鉴定出来, 主要包括:内酯化合物、 吡嗪化合物、 呋喃化合物、 硫化物。,肉香味物质可以通过以下途径即氨基 酸类(半
7、胱、胱氨酸类)通过Maillard和 trecker降低反应产生的: 糖类、氨基酸类、脂类通过降解产生肉香味。 脂类(脂肪酸类)通过氧化、水解、脱水、脱羧产生肉香味。 硫胺产生肉香味。 硫化氢硫醇与其他组分反应产生肉香味。 核糖核苷酸类、核糖-5-磷酸酯、甲基呋喃醇酮通过硫化氢反应产生肉香味。,环境因素对肉类香精美拉德反应的影响:,牛肉香精、需要较长的时间和更浓的反应溶液。 猪肉和鸡肉香精,需较短加热时间,较稀的反应溶液,较低的反应温度。 反应混合物pH值低于7(最好在26),反应效果较好;pH大于7时,由于反应速度较快而难以控制,且风味也较差。 不同种类的氨基酸比不同种类的糖类对加热反应生成
8、的香味特征更有显著影响。同种氨基酸与不同种类的糖,产生的香气也不同。 加热方式不同,如“煮”、“蒸”、“烧”,不同烹调方式,同样的反应物质产生不同香味。,二、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其熔点以 上温度,使其发焦变黑。 在焙烤、油炸食品中,焦糖化作用控制得当,可以使产品得到悦人的色泽及风味。,在高温作用下糖类形成两类物质:,一类是糖的脱水(分子内脱水)产物,即焦糖或称酱色; 向分子内引入双键,然后裂解产生一 些挥发性醛、酮,经缩合、聚合生成深色 物质。 另一类是糖的裂解产物,是一些挥发性的醛、酮类物质,可进一步环内缩合或聚合形成粘稠状的黑褐色物质。
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