在高温条件下,糖类脱水后,碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质,如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羟基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮酸和醋酸;非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物,可促进很多成分的变化,如氨基酸在二羰基化合物作用下脱氨脱羧,产生大量的醛类。非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味,例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味,2-H-4-羟基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味,可作为风味增强剂;非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦糊味的主要成分。
(3)非酶褐变产物的抗氧化作用
食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质,它们对食品氧化有一定抗氧化能力,尤其是防止食品中油脂的氧化较为显着。它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物-类黑精具有很强的消除活性氧的能力,且中间体-还原酮化合物通过供氢原子而终止自由基的链反应和络合金属离子和还原过氧化物的特性。
(4)非酶褐变降低了食品的营养性
氨基酸的损失:当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时,会造成氨基酸的损失,其中以含有游离ε-氨基的赖氨酸最为敏感。糖及Vc等损失:可溶性糖及Vc在非酶褐变反应过程中将大量损失,由此,人体对氮源和碳源的利用率及Vc的利用率也随之降低。蛋白质营养性降低:蛋白质上氨基如果参与了非酶褐变反应,其溶解度也会降低。矿质元素的生物有效性也有下降。
(5)非酶褐变产生有害成分
食物中氨基酸和蛋白质生成了能引起突变和致畸的杂环胺物质。美拉德反应产生的典型产物D-糖胺可以损伤DNA;美拉德反应对胶原蛋白的结构有负面的作用,将影响到人体的老化和糖尿病的形成。 3 非酶褐变反应的影响因素和控制方法。
影响非酶褐变反应的因素 (1)糖类与氨基酸的结构
还原糖是主要成分,其中以五碳糖的反应最强。在羰基化合物中,以α-己烯醛褐变最快,其次是α-双羰基化合物,酮的褐变最慢。至于氨基化合物,在氨基酸中碱性的氨基酸易褐变。蛋白质也能与羰基化合物发生美拉德反应,其褐变速度要比肽和氨基酸缓慢。
(2)温度和时间
温度相差10℃,褐变速度相差3~5倍。30℃以上褐变较快,20℃以下较慢,所以置于10℃以下储藏较妥。
(3)食品体系中的pH值
当糖与氨基酸共存,pH值在3以上时,褐变随pH增加而加快;pH2.0~3.5范围时,褐变与pH值成反比;在较高pH值时,食品很不稳定,容易褐变。中性或碱性溶液中,由抗坏血酸生成脱氢抗坏血酸速度较快,不易产生可逆反应,并生成2,3-二酮古罗糖酸。碱性溶液中,食品中多酚类也易发生自动氧化,产生褐色产物。降低pH可防止食品褐变,如酸度高的食品,褐变就不易发生。也可
加入亚硫酸盐来防止食品褐变,因亚硫酸盐能抑制葡萄糖变成5-羟基糠醛,从而可抑制褐变发生。
(4)食品中水分活度及金属离子
食品中水分含量在10~15%时容易发生,水分含量在3%以下时,非酶褐变反应可受到抑制。含水量较高有利于反应物和产物的流动,但是,水过多时反应物被稀释,反应速度下降。
(5)高压的影响
压力对褐变的影响,则随着体系中的pH不同而变化。在pH6.5时褐色化反应在常压下比较慢。但是,在pH8.0和10.1时,高压下褐色形成要比常压下快得多。
非酶褐变的控制
(1)降温,降温可减缓化学反应速度,因此低温冷藏的食品可延缓非酶褐变。(2)亚硫酸处理,羰基可与亚硫酸根生成加成产物,此加成产物与R-NH2反应的生成物不能进一步生成席夫碱,因此抑制羰氨反应褐变。(3)改变pH值,降低pH值是控制褐变方法之一。(4)降低成品浓度,适当降低产品浓度,也可降低褐变速率。(5)使用不易发生褐变的糖类,可用蔗糖代替还原糖。(6)发酵法和生物化学法,有的食品糖含量甚微,可加入酵母用发酵法除糖。或用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合酶制剂除去食品中微量葡萄糖和氧。(7)钙盐,钙可与氨基酸结合成不溶性化合物,有协同SO2防止褐变的作用。
4 食品中主要的功能性低聚糖及其作用。
在一些天然的食物中存在一些不被消化吸收的并具有某些功能的低聚糖,它们又称功能性低聚糖,具有以下特点:不被人体消化吸收,提供的热量很低,能促进肠道双歧杆菌的增殖,预防牙齿龋变、结肠癌等。
(1)大豆低聚糖
大豆低聚糖广泛存在于各种植物中,主要成分是水苏糖、棉子糖和蔗糖。成人每天服用3~5g低聚糖,即可起到增殖双歧杆菌的效果。
(2)低聚果糖
低聚果糖是在蔗糖分子上结合1~3个果糖的寡糖,存在于果蔬中, 可作为高血压、糖尿病和肥胖症患者的甜味剂,它也是一种防龋齿的甜味剂。
(3)低聚木糖
是由2~7个木糖以β-1,4糖苷键结合而成的低聚糖,它在肠道内难以消化,是极好的双歧杆菌生长因子,每天仅摄入0.7g即有明显效果。
(4)甲壳低聚糖
是一类由N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接起来的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。它有许多生理活性,如提高机体免疫能力、增强机体的抗病抗感染能力、抗肿瘤作用、促进双歧杆菌增殖等。
(5)其他低聚糖
低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖以及低聚龙胆糖等都是双歧菌生长因子,可使肠内双歧杆菌增殖,保持双歧杆菌菌群优势,有保健作用。 5 膳食纤维的生理功能。
(1)营养功能
可溶性膳食纤维可增加食物在肠道中的滞留时间,延缓胃排空,减少血液胆固醇水平,减少心脏病、结肠癌发生。不溶性膳食纤维可促进肠道产生机械蠕动,降低食物在肠道中的滞留时间,增加粪便的体积和含水量、防止便秘。
(2)预防肥胖症和肠道疾病
富含膳食纤维的食物易于产生饱腹感而抑制进食量,对肥胖症有较好的调节功能。此外,可降低肠道中消化酶的浓度而降低对过量能量物质的消化吸收;与肠道内致癌物结合后随粪便排出;加快肠腔内毒物的通过,减少致癌物与组织接触的时间。
(3)预防心血管疾病
膳食纤维通过降低胆酸及其盐类的合成与吸收,加速了胆固醇的分解代谢,从而阻碍中性脂肪和胆固醇的胆道再吸收,限制了胆酸的肝肠循环,进而加快了脂肪物的排泄。
(4)降低血压
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