非酶褐变将使果蔬制品产生哪些有害的变化?如何防止和抑制果蔬制品的非酶褐变?
非酶褐变是指不需要经过酶的催化而产生的一类褐变。如迈拉德反应、抗坏血酸氧化、脱镁叶绿素褐变等等。非酶褐变,是果蔬产品在贮藏中发生的主要褐变反应。
(一)非酶褐变后果蔬制品的变化
果蔬游离氨基酸的组成和含量,因果蔬的种类不同而不同。这些氨基酸与果蔬制品中的糖、抗坏血酸和氧化生成物等羰基化合物反应,而发生褐变。氨基酸中,以色氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、赖氨酸、天门冬氨酸的褐变活性较强。伴随褐变反应的进行,其中氨基态氮减少。氨基态氮含量的变化,随着温度的高低而变化。以贮存6个月为例:5℃减少10%以下;20℃不超过15%;40℃为16%~28%,浓缩果汁则为30%~60%。氨基态氮减少率因果蔬种类不同而有差异,蜜柑、菠萝的减少特别显著。分解作用明显的氨基酸有天门冬酰胺、谷氨酰胺、谷氨酸等。
非酶褐变使产品发生如下有害变化:
1、营养价值降低
水果蔬菜制品发生褐变后,由于维生素C被破坏,将极大地降低其营养价值和生理效果。通过褐变,饮料中的一些必需氨基酸和糖类被破坏;氨基酸、蛋白质与糖结合后的产物不能被酶水解,所以人体对氮原和碳原的利用率随之降低。因此,褐变的结果大大降低了果蔬饮料的营养价值。
2、二氧化碳及酸性物质增加
α-氨基酸与糖或抗坏血酸反应产生的褐变,均能产生二氧化碳。二氧化碳的逸出率与不饱和二羰基化合物的含量成比例。当还原糖与氨基酸反应时,生成种种还原醛酮,它们极易氧化成酸性物质,逐步引起产品pH值的降低。
3、造成产品商品价值的降低甚至报废损失
果蔬色泽,是评论果蔬产品品质的主要指标之一。非酶褐变不但使产品的色泽变灰变暗,并在褐变反应中,常产生带有荧光的中间体。这样,使产品的感观造成不可挽回的损失。
(二)非酶褐变的控制
彻底消除果汁和啤酒及茶饮料的褐变
果汁和啤酒的褐变的原因很多,其中大部分原因由于单宁极其前驱物质引起的,也有是由于阳光引起的光褐变。有一些厂家果汁中在啤酒中滥用一些抗氧剂,象大量使用VC及亚硫酸钠,任为“抗氧剂”就可以阻止果汁和啤酒的褐变,最终无济于事。他们没有想到VC及亚硫酸钠根本没有抗褐变的作用,而且“抗氧”也只不过在5mg/L以下。
那么怎样去消除果汁和啤酒及茶饮料的褐变呢?
1。使用单宁酶消除果汁和啤酒及茶饮料的单宁物质。
2。去除消除果汁和啤酒及茶饮料的重金属离子,切断其褐变的途径。
3。使用VB族抗氧剂。VB的Na盐具有螯和钙镁离子的能力,它能是钙垢在极短的时间内迅速脱解,变成可溶性的物质。具体应用: 由于VB的Na盐可螯和重金属离子,从而切断了氧化的途径,所以VB的Na盐是非常好的抗氧剂,可使啤酒去除老化味,降低啤酒双乙铣的回弹。也是啤酒最先进的抗氧剂。
以现代高新技术从可食性植物中提取的天然抗氧化因子及其衍生物,属维生素B族,与其特有的相乘性物质络合而成的新型天然抗氧化保鲜稳定剂。广泛应用于果汁和啤酒及茶饮料行业,在防止果汁和啤酒及茶饮料氧化、控制啤酒贮存过程中的双乙酰回升、提高非生物稳定性和风味稳定性、延长果汁和啤酒及茶饮料保鲜期都具有极为显著的效果,同时对防止啤酒杀菌后出现的"泡沫环"亦有良好的效果。添加该产品对啤酒的口感、泡沫等均无任何副作用。
产品状态:白色晶状粉末,有吸潮性,易溶于水或啤酒。
主要成分:维生素B族及其它天然物质
促进非酶褐变的原因,还有有机酸和金属离子。酒石酸比柠檬酸褐变活性强;锡、铁、铝离子都能促进褐变;而糖中以果糖最富于反应性。此外,氧化型抗坏血酸在3~6mg/100ml时也可促进褐变。因此,在生产和贮存中必须尽可能防止上述非酶褐变的条件的生成。
为什么新鲜果蔬在加工过程中,原有的悦目的色泽往往会变暗,或变为深褐色?
