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蔗糖褐变

蔗糖褐变
蔗糖褐变

1 、糖氨基结构还原糖是美拉德反应的主要物质,五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍,还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为:核糖>阿拉伯糖>木糖,六碳糖则:半乳糖>甘露糖>葡萄糖。还原性双糖分子量大,反应速度较慢。在羰基化合物中,α-乙烯醛褐变最慢,其次是α-双糖基化合物,酮类最慢。胺类褐变速度快于氨基酸。在氨基酸中,碱性氨基酸速度快(赖氨酸、精氨酸),氨基酸比蛋白质快。

2 、温度20~25℃氧化即可发生美拉德反应。一般每相差10℃,反应速度相差3~5倍。30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。

3、水分含量在10%~15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。

4、pH值当pH值在3以上时,反应随pH值增加而加快。

5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变,钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。消除方法

美拉德反应是一个十分复杂的反应过程,中间产物众多,终产物结构十分复杂,完全抑制美拉德反应相当困难,又由于美拉德反应影响因素众多,有效抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果,一般认为可采用以下方法抑制美拉德反应:

1.使用不易褐变的原料

2.调节影响美拉德反应褐变速度的因素

3.降低温度

4.降低pH 值

5.调节水分活度

6.氧气

7.使用氧化剂

8.使用酶制剂等等

还原糖

思路:白糖含有少量水,符合水对美拉德反应的影响。反应PH=8-9同样符合。碱性条件下,论是白糖还是甲酯都可分解(水下更严重),白糖生成果糖和葡萄糖(都是还原糖,同时是美拉德反应所必须的,白糖受潮是否已经水解?从9.2实验用干燥过(原来受潮)生褐变可见,受燥后可能就已经水解变质),褐变在80度后体系先变黄后变深褐色。反应后期还会生成深褐色不溶物。

测试还原糖

本尼迪克特试验

糖化反应

糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下,加热到熔点以上的高温(一般是140-170℃以上)时,因糖发生脱水与降解,也会发生褐变反应,这种反应称为焦糖化反应,又称卡拉密尔作用(caramelization)。焦糖化反应在酸、碱条件下均可进行,但速度不同,如在pH8时要比pH5.9时快10倍。糖在强热的情况下生成两类物质:一类是糖的脱水产物,即焦糖或酱色(caramel);另一类是裂解产物,即一些挥发性的醛、酮类物质,它们进一步缩合、聚合,最终形成深色物质。

含有氨基的化合物就是氨基化合物(amide)。氨基amino-NH2是氨分子(ammonia)中去掉一个氢原子形成的基团。

思路:在同样条件下,换成没有受潮过的白糖,褐变就不会那么严重。(碳酸钾添加时间及添加量同样条件下)

