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1、工厂：乐百氏（武汉）食品饮料有限公司 （WH Plant） 姓名：余胜龙（Yu Shenglong） 职位：质量工程师（QA） 脉动变色理论研究与试验分析 Theoretical and experimental analysis of Mizone Browning 1.脉动变色的本质 2.焦糖化反应简介 3.脉动的成份与变色 4.美拉德反应 5.抗坏血酸的氧化 6.多元酚的氧化缩合 7.试验分析不同因素对脉动变色的影响 目录 Catalog 1.1变色的本质 Essence of Browning 2 化学反应 产生有色 物质 有色物质 增加，颜 色变深 微观宏观 电子 轨道跃迁 吸收光能
2、 反射吸收光的补光 1.2引起变色的物质 Substance of Browning 3 变色 含有某些 金属离子 的溶液 络合物 聚合物 分子量大 电子轨道多 更易跃迁 更易显色 共同特点： 分子量大 4 褐变（ Browning） 酶促褐变非酶褐变 焦糖化反应美拉德反应抗坏血酸的氧化分解 多元酚的氧化 缩合 1.3导致变色（褐变）的反应 Chemical reactions of Browning 酶的活性已 被高温钝化 2.1焦糖化反应简介 Intro of Caramelization 定义：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）
3、时，因糖发生脱水与降解 ，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)。 影响因素：一般而言，焦糖化反应易发生在高温、碱性及高糖浓度 情况下。在酸性条件下，由于加热作用使得糖分解形成furfural（糠 醛）及HMF，它们会与饮料中的氨基继续反应，而参与美拉德反应 后阶段的缩合反应形成类黑精色素。 产物：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 5 3.1脉动的成份与变色反应 Ingredients of Mizone 水、香精、冰醋酸、饮料用复合维
4、生素 白砂糖（主要成份：蔗糖，长时间高温作用水解为葡萄糖和果糖） 果萄糖浆F55（主要成份：果糖、葡萄糖） 无色苹果汁（主要营养成份：果糖、葡萄糖） 饮料用酸度调节剂S15-1MZA（一水柠檬酸） 饮料用酸度调节剂S16-1MZA（柠檬酸钠） 维生素C（即：抗坏血酸） 6 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 3.2导致脉动变色的反应 Interactive chemical reactions of Browning 抗坏血酸的氧 化分解 多元酚的 氧化缩合 美拉德反 应 7 8 4.1美拉德反应 Mail-lard
5、Reaction 定义：由葡萄糖、果糖等还原性糖与氨基化合物（如游离氨基酸、肽、蛋白 质、胺等化合物）引起的褐变反应称为美拉德反应，也称为羰氨反应（也就是 糖类的羰基与氨基化合物的氨基的反应）。 葡萄糖、 果糖等还 原性糖 氨基 化合物 美拉德反应 9 4.1美拉德反应 Mail-lard Reaction 不含氨基化 合物 10 4.1美拉德反应 Mail-lard Reaction 不含氨基化 合物 5.1抗坏血酸简介 Intro of Vitamin C 11 此结构为二烯醇结构 ，此处的2个H原子极 不稳定，易被氧化脱 氢，生成脱氢抗坏血 酸 5.2抗坏血酸的氧化褐变 Oxidatio
6、n of Vitamin C 12 抗坏血酸氧化的两种途径 反反应类应类 型型反反应应条件条件产产物物主要影响因素主要影响因素 有氧反有氧反应应较较高高浓浓度度的的O O2 2 还还原原酮酮类类 （无色）无色） O O2 2浓浓度度 无氧反无氧反应应O O2 2降降至某一至某一浓浓度度 糠糠醛醛 （ 聚合后呈色）聚合后呈色） 贮贮存条件存条件 （ 光照、温度等）光照、温度等） 继续参与美拉德反应 5.3抗坏血酸氧化的影响因素 Influencing factors of VC Oxidation 13 光的影响 热的影响 数据引用自维生素C对湿热和光的稳定性的的研究 作者：天津医科大学 冯淑华
7、 李薇 张彦文 6.1多元酚的氧化缩合 Oxidation of Polyhydric phenol 14 茶多酚被氧化变色 7.1试验分析冷道出口温度对脉动变色的影响 Experimental analysis - Cooling temperature 1. 试验试验 目的：验证 冷道出口温度对脉动变 色的影响 2. 试验试验 方案：采用人工冷却的方式对灌装出口产品进行冷却，将恒温水浴锅温度分别控 制在30、32、37、42四个梯度；以及一组不经过 冷却的样品（即冷却温度82 ）。储存不同的时间 后分别检测 其吸光度、溶解氧以及Vc的含量，并观察其变色情况。 3. 试验结试验结 果：见附表
8、 15 7.2试验结果分析-吸光度 Experimental analysis - Cooling temperature 16 1(30)2（32）3（37）4（42）5（82） 检查检查 周期吸光度检查检查 周期吸光度检查检查 周期吸光度检查检查 周期吸光度检查检查 周期吸光度 当班0.127 当班0.133 当班0.134当班0.135当班0.226 2个月0.5582个月0.5732个月0.5952个月0.6062个月0.655 4个月1.0144个月0.9884个月1.0994个月1.1344个月1.092 6个月1.2216个月1.216个月1.2926个月1.3436个月1.29
