مقدمه
قهوه ای شدن غذا متداول بوده که در طول پردازش و ذخیره سازی و مخصوصاً در طول تولید محصولات گوشتی ، ماهی و سبزیجات و همچنین هنگامی که سبزیجات توسط ماشین آلات صدمه می بیند رخ می دهد .
قهوه ای شدن معمولاً خصوصیات حسی محصول را به علت تغییر رنگ ، طعم و نرمی و احتمالاً به عنوان عمل آنزیمی دارد کنار خصوصیات غذایی تضعیف می کند .
قهوه ای شدن غذا از اکسیده شدن آنزیمی و غیر آنزیمی عناصر اسید کربلیک و همچنین از عکس العملهای آن به وجود می آید که هنگامی که ترکیبات اسید آمینو و کاهش قند بالا می برد رخ می دهد این به طور کلی مشکل است درباره چگونگی مکانسیم آنزیمی و غیر آنزیمی جستجو کرد به جزء اینکه آنزیم یا در غذایی که مسئول قهوه ای شدن آنزیمی هستند غیر فعال می شوند سپس فقط عکس العمل غیر آنزیمی رخ می دهد اگر چه رنگ می تواند به طور غیر آنزیمی از سطح متوسط شکل یافته که این قبل از اینکه آنزیم غیر فعال شود .
قهوه ای شدن آنزیم
قهوه ای شدن آنزیمی یک مشکل اصلی درتعدادی از محصولات مهم مخصوصاً میوه هایی از قیبل زردآلو ، سیب ، گلابی، هلو و انگور که سبزیجاتی از قبیل سیب زمینی ، قارچ ، کاهو و غذاهایی دریایی از قیبل میگو ، خرچنگ و گوشت خرچنگ است .
این تغییر رنگ زندگی بسیاری از غذاهای پردازش شده محدود می کند و همچنین یک مشکل در تولیدات هیدارتی در میوه های یخ زده و سبزیجات وجود دارد .
اگر لازم است که رنگ روشن محصولی که جمع شده یا خشک شده حفظ شود انواعی از پیش پرورشها مورد نیاز است .
این پرورش نه تنها قهوه ای شدن آنزیمی را ساکن می سازد بلکه از قهوه ای شدن غیر آنزیمی در طول و طعم محصولاتی از قیبل کشمش به آلو ، قوه به چای و کاکائو.
قهوه ای شدن آنزیمی یک تغییر رنگ است که نتیجه ترکیبات منوفونیک از گیاهان و صدف داران می باشد که در حضور اکسیژن و اکسیده شدن اسید کربنیک رخ می دهد که یک هیدروکسید یک اسید اُدی کربنیک می باشد که بعداً شکل اکسیده شده به اوکوبینو تبدیل می شود ( ترکیب انگلیسی 2O4H6C این کوبینونها که فشرده شده و در مقابل ترکیبات اکسید کربلیک و اسید آمینوها عکس العمل نشان می دهد تا قهوه ای تیره سیاه یا قرمز رنگ در ساختارها تولید می کند .)
ppo (اکسید اسیون چندکربلیکی) یک cu همراه با آنزیم می باشد که تحت عنوان تیروکسیناس اکسید دی فنول، اکسید اُدی فنول ، فلوناس مشهور است.
ppo در اغلب قارچها و باکتریها در اغلب گیاهان و همه پستانداران حضور دارند.
در همه موارد آنزیم با رنگ تاریک در ارگانیزم به کار می رود و به نظر می رسد که یک عملکرد محافظتی و حیاتی دارد .
ppo در اغلب گیاهان بلند شامل گندم ، چای، سیب زمینی، خیار، کنگرفرنگی، کاهو، هلو، انگور، گلابی، سیب، انبه، خربزه درختی و همچنین دانه هایی از قیبل کاکائو پیدا می شود. در گیاهان هم گیاهان دارای مرز غشایی و سم حلال ppo قابل توضیح است .