面条褐变原因分析

色泽是消费者对面条的第一感观印象,直接影响人们对面条新鲜与优劣的判断;湿面条在加工制作和贮藏过程中的褐变度反映了湿面条色泽稳定性的强弱,褐变不仅影响湿面条的外观质量,缩短其货架寿命,严重影响面粉销售,减弱了市场竞争力,影响企业效益的提高,还会影响其内含蛋白质的营养价值,降低湿面条的食用品质。湿面条变色是目前制粉及食品业存在的难题,本文通过对面条的返色现象进行研究探讨,总结其原因主要有以下几方面。 1、小麦品质与制粉工艺对色泽影响 1.1小麦品质 小麦根据其种皮颜色可分为红麦、白麦、混合麦三种。红麦麦皮中色素含量最高,白麦中较低。由于小麦制粉中总有小部分麸星混入面粉中去,从而影响面粉粉色,因此麸星的多少与麦皮颜色的深浅对粉色有直接影响。用深色小麦磨制的面粉,麸星就能明显地表现出来,特别是高出粉率的面粉更显著;用浅色麦加工出来的面粉粉色相对较白。在工艺条件许可的前提下,为了提高粉色,制粉配麦时宜多用浅色麦。此外,病害、虫害、发芽、霉变、陈化小麦麦皮颜色通常较深,对粉色影响很大,在配麦制粉过程中要考虑到这些因素的负面影响,尽量少用或不用,以免影响面粉整体质量和档次。 1.2制粉工艺 制粉要求有合理的清理工艺和设备,国内小麦的含砂量较高,粉路过短不能将它们完全清理出来,从而混入面粉中,增加了面粉的灰分含量,影响粉色。同时,小麦水分调节是获得最佳制粉工艺效果的重要工艺环节,小麦籽粒皮层、糊粉层和胚乳吸水膨胀的能力及先后不同,在麦粒横断面的径向方向会产生微量位移,从而使三者结合力削弱,易于剥刮、分离。吸水后水分不能太低,否则麦粒吸水不足,麦皮、胚乳不易分开,造成面粉中麸星多,粉色差。另外,要合理配粉,注意面粉的收集,不同的提粉部位面粉的灰分、蛋白质含量各有不同。要根据使用目的等客观需求,按照各料流的流量及灰分等,对其进行收集。一般说来,前路灰分较低,适于配高精度粉。1心、2心粉色极佳,灰分大致为0.35%-0.40%,l皮到3皮粗的灰分也较低,大致为0.40% -0.55%,而后路由于研磨物料粒度小,含麸屑多,不易筛理干净,造成麸星多,灰分范围大,大致为0.85%-3.20%。 2、酶促反应引起的褐变 小麦中的多酚氧化酶是导致酶促褐变的主要原因。多酚氧化酶(PPO)在植物体中广泛存在。分为单酚氧化酶(又称酪氨酸酶)、双酚氧化酶(又称儿茶酚氧化酶)和漆酶。传统意义上的多酚氧化酶指的是儿茶酚氧化酶,小麦中的多酚氧化酶主要是前两种酶。多酚氧化酶能催化内源苯酸(如阿魏酸、芥子酸、香草酸等)的氧化,导致短链聚合物的产生,进而引起面团失色褐变,还能作用于羟基处于邻位的二酚及三酚类化合物(双酚氧化酶和漆酶),也能催化单酚,将其转变为邻-二酚(单酚氧化酶),并催化羟基酚到醌的脱氢反应,醌在植物体内发生自身聚合或与细胞内的蛋白质如胱氨酸的巯基(-SH)、赖氨酸的ε氨基、氨基酸的α氨基发生反应,产生褐色或黑色的沉积物,导致酶促褐变。因此褐变反应不仅影响面制品的表观色泽,还直接影响到食品的特性和内含蛋白质的营养品质。PPO 主要位于麸皮中,随出粉率的提高而增加,当出粉率为 70%时,面粉中的 PPO 仅为籽粒总量的 10%,出粉率为 60%时,面粉中的 PPO 仅为籽粒总量的 3%。 3、非酶褐变 非酶褐变主要由焦糖化反应、抗坏血酸氧化分解、美拉德反应、多元酚氧化缩合反应引起。面条反色的主要由美拉德反应引起,Maillard反应是还原糖类与氨基化合物如游离氨基酸、肽和蛋白质上的氨基发生羰氨基反应,经过一系列重排、脱水、缩合及聚合反应生成黑褐色物质的过程。温度对Maillard反应速度影响显著,较高温度和较长时间的杀菌均可加速还原糖与自由氨基化合物间的反应。pH对Maillard反应影响显著,羰氨反应一般来说在pH6~7的条件下最易进行,当pH低于6.0时反应速度迅速降低,因此,降低pH能有效

褐变反应

褐变 科技名词定义 中文名称:褐变 英文名称:browning 定义:食品在加工和贮藏中因酚类物质被氧化或产生糖-氨基反应而发生的褐色变化。 所属学科:水产学(一级学科);水产品保鲜及加工(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 目录 定义 研究的意义 类型 酶促褐变 非酶促褐变 展开 编辑本段定义 饲料在加工过程中或长期贮存于湿热环境下,其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇,经过一系列反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应,简称褐变。 编辑本段研究的意义 褐变是食品中普遍存在的一种变色现象,尤其是新鲜果蔬原料进行加工时或经贮藏或受机械损伤后,食品原来的色泽变暗,这些变化都属于褐变。 在一些食品加工过程中,适当的褐变是有益的,如酱油、咖啡、红茶、啤酒的生产和面包、糕点的烘烤。而在另一些食品加工中,特别是水果蔬菜的加工过程,褐变是有害的,它不仅影响风味,而且降低营养价值,因此了解食品褐变的反应机理,寻找控制褐变的途径有着重要的实际意义。 编辑本段类型

