Войти
Воспроизвести мультимедиа Поджарить яблоко Fuji - 32 минуты за 16 секунд (видео) Поджаривание - это процесс потемнения пищи в результате химических реакций, которые происходят внутри нее.
Процесс потемнения - одна из химических реакций, протекающих в химии пищевых продуктов, и представляет собой интересную тему исследований, касающихся здоровья, питания и пищевых технологий. Хотя существует много различных способов химического изменения пищевых продуктов с течением времени, потемнение, в частности, делится на 2 основные категории: ферментативные процессы по сравнению с неферментативными процессами потемнения.
Браунинг имеет много важных последствий для пищевой промышленности, касающихся питания, технологий и экономических затрат. Исследователи особенно заинтересованы в изучении контроля (ингибирования) потемнения и различных методов, которые можно использовать для максимального увеличения этого ингибирования и, в конечном итоге, продления срока хранения пищевых продуктов.
Ферментативное потемнение - одна из самых важных реакций, происходящих в большинстве фруктов и овощей, а также в морепродуктах. Эти процессы влияют на вкус, цвет и ценность таких продуктов. Как правило, это химическая реакция с участием полифенолоксидазы, катехолоксидазы и других ферментов, которые создают меланины и бензохинон из природных фенолов. Ферментативное потемнение (также называемое окислением пищевых продуктов) требует воздействия кислорода. Он начинается с окисления фенолов с помощью полифенолоксидазы до хинонов, сильное электрофильное состояние которых обуславливает высокую восприимчивость к нуклеофильной атаке со стороны других белков. Затем эти хиноны полимеризуются в серии реакций, что в конечном итоге приводит к образованию коричневых пигментов (меланоз) на поверхности пищи. Скорость ферментативного потемнения отражается количеством активных полифенолоксидаз, присутствующих в пище. Следовательно, большинство исследований, посвященных методам подавления ферментативного потемнения, сосредоточены на подавлении активности полифенолоксидазы. Однако не всякое потемнение пищи вызывает отрицательные эффекты.
Пример общей реакции полифенолов полифенолоксидазами, которая катализирует ферментативное потемнение. Производство хинонов подвергается большему количеству реакций, которые в конечном итоге образуют коричневые пигменты на поверхности пищи. 
В процессе превращения винограда в изюм участвует желаемая реакция ферментативного потемнения. Примеры полезного ферментативного потемнения:
Нежелательная ферментативная реакция потемнения участвует в образовании коричневых пятен на кожуре бананов. Примеры нежелательного ферментативного потемнения:
Для предотвращения или замедления ферментативного потемнения пищевых продуктов используются различные методы, каждый из которых направлен на достижение определенных этапов t химическая реакция. Контроль ферментативного потемнения всегда был проблемой для пищевой промышленности. Кроме того, было пересмотрено использование химических веществ для подавления потемнения, таких как сульфит (мощное химическое средство против потемнения), из-за потенциальных опасностей, которые он вызывает вместе с его активностью. Было проведено много исследований относительно точных типов механизмов контроля, которые имеют место при столкновении с этим ферментативным процессом. Различные типы ферментативного контроля потемнения можно разделить на разные группы.
Корочка булочки хлеба, который становится золотисто-коричневым из-за реакции Майяра Второй тип потемнения, неферментативное потемнение, представляет собой процесс, который также вызывает коричневую пигментацию в пищевых продуктах, но без активности ферментов. Двумя основными формами неферментативного потемнения являются карамелизация и реакция Майяра. Оба варианта различаются по скорости реакции в зависимости от активности воды (в пищевой химии стандартное состояние активности воды чаще всего определяется как парциальное давление пара чистой воды при той же температуре).
Карамелизация - это процесс, включающий пиролиз сахара. Он широко используется в кулинарии для получения желаемого орехового вкуса и коричневого цвета. По мере протекания процесса летучие химические вещества высвобождаются, производя характерный карамельный аромат.
Пример карамелизации столового сахара (сахарозы) до коричневого орехового ароматизатора (фуран и мальтол). 