9、7 吸光度（Absorbance） 7.2试验结果分析-溶解氧 Experimental analysis - Cooling temperature 17 1(30)2（32）3（37）4（42）5（82） 检查检查 周期溶解氧检查检查 周期溶解氧检查检查 周期溶解氧检查检查 周期溶解氧检查检查 周期溶解氧 当班0.70 当班0.88 当班0.90当班0.68当班0.75 1个月 1个月 1个月 1个月 1个月 2个月0.68 2个月0.67 2个月0.602个月0.612个月0.57 溶解氧（O2） 7.2试验结果分析-Vc含量 Experimental analysis - Coolin
10、g temperature 18 1(30)2（32）3（37）4（42）5（82） 检查检查 周期VC检查检查 周期VC检查检查 周期VC检查检查 周期VC检查检查 周期VC 当班444.84 当班461.85 当班461.84当班461.11当班453.47 2个月427.41 2个月427.87 2个月425.442个月421.122个月421.94 Vitamin C 7.2试验结果分析-变色图片 Experimental analysis - Cooling temperature 19 30 32 37 42 82 30 32 37 42 82 30 32 37 42 82 30
11、32 37 42 82 30 3 2 37 42 82 1 Month2 Months 3 Months 4 Months6 Months 不同冷却温度下的产品均未变色！ 8.1试验分析灌装回流量对脉动变色的影响 Experimental analysis - Quantity of reflux 1. 试验试验 目的：验证 灌装回流量对脉动变 色的影响 2. 试验试验 方案：采用降低灌装速度的方式调整灌装回流量，分别在 13%、20%、30%回流量下生产并取样，在不同的储存时间 后分别 检测 其吸光度、Vc、5-HMF 3. 试验结试验结 果：见附表 20 8.2试验结果分析 Experim
12、ental analysis - Quantity of reflux 21 13%回流量 检查检查 周期 检测检测 日期 吸光度VC5-HMF颜颜色 当班12月12日 0.048 462.10 0.365 正常 4个月4月12日0.208 正常 5个月5月12日0.505 正常 7个月7月17日1.070 365.141.579 轻微变 色 8个月8月23日1.388 339.262.185 轻微变 色 20%回流量 检查检查 周期 检测检测 日期 吸光度VC5-HMF颜颜色 当班12月12日0.044 468.24 0.370 正常 4个月4月12日0.201 正常 5个月5月12日0.5
13、01 正常 7个月7月17日1.063 349.461.699 轻微变色 8个月8月23日1.389 340.592.189 轻微变色 30%回流量 检查检查 周期检测检测 日期吸光度VC5-HMF颜颜色 当班12月12日0.047468.530.351正常 4个月4月12日0.208 正常 5个月5月12日0.506 正常 7个月7月17日1.089374.431.805轻微变色 8个月8月23日1.379339.462.224轻微变色 8.2试验结果分析 Experimental analysis - Quantity of reflux 22 吸光度（Absorbance） 5-HMF
14、Vitamin C 不同回流量下的产品各参数变化几乎完全一致 ！ 9.1试验分析储存环境对脉动变色的影响 Experimental analysis - The storage environment 1. 试验试验 目的：验证 储存环境对脉动变 色的影响 2. 试验试验 方案：将同一个批号的产品分别储 存于不同的环境（一批储存于常温常湿的室内，一批储存于阳光暴晒的室外），储存不同的时间 后（2个月、3个月、4个月）分别检测 其Vc、5-HMF的含量及吸光度。 3. 试验结试验结 果：见下表 23 样品信息储存环境存放时间VC(mg/L） 5-HMF(mg/kg） 吸光度（310nm） 正常样
15、 常温、常 湿、室内 2个月412.332.820 0.735 3个月379.313.325 1.154 4个月351.643.903 1.484 光照样 室外、高 温、光照 2个月279.672.551 0.968 3个月143.354.191 1.226 4个月68.614.305 1.273 9.2试验结果分析 Experimental analysis - The storage environment 24 2 Months IndoorOutdoor 3 Months4 Months IndoorOutdoor IndoorOutdoor 未变色 轻微变色 严重变色！ 9.3试验结果分析 Experimental analysis - The storage environment 25 吸光度（Absorbance）5-HMFVitamin C 从以上图表可明显看出：光照产品Vc含量随时间的降低速率比正常产品快得多，存放2个月时光照产品的Vc含量仅为正常产品的67.8%，存放3个月时仅为37.8%，存放4个月时仅为19.5%；由此可 以判定：高温、多光照的储存环境会加速脉动饮料中抗坏血酸的氧化速率，从而极大地加快脉动的变色 10.1结论-变色机制 Conclusion 1. 多元酚类类的氧化