褐变按其发生的机理分为酶促褐变(生化褐变)和非酶促褐变(非生化褐变)两大类。 编辑本段酶促褐变 概念 酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中,是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。植物组织中含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸传递物质,在正常的情况下,氧化还原反应之间(酚和醌的互变)保持着动态平衡,当组织破坏后氧就大量侵入,打破了氧化还原反应的平衡,于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化,形成黑色。 酶促褐变的机理 催化酶促褐变的酶有酚酶、抗坏血酸脱氢酶、过氧化物酶等。 酚酶是以氧为受氢体的末端氧化酶,是两种酶的复合体,其一是甲酚酶(又称酚羟化酶),作用于一元酚,另一是儿茶酚酶(又称为多元酚氧化酶),作用于二元酚。也有人认为酚酶是既能作用一元酚,又能作用于二元酚的一种特异性不强的酶。 酚酶属氧化还原酶类中的氧化酶类,能直接催化氧化底物酚类,它最适pH为7,较耐热,在100 ℃可钝化。 马铃薯切开后在空气中暴露,切面会变黑褐色,是因为其中含有酚类物质——酪氨酸,在酚酶作用发生了褐变。酱油在发酵时变褐色,这也是原因之一。 酶促褐变的预防措施 (1)热处理:热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃,维持几秒钟; (2)酸处理:多数酚酶的最适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。一般柠檬酸与亚硫酸钠混用,0.5%柠檬酸+ 0.3%VC; (3)二氧化硫及亚硫酸钠:在pH=6 时,效果最好,10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活,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维生素 B1被破坏; (4)驱氧法;使用抗坏血酸,浸涂在果蔬表面,其可螯合Cu,还原醌,它比醌更容易氧化 (5)底物改性:使酚形成甲基取代物。 编辑本段非酶促褐变 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。 ①美拉德(Maillard)反应 美拉德(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。

蔗糖褐变

1 、糖氨基结构还原糖是美拉德反应的主要物质,五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍,还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为:核糖>阿拉伯糖>木糖,六碳糖则:半乳糖>甘露糖>葡萄糖。还原性双糖分子量大,反应速度较慢。在羰基化合物中,α-乙烯醛褐变最慢,其次是α-双糖基化合物,酮类最慢。胺类褐变速度快于氨基酸。在氨基酸中,碱性氨基酸速度快(赖氨酸、精氨酸),氨基酸比蛋白质快。 2 、温度20~25℃氧化即可发生美拉德反应。一般每相差10℃,反应速度相差3~5倍。30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。 3、水分含量在10%~15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。 4、pH值当pH值在3以上时,反应随pH值增加而加快。 5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变,钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。消除方法 美拉德反应是一个十分复杂的反应过程,中间产物众多,终产物结构十分复杂,完全抑制美拉德反应相当困难,又由于美拉德反应影响因素众多,有效抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果,一般认为可采用以下方法抑制美拉德反应: 1.使用不易褐变的原料 2.调节影响美拉德反应褐变速度的因素 3.降低温度 4.降低pH 值 5.调节水分活度 6.氧气 7.使用氧化剂 8.使用酶制剂等等 还原糖

思路:白糖含有少量水,符合水对美拉德反应的影响。反应PH=8-9同样符合。碱性条件下,论是白糖还是甲酯都可分解(水下更严重),白糖生成果糖和葡萄糖(都是还原糖,同时是美拉德反应所必须的,白糖受潮是否已经水解?从9.2实验用干燥过(原来受潮)生褐变可见,受燥后可能就已经水解变质),褐变在80度后体系先变黄后变深褐色。反应后期还会生成深褐色不溶物。 测试还原糖 本尼迪克特试验 糖化反应 糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下,加热到熔点以上的高温(一般是140-170℃以上)时,因糖发生脱水与降解,也会发生褐变反应,这种反应称为焦糖化反应,又称卡拉密尔作用(caramelization)。焦糖化反应在酸、碱条件下均可进行,但速度不同,如在pH8时要比pH5.9时快10倍。糖在强热的情况下生成两类物质:一类是糖的脱水产物,即焦糖或酱色(caramel);另一类是裂解产物,即一些挥发性的醛、酮类物质,它们进一步缩合、聚合,最终形成深色物质。 含有氨基的化合物就是氨基化合物(amide)。氨基amino-NH2是氨分子(ammonia)中去掉一个氢原子形成的基团。 思路:在同样条件下,换成没有受潮过的白糖,褐变就不会那么严重。(碳酸钾添加时间及添加量同样条件下)

