비효소적 갈변 (123)

정의/특징

1. 효소의 관여 없이 식품 중의 어떤 성분이나 또는 성분 상호간의 화학적인 반응에 의하여 갈색 물질이 생성되는 반응

2. 외부로부터 에너지 공급이 적거나 없는 상태에서도 반응

 

 

종류

1. Maillard reaction

 1)정의

  활성을 가진 유리aldehyde group이나 ketone group같은 carbonyl group을 가진 환원당 또는 가수분해되어

  환원당을 만들 수 있는 당류가 amino acid, peptide, 단백질과 같은 유리amino group이나 imino group을

  가진 질소화합물과 상호반응하여 갈색물질을 생성하는 반응

 

 2) 환원당의 carbonyl group + 단백질의 amino group →(축합)→ melanoidin(갈색)

 

 3) 영향인자

① 온도 : 80℃ 이상

② pH : 6.5 ~ 8.5

③ 당의 종류 : 5탄당 > 6탄당 > 2당류

④ 수분

⑤ 광선

⑥ 금속

 

 4) 기작

① carbonyl group + amino group →(축합)→ glycosylamine (질소배당체)

② glycosylamine →(amadori rearrangement)→ fructosylamine

③ fructosylamine →(분해)→ 3-deoxyosone

④ 3-deoxyosone → 3,4-dideoxyosone →(산화)→ HMF (HydroxyMethylFurfural)

⑤ HMF →(분해)→ reductone류

⑥ reductone류 →(중합)→ 질소 함유 중합체

⑦ 질소 함유 중합체 →(축합)→ melanoidine

⑧ 최종단계에서 일어나는 반응

     ⅰ. aldol형 축합반응 : reductione류의 분해에 의하여 생성된 활성이 강한

        carbonyl화합물 중에 α-위치에 수소를 가진 화합물들은 aldol형 축합반응을

        일으켜 분자량이 큰 불포화 화합물을 생성

     ⅱ. strecker 반응 : α-dicarbonyl화합물과 α-amino acid와의 산화적 분해반응

 

 5) 응용

① 빵, 간장, 된장, 양갱

② 감자칩, 과즙, 과실주, 쨈류, 맥주 등의 식품에는 품질저하 초래

 

 

2. Caramelized reaction

1) 당류를 170℃ 이상으로 가열 시 중합, 축합에 의해 갈색 색소 생성

2) 최적 pH : 6.5 ~ 8.2

3) 기작

① 초기단계

환원당 à(가열) à ketose형으로 전위 (enol form)

② 중단단계

ketose의 enol form à (산화, 분해, 탈수) à reductone, 5-HMF

③ 최종단계

중간단계 생성물 à (축합, 중합) à caramel

3. Ascorbic acid oxidation

1) 산소 존재 시 reductone류를 형성하여 탈수, 축합에 의한 갈색 색소 생성

2) 산소 부재 시 ozone류를 형성하여 탈수, 축합에 의한 갈색 색소 생성