Обзор механизма неферментативной реакции Майяра в пищевых продуктах. Основание Шиффа теряет молекулу CO2 и добавляется к воде. Обратите внимание на взаимодействие между аминогруппой аминокислоты (здесь аспарагин) и карбонильным углеродом сахара (глюкозы). Конечный продукт - акриламид. Для получения дополнительной информации посетите Реакция Майяра.Другой неферментативной реакцией является реакция Майяра. Эта реакция отвечает за появление аромата при приготовлении пищи. Примеры продуктов, которые подвергаются реакции Майяра, включают хлеб, стейки и картофель. Это химическая реакция, которая происходит между аминогруппой свободной аминокислоты и карбонильной группой восстанавливающего сахара, обычно с добавлением тепла. Сахар взаимодействует с аминокислотой, создавая разнообразные запахи и вкусы. Реакция Майяра является основой для производства искусственных ароматизаторов для обработанных пищевых продуктов в индустрии ароматизаторов, поскольку тип используемой аминокислоты определяет конечный вкус.
Меланоидины представляют собой гетерогенные полимеры коричневого цвета с высокой молекулярной массой, которые образуются, когда сахара и аминокислоты объединяются в результате реакции Майяра при высоких температурах и низкой активности воды. Меланоидины обычно присутствуют в продуктах питания, которые подверглись некоторой форме неферментативного потемнения, таких как ячменный солод (Венский и Мюнхенский), корка хлеба, хлебобулочные изделия и кофе. Они также присутствуют в сточных водах сахарных заводов, поэтому их необходимо очищать, чтобы избежать загрязнения в местах оттока с этих заводов.
Как и большинство фруктов, виноград различается по количеству содержащихся в нем фенольных соединений. Эта характеристика используется как параметр при оценке качества вина. Общий процесс виноделия инициируется ферментативным окислением фенольных соединений полифенолоксидазами. Контакт между фенольными соединениями в вакуоли виноградной клетки и полифенолоксидазой ферментом (находящимся в цитоплазме) запускает окисление винограда. Таким образом, первоначальное потемнение винограда происходит в результате «модификации компартментализации» ячеек винограда.
Выдержанное белое вино коричневого цвета Ферментативное потемнение влияет на цвет, вкус и пищевую ценность пищевых продуктов, вызывая огромные экономические потери, если они не продаются потребителям вовремя. По оценкам, более 50% продукции теряется в результате ферментативного потемнения. Увеличение численности населения и связанное с этим истощение наших природных ресурсов побудило многих биохимиков и инженеров по пищевой промышленности найти новые и улучшенные методы для более длительного хранения продуктов с использованием методов, препятствующих реакции потемнения и эффективного увеличения срок годности продуктов. Лучшее понимание механизмов ферментативного потемнения, в частности, понимание свойств ферментов и субстратов, участвующих в реакции, может помочь технологам в области пищевых продуктов контролировать определенные стадии механизма и предотвращать потемнение.
Яблоки - это фрукты, которые обычно изучаются исследователями из-за высокого содержания фенолов, которые делают их очень восприимчивыми к ферментативному потемнению. В соответствии с другими выводами, касающимися яблок и активности потемнения, была обнаружена корреляция между высоким содержанием фенола и ферментативной активностью яблок. Это дает надежду пищевой промышленности в стремлении генетически модифицировать пищевые продукты для снижения активности полифенолоксидазы и, таким образом, уменьшения потемнения. Примером таких достижений в пищевой промышленности является производство Arctic Apples. Эти яблоки, разработанные Okanagan Specialty Fruits Inc, являются результатом сплайсинга генов, метода, который позволил снизить уровень полифенолоксидазы.
Другой вопрос, который внимательно изучается, - это потемнение морепродуктов. Морепродукты, в частности креветки, - это деликатес, потребляемый людьми во всем мире. Поджаривание креветок, которое на самом деле упоминается как меланоз, вызывает серьезную озабоченность у поставщиков пищевых продуктов и потребителей. Меланоз в основном возникает при вскрытии и хранении в холодильнике. Недавние исследования обнаружили растительный экстракт, который действует как ингибитор полифенолоксидазы антимелатонина и выполняет ту же функцию, что и сульфиты, но без риска для здоровья.