食品褐变机理与控制

酶褐变是指多酚类物质在多酚氧化酶( E.C1.14.18.1)的作用下氧化,而呈现褐色。 1 反应条件 多酚类物质:邻苯二酚(儿茶酚)、绿原酸、咖啡酸、没食子酸等; 多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO); 氧气。 2 反应原理 反应过程为:邻苯二酚类物质(PPO+O2)→邻苯醌类化合物多巴(dopa:L-B-(3、4-dihydroxy-phenine)-alanine) (PPO+O2)→多巴醌(dopaquininone) (PPO+O2)→复杂聚合物—黑素(melanin)。 3 控制方法 3.1 加热钝化酶活性 75~95℃、5~7S的加热处理,可使大部分酶活性丧失。加热温度过高,加热时间过长,可抑制酶褐变,但会影响食品品质;加热不足,不能抑制酶褐变。 3.2 驱氧 通过费水烫漂、抽真空(93kPa,5~15min)、高浓度抗坏血酸溶液浸泡、气调包装设计等均可达到驱除食品内氧气的目的,从而抑制酶褐变的发生。 控制氧气含量用抽空处理技术或添加去氧剂等方法:用2%食盐+0.2%柠檬酸+0.06%偏重亚硫酸钠溶液作抽空液,在500mmHg的真空度抽空5~10min,可取得良好的护色效果。 3.3 螯合酶促作用的金属离子 金属(铁、铜、锡、铝等)离子是多酚氧化酶的激活剂。Fe+3、Fe+2、Cu+2能促进褐变主要是因为铁和铜不仅能和酚类化合物反应形成褐色物质,而且能催化还原酮类的氧化。 柠檬酸对Cu2+有螯合作用。 EDTANa2是一种金属离子螯合剂,可阻止金属离子对褐变反应的促进作用,但其作用作用对象有关,有的效果则不明显。 3.4 调pH PPO酶最适pH=6~7,随着pH的下降,多酚氧化酶的活性直线下降,特别是pH在3.0以下时,高酸性环境会使酶蛋白上的铜离子解离下来,导致PPO逐渐失活,酶活性趋于最低。加有机酸(柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸)调pH≤4~5可降低酶活性,减少偶联褐变。 3.5 酶活抑制剂 3.5.1 二氧化硫、亚硫酸盐 二氧化硫、亚硫酸盐等在酸性(pH=6)的条件下对PPO酶活性有抑制作用,兼有漂白、杀菌性能,可阻止黑色素的形成。亚硫酸盐可能有致癌用,可能会导致某些消费者呕吐、下痢、过敏克、急性哮喘、失神等不良反应,也会加速罐壁蚀,破坏维生素,产生不愉快的嗅感和恶臭味,食品中残留量如果超过0.01×10-5即可感知,因此在使用时必须注意用量"我国有关食品法规规定残留量不得超过10mg/kg。 处理条件:游离SO2量为0.7mg/kg,但对人体有害,被限制使用。

面粉返色褐变的主要原因

面粉返色褐变的主要原因 1)小麦中的多酚氧化酶。小麦中多酚氧化酶是导致酶促褐变的主要原因。多酚氧化酶(PPO)是一类广泛存在于植物体中的含cu2+(铜离子)的结合酶,其参与呼吸末端氧化还原反应,在生物氧化过程中将电子传递末端电子受体—分子氧而生成H20。小麦中的多酚氧化酶主要分布在小麦籽粒的糊粉层和皮层中,面粉中的多酚氧化酶含量一般相对较少。多酚氧化酶能够催化内源苯酸的氧化,导致短链聚合物的产生,进而引起面粉失色褐变,还能作用于羟基处于邻位的二酚及三酚类化合物,也能催化单元酚,将其转变为邻-二酚,并催化羟基酚到醌的脱氢反应,产生褐色或黑色的沉积物,导致面粉酶促褐变。褐变严重影响了面粉及其制品的感官品质及内在质量。 2)非酶褐变。非酶褐变主要由焦糖化反应、抗坏血酸氧化分解、美拉德反应、多元酚氧化缩合反应引起。面制品返色主要由美拉德反应引起,它是羰基化合物(还原糖类)和氨基化合物(氨基酸和蛋白质)间的反应,经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素。 3)小麦霉菌等微生物感染。面粉加工企业在采购小麦原材料时把关不够,部分小麦存在着霉菌感染,在一定程度上造成了面粉的色变问题。 返色褐变现象还有可能是面粉出现发红的问题。面粉发红的主要原因首先是原粮受到微生物的感染,原粮中赤霉病粒的存在,在加工成面粉后其制成品发红。芥子含量过高,也容易造成面粉呈浅红色,导致制成品发红。 小麦的霉变、陈化与虫蚀等,都能诱导小麦PPO活性上升,加工面粉时易造成面粉发暗,面制品失去光泽等面粉质量下降问题。 4)出粉率高低。面粉中PPO活性越高越易变色,面粉中混入的皮层及糊粉层的

外植体褐变及解决措施

外植体褐变及其解决措施 植物组织培养过程中,褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃化现象并称为植物组织培养的三大难题。针对褐变难题,本文结合相关资料,对影响褐变的因素作了全面分析,并针对这些因素提出了相应的解决措施。 褐变是指外植体在培养过程中,自身组织向表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。 一、褐变产生的机理 1.非酶促褐变 非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了。 2.酶促褐变 目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。 在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从

