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影响美拉德反应的因素

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影响美拉德反应的因素:29/50☆其掘堆民应艮其民应历锻 = , 口F員由 I Bff — -w- s-MfiffKBE4 .■ I -KfikitW•县还 *美拉德反应:(1) PH值对美拉德反应的影响:PH小于7时,美拉德反应不明显,即对美拉德反应的影响不明显 ,在酸性条件下,氨基处于 质子化状态,由于受带正电荷原子的吸引,电子离开C,使12 烯醇化较为容易,使得葡基胺不能形成,因此酸性条件不利于反 应的继续进行:PH大于7时,美拉德反应明显加快,当PH大 于11时,美拉德反应颜色变化明显减弱,即PH的变化对美拉 德反应的影响明显减弱(2) 温度对美拉德反应的影响:在相同的条件下,加热时间越长,美拉德反应颜色越深,温度越高,反应越快;低于80£颜 色反应不明显,温度每升高10°C,达到相同的吸光度所需的时 间约减少2至3倍,高于100时反应速度明显加快3) 不同糖类及浓度对美拉德反应的影响:除蔗糖外,吸光度随第 1 页糖浓度的增加而增加,糖浓度增加能促进美拉德反应,对于不同 的糖,褐变速率为:木糖〉半乳糖>葡萄糖〉果糖〉蔗糖,五碳 糖褐变的速度是六碳糖的10 倍,还原性单糖中五碳糖褐变排序 为:核糖阿拉伯糖木糖。

六碳糖排序为:半乳糖甘露糖葡萄糖, 还原性双糖分子量大,反应速率也慢,木糖是五碳糖相对于六碳 糖来说,其碳链较短,碳架空间位阻小,故其活性较大葡萄糖 属于醛糖,果糖属于酮糖,醛糖比酮糖更易于发生反应,是因为 醛糖的末端基团空间位阻效应小,更易于与氨基酸发生反应,故 葡萄糖更易发生美拉德反应(4) 金属离子对美拉德反应的影响:金属离子对美拉德反应的影 响很大程度上依赖于金属离子的类型,而且在反应的不同阶段其 影响程度也不同,在有不同离子存在的情况下,美拉德反应中类 黑素的凝聚受抑制,有实验结果表明:金属离子尤其是二价铁离 子与二价铜离子存在的情况下,褐变趋于加快5) 水分活度对美拉德反应的影响:水分活度与美拉德反应有 较大的关系,水分在百分之 10 到 15 时最容易发生褐变,一般 情况下,褐变反应速度与基质浓度成正比,在完全无水的情况下, 就几乎不发生褐变反应,这是因为氨基化合物与羧基化合物的分 子完全无法运动的缘故,而在水分含量较高的情况下,反应基质 浓度很低,美拉德反应也难于发生抑制美拉德反应的条件:(1) 使用不易褐变的原料,就氨基化合物而言,胺类较氨基酸更 第2页(2)(3)(4)(5)易于发生褐变,氨基酸中以碱性氨基酸易于发生褐变,氨基 酸的氨基在末端的易于发生褐变,因此,使用不易褐变的原 料或去除诱发褐变的少量甚至微量反应物(特别是糖),就能 够减少美拉德反应的发生,例如:在蛋粉生产中,加入酵母 利用发酵法去除微量糖来减少美拉德反应的发生。

