脈動變色理論研究分析原始

武漢品管部余勝龍脈動變色理論研究與分析脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第1頁!1.變色的本質2.褐變3.1.美拉德反應3.2.美拉德反應的影響因素3.3.美拉德反應的抑制方法4.焦糖化反應5.1.抗壞血酸（VitaminC）簡介5.2.抗壞血酸的氧化褐變目錄脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第2頁!1.變色的本質2眾所周知，我們的脈動產品（也包括其它很多種軟飲料）在存放一定的時間后會變色，而且隨著時間的推移顏色會逐漸加深。這種現象從微觀上來解釋實際上是：飲料中的某些化學成份之間在某種特定的條件下發(fā)生了化學反應而產生了一種或多種有顏色的物質，而且這些物質隨著時間的推移越來越多，從宏觀上就表現出飲料的顏色越來越深。

一般來說，化學上有顏色的物質大致可以分為：含有某些金屬離子的溶液、絡合物、聚合物這三大類。軟飲料變色可排除種可能，變色的物質成分不是絡合物就是聚合物。

軟飲料（包括我們的脈動產品）變色是一個復雜的過程，它絕不單純是由美拉德反應或者Vc氧化等某種反應引起，而是多種反應過程相互作用的結果，變色產生的物質也不可能只有一種，可能包含多種絡合物或者聚合物，因此在考慮軟飲料變色時需要進行綜合考量。脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第3頁!3.1.美拉德反應（Mail-lardReaction）由葡萄糖、果糖等還原性糖與氨基酸和蛋白質引起的褐變反應稱為美拉德反應，也稱為羰氨反應（也就是糖類的羰基與氨基酸和蛋白質的氨基的反應）。

美拉德反應的過程非常復雜，大致可分為3個階段。（1）初始階段：包括羰基縮合與分子重排，羰氨反應的步是含氨基的化合物與含羰基的化合物之間縮合而形成席夫堿(Shiffbase)并隨后環(huán)化成為N-葡萄糖基胺，再經Amadori分子(1-氨基-1-脫氧-2-酮糖)重排生成果糖胺，果糖胺進一步與一分子葡萄糖縮合生成雙果糖胺。（2）中間階段：重排后的果糖胺進一步降解的過程。A果糖胺脫水生成羥甲基糠醛，羥甲基糠醛積累后導致褐變。B果糖胺重排形成還原酮，還原酮不穩(wěn)定，進一步脫水后與氨類化合物縮合。C氨基酸與二羰基化合物作用。（3）終止階段：羥醛（比如：羥甲基糠醛）縮合與聚合形成褐色素(類黑精)，此階段反應復雜，目前機制尚不清楚。

因脈動產品中并不含氨基酸或者蛋白質，故脈動產品的變色可以不考慮美拉德反應的影響。3脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第4頁!3.3.美拉德反應的抑制方法美拉德反應是一個十分復雜的反應過程，中間產物眾多，終產物結構十分復雜，完全抑制美拉德反應相當困難，又由于美拉德反應影響因素眾多，有效抑制美拉德反應必須是多種因素協同作用的結果，一般認為可采用以下方法抑制美拉德反應：1.使用不易褐變的原料2.控制食品中轉化糖的含量3.降低食品儲存溫度4.降低食品pH值，使食品變?yōu)樗嵝?.調節(jié)食品水分活度6.控制食品中氧氣的含量7.添加防褐變劑如亞硫酸鹽等8.使用酶制劑等等4美拉德反應圖示脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第5頁!5.1.抗壞血酸（VitaminC）簡介1.定義：維生素C（VitaminC），也稱為抗壞血酸（AscorbicAcid），是顯示抗壞血酸生物活性的化合物的通稱，是一種水溶性維生素，水果和蔬菜中含量豐富。在氧化還原代謝反應中起調節(jié)作用，缺乏它可引起壞血病。2.分子式：C6H8O63.結構式：如右圖4.IUPAC標準有機物命名：2,3,4,5,6-五羥基-2-己烯酸-4-內酯5.性質：酸性，具有較強的還原性，加熱或在溶液中易氧化分解，在堿性條件下更易被氧化為己糖衍生物。維生素C化學結構上與糖類十分相似，具二烯醇結構（圖中紅圈所示，此處的2個H原子極不穩(wěn)定，易被氧化脫氫，形成羰基，生成脫氫抗壞血酸），顯酸性和極強還原性，易被氧化為二酮基，同時具內酯環(huán)，易水解。6.維生素C的檢驗：C6H8O6+I2=C6H6O6（脫氫抗壞血酸）+2HI

