[科普中国]-焦糖化

焦糖化是焦糖化作用或焦糖化反应的简称。糖类尤其是单糖在没有 含氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温(-般是140~170° )，因糖发生脱水与降解也会产生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应(carameliza-tion),英译又称卡拉蜜尔作用。

焦糖化作用糖类在没有氨基化合物存在的情况下，当加热温度超过它的熔点(高于135℃)时,即发生脱水或降解,然后进一步缩合生成粘稠状的黑褐色产物，这类反应称为焦糖化反应。这种反应称为焦糖化反应(carameliza-tion),英译又称卡拉蜜尔作用。焦糖化反应的结果生成两类物质:一类是糖脱水聚合产物，俗称焦糖或酱色;一类是降解产物，主要是一些挥发性的醛、酮等。它们给食品带来悦人的色泽和风味，但若控制不当，也会为制品带来不良的影响。

焦糖化反应糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140-170℃以上）时，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又称卡拉密尔作用（caramelization)。焦糖化反应在酸、碱条件下均可进行，但速度不同，如在pH8时要比pH5.9时快10倍。糖在强热的情况下生成两类物质：一类是糖的脱水产物，即焦糖或酱色（caramel)；另一类是裂解产物，即一些挥发性的醛、酮类物质，它们进一步缩合、聚合，最终形成深色物质。

三个反应阶段1焦糖的形成:糖类在无水条件下加热，或者在高浓度时用稀酸处理，可发生焦糖化反应。由葡萄糖可生成右旋光性的葡萄糖酐(1，2－脱水－α－D－葡萄糖）和右旋光性的葡萄糖酐(1，6－脱水－β－D－葡萄糖），前者的比旋光度为十69°，后者的为一67°，酵母菌只能发酵前者，两者很容易区别。在同样条件下果糖可形成果糖酐(2,3－脱水－β－D－呋喃果糖)。由蔗糖形成焦糖(酱色)的过程可分为3个阶段。

开始阶段：蔗糖熔融，继续加热，当温度达到约200°C时，经约35min的起泡(foaming)，蔗糖失去一分子水，生异蔗糖酐，无甜味而具有温和的苦味，这是焦糖焦糖化的初始反应。
生成异焦糖酐后，起泡暂时停止。稍后又发生二次起泡现象，这就是形成焦糖的第二阶段，持续时间比第一阶段长，约为55min，在此期间失水量达9%，形成的产物为焦糖酐,平均分子式为C24H36O18。焦糖酐的熔点为138°C，可溶于水及乙醇，味苦。

中间阶段起泡55min后进人第三阶段，进一步脱水形成焦糖稀:。

焦糖稀的熔点为154°C，可溶于水。若再继续加热，则生成高分子量的深色难溶的物质，称为焦糖(caramelin)。这些复杂色索的结构目前尚不清楚，但具有下列的官能团:炭基、羧基、羟基和酚基。

影响因素各种单糖因熔点不同，其反应速度也各不一样，熔点越低，焦糖化反应越快。葡萄糖的熔点为146°C,果糖的熔点为95°C，麦芽糖的熔点为103°C。由此可见，果糖引起焦糖化反应最快。

糖液的pH值不同,其反应速度也不同,pH得越大，焦糖化反应越快在pH值为8时要比pH值为5.9时快10倍。1

焦糖色素生产焦精色素的原料一般为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖或糖蜜.高温和弱碱性条件可提高焦糖化反应速度，催化剂可以加速此反应，并可生产具有不同类型的焦糖色素。现在，市场上有3种商品化焦糖色素。第一种是由亚硫酸气铵催化蔗糖生产的耐酸焦糖色索可应用于可乐饮料、其他酸性饮料、烘焙食品、糖浆、糖果以及调味料中，这种色索的溶液是酸性的(pH值2~4.5)，它含有带负电荷的胶体粒子,酸性盐催化蔗糖糖苷键的裂解，铵离子参与Amadori重排。第二种是将糖与铵盐加热产生红棕色并含有带正电荷的胶体粒子的焦糖色素，其水溶液的pH值为4.2~4.8,用于烘焙食品、糖浆以及布丁等。第三种是单由蔗糖直接热解产生红棕色并含有略带负电荷的胶体粒子的焦糖色索其水溶液的pH值为3~4,应用于啤酒和其他含醇饮料。焦糖色素的等电点在食品的制造中有重要意义。例如，在一种pH值为4~5的饮料中若使用丁等电点pH值为4.6的焦糖色素，就会发生凝絮、浑浊乃至出现沉淀。

磷酸盐、无机酸、碱、柠檬酸、延胡索酸、酒石酸、苹果酸等对焦糖的形成有催化作用。1

裂解产物焦糖化反应主要有以下两类产物:一类是糖的脱水产物——焦糖(或称酱色，caramel);另一类是糖的裂解产物挥发性醛、酮类等。

1糠醛和其他醛的形成(糖在强热下的另一类变化是裂解脱水等，形成一此醛类物质。如单糖在酸性条件下加热，主要进行脱水形成糠醛或糠醛衍生物。它们经聚合或与胺类反应，可生成深褐色的色素单糖在碱性条件下加热，首先起互变异构作用，生成烯醇糖，然后断裂生成甲醛、五碳糖、乙醇醛、四碳糖、甘油醛、丙酮醛等。这些醛类经过复杂缩合、聚合反应或发生羰氨反应均可生成黑褐色的物质。

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张磊 - 副教授 - 重庆师范大学