实验十一 非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止
2014级食品科学与工程*班 *** 2014305004**
一、实验目的
1. 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。 2. 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。
非酶促褐变：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：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。
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。 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。 4、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
(一) 非酶褐变
由以上光密度可得相同条件下，加NaCl 的颜色最深，加95%乙醇的次之，加6%HAc的又次之，加水的颜色最浅。 （1） 样品
现象
1（10％盐酸） 没有变化，无色
2（10％NaOH ） 最快显色，先显浅黄色，最终呈深棕色 3（空白）
较慢，呈浅棕色
由此可知在中性或酸性环境中美拉德反应比较慢，而在碱性环境中美拉德反应很快，通过调节酸碱度可控制美拉德反应。 （2） 样品
1（20％甘氨酸和25％蔗糖） 2（25％谷氨酸钠和25％蔗糖） 3（20％甘氨酸和25％葡萄糖）
最慢，浅黄色 较快，浅黄色
最快，先浅黄色，后深棕色
由此可知美拉德反应的快慢与糖类和氨基酸的种类有关。
（二）酶促褐变
1、温度对果蔬酶促褐变的作用
20min 40min 60min 80min
苹果 边缘褐变 加剧 变色严重 完全变色
室温
马铃薯 无变化 无变化 边缘褐变 边缘褐变
苹果 无变化 无变化 无变化 无变化
热处理
马铃薯 无变化 无变化 无变化 无变化
由此可知苹果比马铃薯更容易发生酶促褐变，经过热处理后两者很难发生酶促褐变。原因是热处理使酶促反应的酶变性失活。 2、护色剂对果蔬加工制品颜色的影响 苹果
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
+ * + * * * +
+++ * + * * * ++
+++++ + ++ * + * +++
+++++++ + +++ + ++ + +++++
马铃薯
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
* * * * * * *
* * * * * * *
* * * * * * *
* * * * * * +
（“*”表示没变化，“+”的数量表示颜色深度）
由此可知苹果比马铃薯更容易发生酶促褐变，护色剂的作用效果由好到差依次为焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠、柠檬酸，且没有必要添加多种护色剂，三种同时使用时护色效果反倒变差。 3、隔氧实验
由此可知苹果比马铃薯更容易发生酶促褐变，隔绝空气可以有效抑制酶促褐变，一旦接触氧气，苹果的酶促褐变将迅速发生。