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褐變的定義：食品在加工過程中或長期貯存于濕熱環(huán)境下，其所含的氨基化合物如蛋白質、氨基酸及醛、酮等與還原糖相遇，經過一系列反應生成褐色聚合物的現象稱為褐變反應，簡稱褐變

變色用食品工藝學的術語來講就是褐變，食品及飲料中褐變基本可分為四大類：美拉德反應、焦糖化反應、抗壞血酸氧化及酶促褐變；前3種在本質上是非酶反應。酶促反應對于果蔬來說，是非常重要的，在有氧的情況下，多酚氧化酶可將酚類物質氧化，造成酶促褐變，水果咬開后馬上會變色就是由酶促褐變引起的。酶促褐變屬于生化褐變，多發(fā)生在新鮮的水果蔬菜及肉類中；經過加熱殺菌的加工食品，酶的活性被鈍化，可以不考慮由酶作用引起的褐變，因此軟飲料變色（褐變）均屬于非酶褐變（Non-enzimic-browning)，包括美拉德反應、焦糖化反應及抗壞血酸氧化三種。下面將從這三個方面分別討論脈動變色的原理。非酶褐變對產品的影響：1.顏色變化2.氨基酸、蛋白質及抗壞血酸(Vc)的損失62.褐變(Browning)脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第7頁!3.2.美拉德反應的影響因素1、糖、氨基結構

還原糖是美拉德反應的主要物質，五碳糖褐變速度是六碳糖的10倍，還原性單糖中五碳糖褐變速度排序為：核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖則為：半乳糖>甘露糖>葡萄糖。還原性雙糖分子量大，反應速度較慢。在羰基化合物中，α-乙烯醛褐變最慢，其次是α-雙糖基化合物，酮類最慢。胺類褐變速度快于氨基酸。在氨基酸中，堿性氨基酸速度慢，氨基酸比蛋白質慢。2、溫度20～25℃時，有氧氣即可發(fā)生美拉德反應。一般每相差10℃，反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快，高于80℃時，反應速度受溫度和氧氣影響小。3、水分水分含量在10%～15%時，反應易發(fā)生，完全干燥的食品難以發(fā)生。4、pH值當pH值在3以上時，反應隨pH值增加而加快。5、化學試劑酸式亞硫酸鹽抑制褐變，鈣鹽與氨基酸結合成不溶性化合物可抑制反應。6、另外，氧、光線及鐵、銅等金屬離子都能促進美拉德反應。7脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第8頁!4.焦糖化反應(Caramelization)糖類尤其是單糖在沒有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點以上的高溫（一般是140-170℃以上）時，因糖發(fā)生脫水與降解，也會發(fā)生褐變反應，這種反應稱為焦糖化反應，又稱卡拉密爾作用(Caramelization)。焦糖化反應在酸、堿條件下均可進行，但速度不同，如：在pH為8時要比pH為5.9時快10倍。糖在強熱的情況下生成兩類物質：一類是糖的脫水產物，即焦糖或醬色（caramel)；另一類是裂解產物，即一些揮發(fā)性的醛、酮類物質，它們進一步縮合、聚合，最終形成深色物質。

因為我們的脈動產品在生產及后期儲存過程中均沒有達到這樣的高溫，故脈動變色不用考慮焦糖化反應。8脈動變色理論研究分析原始共10頁，您現在瀏覽的是第9頁!5.2.抗壞血酸的氧化褐變由抗壞血酸氧化引起的褐變主要有以下兩種情況：1.抗壞血酸被氧化放出CO2時，其中間產物脫氫抗壞血酸易引起食品的褐變。這是由于抗壞血酸氧化為脫氫抗壞血酸（脫氫后，Vc的二烯醇結構變成羰基）后，具有羰基的脫氫抗壞血酸與氨基酸發(fā)生美拉德反應，從而生成紅褐色產物。2.抗壞血酸具有較強的還原性，其自身被氧化生成脫氫抗壞血酸，然后在酸性條件下，水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脫水，脫羧后形成糠醛，并進一步聚合為褐色素。

抗壞血酸氧化褐變與溫度、pH值有較密切的關系，一般隨著溫度的升高而加劇。pH值的范圍在2.0-3.5之間的產品，隨pH值的升高氧化褐變速度減慢，反之則褐變加快。防止抗壞血酸氧化褐變，除了降低產品溫度以外，還可以用亞硫酸鹽溶液處理產品，抑制葡萄糖轉變?yōu)?-羥甲基