答:与水果和蔬菜色泽有关的色素成分主要有类胡萝卜素和花色素甙、叶绿素等。天然果蔬在加工中,经机械切片或破碎后,以及在贮存过程中,易使原有的悦目的色泽变暗,甚至变为深褐色,这种现象称为褐变。褐变不仅是果蔬,也是整个食品中普遍存在的变色现象,
褐变反应的机制:一类是在氧化酶催化下的多酚类氧化和抗坏血酸氧化;另一类是不需要酶的褐变,如:迈拉德反应;抗坏血酸在空气中自动氧化褐变等。
(一)酶褐变
酶引起的多酚类氧化及抗坏血酸氧化褐变,均在酸性环境中有氧存在的条件下发生。较浅色的水果和蔬菜,如苹果、香蕉、杏、樱桃、葡萄、梨、桃、草莓、土豆等,在组织损伤、削皮、切开时经常可以发生酶褐变。这是因为它们的组织暴露在空气中,在酶的催化下,使多酚类氧化为邻醌,再进一步氧化聚合而形成褐色素或黑色素所致。
果蔬发生酶的褐变,必须同时具备三个条件:即多酚类物质、多酚氧化酶和氧。这三个条件缺一不可。
酶褐变明显依赖于果蔬的丹宁含量,而与其所含多酚氧化酶的活性相关不大。果汁中丹宁含
量0.045%以下时,在空气中静置了3~4小时并不变色;而当含量超过0.11%时,在空气中变色迅速。有些瓜果如柠檬、柑桔、葡萄柚、醋栗、菠萝、番茄、南瓜、西瓜、番瓜等,因缺少诱发褐变的酶,故不易发生酶褐变。
(二)非酶褐变
非酶褐变是指不需要经过酶的催化,而产生的一类褐变。如迈拉德反应、抗坏血酸氧化、脱镁叶绿素褐变等等。
1、迈拉德反应(即羰氨反应)
它是胺、氨基酸以及蛋白质与糖、醛、酮类之间的反应。羰基化合物单独存在时,也有可能发生褐变,而与氨基酸、蛋白质共存时,更有促进作用。所有食品都有以上成分,所以都有可能发生迈拉德反应。
迈拉德反应过程复杂,最终生成含氮的复杂化合物,即黑色素。褐变的反应速度,与参与反应的糖和氨基化合物结构、水的存在(基质浓度)、温度、pH值有关。
2、抗坏血酸氧化褐变
因植物体内含有抗坏血酸氧化酶,当果蔬组织破坏,又与空气接触时,能使抗坏血酸迅速被破坏。而且抗坏血酸本身即可被氧化而造成褐变。抗坏血酸可分解成脱氢抗坏血酸,最后生成糠醛和二氧化碳。在中性或碱性溶液中,抗坏血酸很不稳定,易以褐变;在pH<5.0时,氧化生成脱氢抗坏血酸速度缓慢;但在pH值2.0~3.5范围内,褐变作用与pH 成反比。
金属离子能促进抗坏血酸氧化褐变。其中铜、铁离子影响较大,铜次之,锌和锡较小。
3、叶绿素脱镁褐变
绿色蔬菜在加热处理时,与叶绿素共存的蛋白质受热凝固,使叶绿素游离于植物体中,并处于酸性条件下,这样,就加速叶绿素转变为脱镁叶绿素,使之失去鲜绿色而显呈褐色。
褐变不仅影响产品的外观和销售价值,更为重要的是其风味和营养价值也受到很大影响。抑制果蔬固有的呈色物质的变化,防止褐变的产生,是生产果蔬制品的企业,乃至整个食品企业的重要课题。
有关解决褐变的问题,请联系 王健:13901024290,(010)69409663
E-mail: pkwangjian@sina.com 或 ymc.wangjian@263.net
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