产品褐变条件及其控制

产品褐变条件及其控制 天然色素应用技术推广实验室aingw@https://www.wendangku.net/doc/7d12849774.html, (一)褐变作用 褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。所谓褐变,是指食品在加工、贮藏或受损后,色泽变暗或变褐色的现象。食品发生褐变,在不同的场合下,将带来不同的结果。在食品生产中,可以加以利用的褐变现象,如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变,是人们所希望出现的褐变。但是,大多数食品的褐变现象,往往带来不良的反应,并且使食品的风味和营养价值降低,或者产生有害成分。根据发生的机制,褐变作用可以划分为酶促 褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。 1、酶促褐变 酶促褐变是在酶的作用下,发生的褐变作用,酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。一般认为,这种作用是需氧的。在大多数情况下,酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。食品中发生酶促褐变,必须具备三个条件,即:多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。三个条件,缺一不可。因此,欲控制食品中的酶促褐变,只需要改变其中的任何一 个条件即可达到目的。 目前采用的控制方法,主要是从酶和氧入手的。 (1)酶抑制剂法酚酶的抑制剂有二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等,在食品中加入或 渗入这些抑制剂后,酚酶即可以失活。 (2)热处理方法加热食品,使酚酶失活,即可控制褐变的发生。这种方法是使用最广泛 的一类方法,其关键是要在最短时间内钝化酶而又不使食品质量下降。 (3)酸处理法酚酶的最适pH值在6~7之间,当pH<3时,酚酶失去活性。因此,选用合适的食用酸,如柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸,使食品的pH值小于3,即可防止褐变的发 生。 (4)驱氧法,无氧可以防止褐变。最简单的方法是将食品浸没在清水、糖水或盐水中。但是由于水中能吸附少量的氧气,所以,这种处理方法仍可以便褐变以缓慢的速度进行。 (5)底物替代法加入酚酶底物类似物肉桂酸、对位香豆酸及阿魏酸等酚酸可以对某些褐 变起到控制作用。 (6)底物甲基化法利用甲基转移酶,将邻二羟基化合物进行甲基接枝,生成的这种类似愈疮木酚和阿魏酸的甲基化物,便不能被酚酶作用。目前所采用的甲基转移酶,主要是S—腺苷蛋氨酸,它可以使儿茶酚转变为愈疮木酚、咖啡酸转变为阿魏酸、绿原酸转变为3—阿 魏酰金鸡纳酸。 2、非酶褐变 非酶褐变,故名思义是指没有酶参与的一类褐变。这种褐变作用,大多发生在食品的热加工及长期贮存过程中。非酶褐变主要有三种类型,即:羰氨反应褐变、焦糖化褐变和抗 坏血酸氧化褐变。 (1)羰氨反应褐变又称为美拉德反应。是指氨基化合物和羰基化合物在加热时形成褐色 物质的反应。一般认为,羰氨反应是加热或长期贮存后的食品发生褐变的主要原因。 (2)焦糖化褐变焦糖化作用可以产生黑褐色的色素物质,是一种很常见的现象。这种褐变作用的发生范围广泛,但产物却比较简单。其产物主要为糖的脱水物(焦糖或酱色)以及裂 解产物(挥发性醛酮)。 (3)抗坏血酸氧化褐变柑橘等果汁在贮藏过程中,其抗坏血酸成分会发生自动氧化,放 出二氧化碳,使果汁的色泽变祸暗。 抗坏血酸的氧化褐变作用,与体系的pH值和金属离子有很大的关系。pH<5.0时,抗坏

植物组织培养中的褐变现象及其防止措施Word版

植物组织培养中的褐变现象及其防止措施 摘要:细胞受损后,由于细胞区隔作用被破坏,毒性酚类或其氧化物醌类物质毒害细胞,导致组织褐变,植物组织培养过程中培养低效或失败。目前认为组织培养中褐变程度主要受外植体材料的基因型、生理状态、种类、大小、预处理、培养条件、培养基及培养方式的影响。在目前的研究中控制褐变的有效方法主要有低温培养、暗培养、勤转种、添加抗氧化剂、增效剂或吸附剂于培养基中等。 关键词:植物;组织培养;褐变;防治方法 褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象,是由于组织中多酚氧化酶被激活,使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质,这种褐变现象又被称为酚污染。多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性,从而毒害整个外植体,严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。 1褐变现象的原因 1.1 非酶促褐变 非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。诸多不利条件都可以造成细胞的程序化死亡,但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生。 1.2 酶促褐变 多数认为,植物组织培养中的褐化现象主要是由酶促褐变引起的,即由多酚氧化酶( P PO,Polyphenol Oxidase)作用于天然底物酚类物质而引起的。在正常条件下,细胞中的酚和醌之间保持一种动态平衡,醌类物质水平较低;而酚氧化酶及其底物分布在正常组织的不同部位,酚类物质分布在细胞的液泡内,酶则分布在各种质体或细胞质内,这种区域性分布致使底物与酶被质膜分隔开来;但当外植体或培养材料处于机械损伤等逆境,或细胞受伤或衰老时,细胞膜结构或细胞中物质区域化分布的破坏会导致酚氧化酶释放或合成,如果此时在合适的pH和温度等条件下,酚氧化酶、酚类(底物)和氧发生酶促氧化反应,形成有毒的棕褐色醌类物质,从而使组织发生褐变。此外,组织的老化或病变也可激活酚氧化酶而引起褐变。 一般认为,褐化是指外植体或培养材料接种后在组织培养过程中,由于切割造成机械损伤,伤口处分泌出酚类化合物,在有氧的条件下,切面细胞中的酚类物质为多酚氧化酶催化,氧化为醌,醌再通过非酶促反应产生有色物质而导致组织褐变,变成棕褐色或暗褐色,并逐渐

