果蔬酶促褐变的防止

非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止实验报告

14级食品质量与安全1班 温紫君 201430520122

一、实验目的

通过焦糖的制备及羰氨反应来了解非酶褐变以及焦糖的性质与用途。 通过蔬菜加工中热烫等前处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握蔬菜加工中护色的常用方法。

二、实验原理

褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变色现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。

非酶褐变又可分为以下三种类型 ：

1．当还原糖与氨基酸混合在一起加热时会形成褐色“类黑色素”，该反应称为羰氨反应，又称“美拉德反应”。非还原糖在不发生水解的条件下不会发生美拉德反应。

2．糖类在无氨基化合物存在下加热到其熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。

3．柑桔类果汁在贮藏过程中色泽变暗，放出二氧化碳，抗坏血酸含量降低，这是由于抗坏血酸自动氧化而产生的褐变。

酶促褐变是发生在水果、蔬菜等植物性食物中的由酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。果蔬发生酶促褐变后，产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫过程，从而达到护色的目的。除热烫外，也可通过控制酸度、添加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）、亚硫酸盐类物质（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。

三、操作步骤

（一）非酶褐变 1、焦糖的制备

称取蔗糖25g放入蒸发皿中，加入1ml水，在电炉上加热到150℃左右，关去电源，温度上升至190～195℃，恒温10min左右，呈深褐色，稍冷后，加入

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少量蒸馏水溶解，冷却后移入250ml容量瓶中，定容。 2、比色

分别吸取上述10％焦糖溶液5ml，分别稀释至50ml，成为1％焦糖溶液。吸取上述1％焦糖溶液，按下表在试管中混匀各种所需物质，然后在721型分光光度计上以520nm比色测定，记录光密度，根据光密度的大小比较不同情况下焦糖的色泽。 试剂 1％焦糖编号 1 2 3 4 （ml） 5 5 5 5 水 （ml） 5 5 NaCl (g) 1.8 6％HAc（ml） 5 95％乙醇（ml） 5 光密度 3、简单组分的美拉德反应 （1）取3支试管，各加25％葡萄糖溶液和25％甘氨酸溶液5滴。第一支试管加10％盐酸两滴；第二支试管加10％氢氧化钠溶液两滴；第三支试管不加酸碱。将上述溶液同时放入沸水浴中加热片刻，比较溶液变色的快慢和颜色的深浅。 （2）取三支试管，第一支试管加入20％甘氨酸溶液和25％蔗糖溶液各5滴；第二支试管加入25％谷氨酸钠溶液和25％蔗糖溶液各5滴；第三支试管加入20％甘氨酸溶液和25％葡萄糖溶液各5滴，在上述三支试管中各加2滴10％氢氧化钠溶液，放入沸水浴中加热，比较溶液变色快慢和颜色深浅。 （二）酶促褐变 1、温度对果蔬酶促褐变的作用

用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各4小片，各分成两份，一份放在室温下，另一份切好后立即投入沸水中，热处理5～10min，取出置于室温下，每隔20min观察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。 2、护色剂对果蔬加工制品颜色的影响

（1）按下列各编号所列试剂的比例配制护色液 编号Ⅰ：0.2g柠檬酸溶于50ml水中。 编号Ⅱ：0.2g焦亚硫酸钠溶于50ml水中。

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编号Ⅲ：0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。

编号Ⅳ：0.2g柠檬酸、0.2g焦亚硫酸钠溶于50ml水中。 编号Ⅴ：0.2g柠檬酸、0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。

编号Ⅵ：0.2g柠檬酸、0.2g焦亚硫酸钠、0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。 另取50ml水作对照用，编号为Ⅶ。

（2）用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各14小片，每一编号溶液放苹果、马铃薯各2小片，注意让溶液淹没切片，处理20min后，取出置于室温下，每隔30min观察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。 3、隔氧实验

用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各6小片，4片浸入一杯清水中，2片置于空气中，10min后，观察记录现象。尔后，又从杯中取出2片置于空气中，10min再观察比较。