降低PH值:PH值是影响美拉德酶促褐变速度的重要因素, 羰氨缩合过程中封闭了游离的氨基,反应体系的PH值就下降 了,所以碱性环境有利于羰氨反应的进行,PH值大于3以上 时,褐变速度随PH的增加而加快,因此降低PH值可以抑制 美拉德反应调节水分活度,水分活度与美拉德反应有较大的关系,水分 在百分之10 到15 时最容易发生褐变,一般情况下,褐变反 应速度与基质浓度成正比,在完全无水的情况下,就几乎不 发生褐变反应,这是因为氨基化合物与羧基化合物的分子完 全无法运动的缘故,而在水分含量较高的情况下,反应基质 浓度很低,美拉德反应也难于发生氧气:实验表明,室温下氧气的存在对美拉德反应的褐变速 度起促进作用,因此的物料,应尽量减少与氧气的接触使用还原剂:亚硫酸盐是广泛使用且有效的美拉德反应褐变 抑制剂,通常使用的亚硫酸盐包括了一组化合物:亚硫酸钠, 亚硫酸氢钠,焦亚硫酸钠,保险粉(硫代硫酸钠),亚硫酸盐 抑制美拉德反应的机理是:加成反应:反应物的羰基可以与亚硫酸根结合形成加成化合物,其加成化合物能与氨基化合物缩合,但缩合产物不能再 进一步生成Schiff(西弗)碱与N—葡萄糖基胺,阻止了美拉德 反应的进一步发生,因而有明显的抑制效果。

此外,亚硫酸根还能与中间产物的羰基结合形成加成化合物, 这些加成化合物的褐变活性远远低于氨基化合物与还原糖所 形成的中间产物,实际上等于使得后面生成类黑精的反应难以发生:tiRt图2加成反应方式二反应方程式见下茁師一册-厂总 R 2加成的结果使有机物失去或者减少双键或减少双键,因而使颜色失去或变浅,因此亚硫酸盐抑制美拉德反应的中间体,而生成了褐变活性很低的中间产物,从而抑制了美拉德反应还原反应:由于亚硫酸盐是还原剂,能产生还原作用,阻止或减缓了某些中间反应,从而避免或减少色素的生成此外,亚硫酸盐还能消耗氧与降低PH值,这些都能间接阻止 美拉德反应的发生但单一使用还原剂的效果不稳定,一些实际作用表明,在有 氧或氧化剂存在的条件下,已被还原的双键易恢复,因此, 在使用还原剂脱色时,必须减少与氧的接触,或使用抗氧化 稳定剂,使用还原剂与稳定剂共用时,脱色效果最为理想6)使用褐变抑制剂,根据现代有机化学与近代波普理论:有 机物的颜色是由含共轭双键形成加成物,使用氧化剂可有效破坏 共轭双键体系,因此可以使用抑制剂抑制美拉德反应,降低色值 使用氧化剂:强氧化剂可以有效破坏羰基化合物及中间产物中的 双键结构,使共轭双键氧化发生断裂时,将含有共轭双键的有色 分子破坏成为分子量低,双键含量少的物质,使得美拉德反应强 褐变活性的中间产物难以生成,改变了生色基的结构,减少了生 色基与发色基的数量,达到抑制褐变的目的(7)使用酶制剂,一些酶对美拉德发应有抑制作用(8)使用吸附剂,吸附剂因为具有巨大的比表面积,表面自由 能较高,能吸附色素与杂质,从而达到消除美拉德反应影响的目 的,通常在低PH值下吸附脱除率较高,在高PH值下较低。

9)消除金属离子对美拉德反应的影响,铁与亚铁离子能促进 美拉德反应的发生,而钙镁离子能减缓美拉德反应的发生 能发生焦糖化反应的的糖类有:所有的单糖(常见的单糖:葡萄 糖,果糖,半乳糖)与一些二聚糖(例如:蔗糖),一些小分子 糖类,特别是蔗糖与还原糖(具有游离的醛基与酮基)易发生焦 糖化反应单糖:核糖,阿拉伯糖,木糖,来苏糖,阿洛糖,阿卓糖,葡萄糖,甘露糖,古洛糖,艾杜糖,半乳糖,塔罗糖c12□CH ,014焦糖化反应如何从【川一~r0A14. hi水.B D齒附帥” H「“ HdHE ir\ i变成C 125 :L.2也虞-u-D-E E 和!J I*j .SfrmiA 8H:0SH ui门巧Jt水mi岂CH.DFfKOc0.。

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