褐变现象

褐变现象 摘要:植物组织培养中褐变现象的原理以及影响褐变现象的因素,提出了防止褐变的措施和方法。 关键词:组织培养。褐变。 正文: 褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象,是由于组织中多酚氧化酶被激活,使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质,这种褐变现象又被称为酚污染。多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性,从而毒害整个外植体,严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。 目前,在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。 1 褐变产生的影响因素 影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。 1.1 植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。 1.2 外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。

1.3 培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。 1.4培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。 2 褐变产生的机理 2.1 非酶促褐变 非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。 2.2 酶促褐变 目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。 在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构

食品褐变的机理及控制

食品褐变的机理及控制 褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。所谓褐变,是指食品在加工、贮藏或受损后,色泽变暗或变褐色的现象。食品发生褐变,在不同的场合下,将带来不同的结果。 在食品生产中,可以加以利用的褐变现象,如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变,是人们所希望出现的褐变。但是,大多数食品的褐变现象,往往带来不良的反应,并且使食品的风味和营养价值降低,或者产生有害成分。根据发生的机制,褐变作用可以划分为酶促褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。 1、酶促褐变 酶促褐变是在酶的作用下,发生的褐变作用,酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。一般认为,这种作用是需氧的。在大多数情况下,酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。 食品中发生酶促褐变,必须具备三个条件,即:多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。三个条件,缺一不可。因此,欲控制食品中的酶促褐变,只需要改变其中的任何一个条件即可达到目的。 目前采用的控制方法,主要是从酶和氧入手的。 (1)酶抑制剂法 酚酶的抑制剂有二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等,在食品中加入或渗入这些抑制剂后,酚酶即可以失活。

(2)热处理方法 加热食品,使酚酶失活,即可控制褐变的发生。这种方法是使用最广泛的一类方法,其关键是要在最短时间内钝化酶而又不使食品质量下降。 (3)酸处理法 酚酶的最适pH值在6~7之间,当pH<3时,酚酶失去活性。因此,选用合适的食用酸,如柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸,使食品的pH值小于3,即可防止褐变的发生。 (4)驱氧法 无氧可以防止褐变。最简单的方法是将食品浸没在清水、糖水或盐水中。但是由于水中能吸附少量的氧气,所以,这种处理方法仍可以便褐变以缓慢的速度进行。 (5)底物替代法 加入酚酶底物类似物肉桂酸、对位香豆酸及阿魏酸等酚酸可以对某些褐变起到控制作用。 (6)底物甲基化法 利用甲基转移酶,将邻二羟基化合物进行甲基接枝,生成的这种类似愈疮木酚和阿魏酸的甲基化物,便不能被酚酶作用。目前所采用的甲基转移酶,主要是S腺苷蛋氨酸,它可以使儿茶酚转变为愈疮木酚、咖啡酸转变为阿魏酸、绿原酸转变为3阿魏酰金鸡纳酸。