四、实验结果与分析

（一）非酶褐变 1、焦糖的制备和比色 编号 1 2 3 4 光密度 0 -0.081 -0.061 0.149 颜色 较深 中等 中等 浅 非酶褐变受NaCl、HAc、乙醇的影响，颜色均变浅，证明褐变作用被抑制。 2、简单组分的美拉德反应 （1） 编号 1 2 3 （2） 编号

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实验现象 无明显现象 变色快，颜色深 无明显现象 实验现象 1 2 3 无明显现象 无明显现象 变色快，颜色深 美拉德反应属于酶促褐变，受底物、pH值、温度的影响。由第二个实验观察结果，比较可以知道，美拉德反应在碱性时反应快，褐变颜色深。第二组实验中，比较第一第三支试管可知相比于非还原糖美拉德反应在还原糖中的反应较快，褐变颜色较深，对比第一第二支试管可知对于不同的氨基酸反应活性也不一样。 （二）酶促褐变 1、温度对果蔬酶促褐变的作用

有热处理 无热处理 苹果 土豆 苹果 土豆 20min 无明显变化 无明显变化 稍微变黄 无明显变化 40min 无明显变化 无明显变化 呈浅褐色 稍微变黄 60min 无明显变化 无明显变化 褐色加深 呈浅褐色 80min 无明显变化 无明显变化 褐色加深 褐色加深 热烫、高温可以抑制氧化酶活性或使氧化酶类丧失活性，经过热处理的苹果和土豆放置一段时间后仍无明显变化，而没有经过热处理的苹果和土豆则渐渐发生酶促褐变而呈褐色。生产中可以利用热烫防止酶促褐变。 2、护色剂对果蔬加工制品颜色的影响

编号Ⅰ 编号Ⅱ 编号Ⅲ 编号Ⅳ 编号Ⅴ 编号Ⅵ 编号Ⅶ 30min 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 呈浅黄色 60min 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 呈浅褐色 90min 呈浅黄色 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 呈褐色 120min 呈浅褐色 呈浅黄色 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 褐色加深 从表中现象可以看出，柠檬酸、 焦亚硫酸钠、 异抗坏血酸钠均具有护色作用，单独使用时护色作用异抗坏血酸>焦亚硫酸钠>柠檬酸， 两两混合效果较好，

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三者混合护色效果更佳。柠檬酸可以钝化酶，降低酶活性；焦亚硫酸钠作为还原剂，还原醌类，减少色素的产生；异抗坏血酸即作为还原剂，也可以吸收氧气。在生产中可以通过控制酸度（如柠檬酸）、添加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）、亚硫酸盐类物质（如焦亚硫酸钠）来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 3、隔氧实验

清水 苹果 土豆 无明显变化 无明显变化 10min 空气 稍稍变黄 稍稍变黄 清水 20min 空气 从水中取出 稍稍变黄 稍稍变黄 无明显变化 呈浅褐色 无明显变化 呈浅褐色 从上表中的现象可以看出，隔绝氧气能有效防止果蔬酶促褐变的发生，有效延长果蔬的保质期。 六、实验结论

1.非酶褐变受NaCl、HAc、乙醇的影响，颜色均变浅，证明褐变作用被抑制，其中95%乙醇对非酶褐变的抑制效果最好。

2.美拉德反应属于酶促褐变，受底物、pH值、温度的影响。由第二个实验观察结果可以知道，美拉德反应在酸性或中性中反应慢，碱性时反应快，褐变颜色深；同时底物浓度越大美拉德反应越快，降低pH和底物浓度都可以抑制美拉德反应；且美拉德反应只在还原糖与氨基酸溶液中发生，不同的氨基酸反应速度不一样。

3.由第三个实验可以知道柠檬酸、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠均具有护色作用，单独使用时异抗坏血酸>焦亚硫酸钠>柠檬酸，两两混合效果较好，三者混合护色效果更佳。

4.隔绝氧气也可以控制美拉德反应的发生，因为美拉德反应发生的必要条件之一为需要氧气。

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