苹果褐变

苹果褐变

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课题:苹果的“褐变” 安庆一中化学教研组潘丹丹 一、课题设计缘由 新课程理念下的化学教学大力提倡科学探究,尤其是可以彰显化学学科特点的实验探究已经广泛开展。通过以实验为主的多种探究活动,学生会体验到科学研究的过程、激发学习化学的兴趣、强化科学探究的意识、促进学习方式的转变,从而培养了自身的创新精神和实践能力。本节课的内容就是希望学生们通过日常生活中的常见现象,发现问题,然后进行科学举证,从而掌握科学探究的一般步骤和方法,从而认识到化学知识在解决人类生活中的有关问题、提高人类生活质量等方面所起到的不可或缺的作用。 二、学情分析 学生对生活中苹果削皮后很容易褐变有非常深刻的体会,但他们恐怕从未认真分析过其中的原因;同时学生对实验又有着浓厚的兴趣,在实验中产生的认知矛盾是学生学习的驱动力。基于以上两点,本节课力求让学生能认真分析并结合实验找出苹果褐变的原因。 三、教学目标 知识与技能: 学生能够初步了解常见苹果发生褐变的现象和原因,学会抑制苹果褐变的简易方法。 过程与方法: 学生通过分组实验,体验科学探究的过程和科学思维的方法,培养了分析问题的能力、解决问题的能力和合作学习的能力。 情感、态度与价值观: 通过本节课的学习,学生能认识到化学是一门实用学科,这有助于提高学生的学习兴趣,感受到学习化学的意义,体现科学服务于社会与生活的理念和价值观。 四、教学重难点 1.教学重点:如何在教学中贯穿科学探究思维的渗透,引导学生结合所学的化学知识培养解决问题的能力。 2.教学难点:实验思路和实验方案的设计。 五、实验仪器与用品 实验仪器:烧杯、玻璃片、胶头滴管、水果刀。 实验用品:苹果、蒸馏水、KSCN溶液、pH试纸、0.1mol/L盐酸、稀碳酸氢钠溶液、稀亚硫酸钠溶液。 六、教学过程?

食品褐变机理与控制

酶褐变是指多酚类物质在多酚氧化酶(E.C1.14.18.1)的作用下氧化,而呈现褐色。 1 反应条件 多酚类物质:邻苯二酚(儿茶酚)、绿原酸、咖啡酸、没食子酸等; 多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO); 氧气。 2 反应原理 反应过程为:邻苯二酚类物质(PPO+O2)→邻苯醌类化合物多巴(dopa:L-B-(3、4-dihydroxy-phenine)-alanine) (PPO+O2)→多巴醌(dopaquininone) (PPO+O2)→复杂聚合物—黑素(melanin)。 3 控制方法 3.1 加热钝化酶活性 75~95℃、5~7S的加热处理,可使大部分酶活性丧失。加热温度过高,加热时间过长,可抑制酶褐变,但会影响食品品质;加热不足,不能抑制酶褐变。 3.2 驱氧 通过费水烫漂、抽真空(93kPa,5~15min)、高浓度抗坏血酸溶液浸泡、气调包装设计等均可达到驱除食品内氧气的目的,从而抑制酶褐变的发生。 控制氧气含量用抽空处理技术或添加去氧剂等方法:用2%食盐+0.2%柠檬酸+0.06%偏重亚硫酸钠溶液作抽空液,在500mmHg的真空度抽空5~10min,可取得良好的护色效果。 3.3 螯合酶促作用的金属离子 金属(铁、铜、锡、铝等)离子是多酚氧化酶的激活剂。Fe+3、Fe+2、Cu+2能促进褐变主要是因为铁和铜不仅能和酚类化合物反应形成褐色物质,而且能催化还原酮类的氧化。 柠檬酸对Cu2+有螯合作用。 EDTANa2是一种金属离子螯合剂,可阻止金属离子对褐变反应的促进作用,但其作用作用对象有关,有的效果则不明显。 3.4 调pH PPO酶最适pH=6~7,随着pH的下降,多酚氧化酶的活性直线下降,特别是pH在3.0以下时,高酸性环境会使酶蛋白上的铜离子解离下来,导致PPO逐渐失活,酶活性趋于最低。加有机酸(柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸)调pH≤4~5可降低酶活性,减少偶联褐变。 3.5 酶活抑制剂 3.5.1 二氧化硫、亚硫酸盐 二氧化硫、亚硫酸盐等在酸性(pH=6)的条件下对PPO酶活性有抑制作用,兼有漂白、杀菌性能,可阻止黑色素的形成。亚硫酸盐可能有致癌用,可能会导致某些消费者呕吐、下痢、过敏克、急性哮喘、失神等不良反应,也会加速罐壁蚀,破坏维生素,产生不愉快的嗅感和恶臭味,食品中残留量如果超过0.01×10-5即可感知,因此在使用时必须注意用量"我国有关食品法规规定残留量不得超过10mg/kg。 处理条件:游离SO2量为0.7mg/kg,但对人体有害,被限制使用。

实验九 褐变现象的观察

实验九褐变现象的观察 一、目的要求 1.通过实验现象的观察,进一步了解各类褐变现象。 2.通过观察比较,掌握影响各类褐变的因素。 二、实验原理 褐变是食品中较普遍的变色现象,包括酶促褐变、美拉德反应、焦糖化反应和抗坏血酸反应。后3种不需要酶做催化剂,称为非酶褐变。酶促褐变必须具备3个条件,缺一不可,所以某些果蔬无此褐变现象。据此原理,人们可人为改变环境条件控制褐变。 非酶褐变历程复杂,产物多样。通过焦糖和面包的制作,观察焦糖化反应过程、焦糖色及焙烤色的形成。美拉德反应受环境温度、pH及反应物的影响,可用简单组分间的反应进行验证。 三、实验器材 有柄瓷蒸发皿、酒精灯、试管和试管架、试管夹、小刀、恒温水浴、表面皿、温度计、烧杯、电子天平、远红外电热炉或食品烤箱、电炉。 苹果、土豆、西瓜、橘子、白糖、面包面胚、鸡蛋。 四、实验试剂 1.5%抗坏血酸溶液 2.5%亚硫酸氢钠溶液 3.0.5%柠檬酸和0.3%抗坏血酸等体积混合液 4.10%NaOH溶液 5.10%HCl溶液 6.甘氨酸 7.果糖 8.核糖 9.蔗糖 10.葡萄糖 11.赖氨酸 12.谷氨酸 13.白糖 14.面包面胚 15.鸡蛋 五、操作步骤 (一)酶促褐变 1.将苹果、土豆、西瓜、橘子去皮切片后,分置于表面皿上,20 min后观察各试样颜色的变化,记录结果,说明原因。 2.取8个烧杯,编1~8号,按下述要求操作: (1) 1号空杯置于空气中;

2号加近沸的蒸馏水; 3号加蒸馏水(室温); 4号加5%抗坏血酸溶液; 5号加5%亚硫酸氢钠溶液; 6号加0.5%柠檬酸和0.3%抗坏血酸等体积混合液。 (2) 将土豆(或苹果)去皮后,切成5.0 cm×1.5 cm×0.5 cm的薄片(7片)分别置于1~6号烧杯中,3号烧杯置2片,其溶液均要浸没试样。 (3) 0.5 min后从2号烧杯中取出试样,置于干燥的7号烧杯中。 (4) 20 min后,观察各烧杯中土豆片颜色的变化,并与1号烧杯试样比较,解释原因。 (5) 从3号烧杯中取出其中一片试样置于干燥的8号烧杯中,再过20 min 后,观察土豆片颜色的变化,解释原因。 (二)非酶褐变 1.美拉德反应 (1) 温度的影响取2支干燥试管,均加入果糖和甘氨酸各0.5 g,再各加 2 mL水,摇匀,将其中1支试管置室温下静置,另1支试管置于沸水浴中加热,5 min后观察两试管内溶液颜色的变化,20 min后再一次观察两试管溶液的颜色并记录。 (2) pH的影响取3支干燥试管,均加入果糖和甘氨酸各0.5 g,再各加2 mL水。分别加入10%HCl、10%NaOH、蒸馏水各10滴,摇匀后同置于沸水浴中加热,仔细观察各试管溶液颜色变化的速度,2 min后比较各试管溶液颜色深浅。记录变化速度、颜色深浅。 (3) 不同反应物的影响取3支干燥试管,分别加入果糖和甘氨酸各0.5 g;蔗糖和甘氨酸各0.5 g;核糖和甘氨酸各0.5 g。再各加入2 mL水,摇匀后置于沸水浴中加热,仔细观察各试管溶液颜色的变化速度,5 min后记录颜色深浅,说明原因。 再取3支干燥试管,分别加入果糖和甘氨酸各0.5 g;果糖与赖氨酸各0.5 g;果糖与谷氨酸各0.5 g,再各加入2 mL水,摇匀后置于沸水浴中加热,同上观察与记录,并说明原因。 2.焦糖的生成 称取白糖25 g置于有柄瓷蒸发皿中,加1 mL水,在电炉上加热至150 ℃左右,关闭电源,使温度上升至190~195 ℃,再恒温10 min,此时白糖成深褐的胶态物质(焦糖)。稍冷后,在蒸发皿中加入少量的蒸馏水使其溶解。转移至 250 mL烧杯中,加水约至200 mL。观察焦糖生成过程中颜色的变化、起泡现象和溶液的颜色。 3.焙烤色的形成 取面包面胚8个(每个50 g左右),编号1~8。1、2号面胚表面刷一些糖水; 3、4号面胚表面刷一层蛋液;5、6号面胚表面刷一层含葡萄糖的蛋液;7、8号面胚保持原样。 8个面胚同时入远红外电热炉(或烤箱)烘烤,入炉温度低些,然后逐渐升高,出炉前温度再逐渐降低。180~200 ℃左右烘烤15~20 min出炉。观察4组面包皮的颜色,并嗅其香气,说明原因。 六、注意事项

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