ژن ppo در هسته قرار دارد و در سیتوپلاسم تبدیل می شود، ppo شکل گرفته به کلروپلاست منتقل می شود .
جایی که به وسیله پروتز شکافته شده و یک شکل فعال را تولید می کند .
نِرواسپورا کراسا و گلوسنس در ppo آنزیمهای پلی پپتاید (یک ملکول زنجیره اسید آمینوها) هستند.
ppo در قارچ به نظر می رسد که شامل چهار زیر بخش باشد اگر چه تحت شرایطی ترکیبات شیمیای منومریک و اکتامریک یافت می شود.
بنابراین همه آن چیزی که ppo کشف کرده است قادر است تا اُدی هیدروکسید فنو را به اُبی اِنْزُو کوئینون تبدیل کند که از اکسیژن به عنوان یک عامل زیر بنایی استفاده می کند اما همه ppo ها به شکل مونوفنولها هیدراته نمی شوند مکانیزم اکسیداسیون مونوفنولها و دی فنولها در شکل 2 نشان داده شده است .
رشته سیمی از اُدی هیدروکسی فنولها برای ppo در گیاهان بلندتر بنیادی هستند بنابراین پتانسیل زیادی برای قوه ای شدن به دلیل حضور گروههای OH قابل اکسیده وجود دارد که این در کنار 4 و 3 هیدروکسی فنیل آنین (POPA) و تیروکسین وجود دارد . آنزیم آمونیاپنیلانین در مسیر بیوسنتز از ترکیبات فنولی وجود دارد، کنترل فعالیت آمونیاپنیلانین و در نتیجه بیوسنتز ترکیبات فنولی در مکان گیاه و سبزیجات در کنترل قهوه ای شدن آنزیمی که در نتیجه پرورش به وجود آمده است مهم می باشد .
آنزیم برای تغییرات شیمیایی یا فیزیکی یا بیولوژیک در مقابل گرما تناسب دارد، غیرفعال کردن گرما در ppo امکان پذیر است و این به وسیله به کارگیری دمای کمتر از 50 درجه سانتیگراد می باشد اما ممکن است رنگ و طعم و همچنین بافت غیر مطلوبی را تولید کند، دمای کمتر از 60 درجه سانتیگراد برای 3 دقیقه برای عمل گرمایی قبل از تخمیر استفاده می شود .
به طور متناوب حذف اکسیژن یا به کارگیری باز دارنده هایی از قبیل اسیدها، هالوژنها، اسید فنولیک، سولفیدها و عوامل دیگری از قبیل اسید آسکروبیک، سِسْتین و ترکیبات بنیادی متفاوت دیگری ممکن است استفاده شود .
مهمترین فاکتورهایی که نرخ قوه ای شدن آنزیمی میوه ها و سبزیجات را تعیین می کند غلظت ppo و ترکیبات فنولیک pH ، دما و در دسترس بودن اکسیژن در بافتها می باشد ، pH و اکسیژن بر قهوه ای شدن غیر آنزیمی تاثیر می گذارد .
مناسب ترین pH برای فعالیت ppo بین pH 5 و 7 می باشد تطابق pH با اسید سیتریک ، اسید مالیک یا اسید فوماریک تا pH 4 و یا پایین تر از آن می تواند برای کنترل رنگ قهوه ای در آبمیوه ها ، تکه های جیوه ، آوکادو (گیاهان و میوه) و غیره می تواند استفاده شود و حالت اسیدی می تواند مزه آنرا مقاوم نماید ممکن است کاهش زیر pH 4 به علت لبه نازک محصول در مکان فعال آنزیم برای مثال اسید سیتریک وجود داشته باشد .
قهوه ای شدن غیر آنزیمی
قهوه ای شدن عیرآنزیمی تغییر رنگی است که در نتیجه عوامل زیر است :
عکس العمل به گروههای کربونیل (کاهش قند ، آلدِهیل کِتون ، اکسیده شدن لیپیدی) و ترکیب آمینو (پروتئینهای لیسین ، گلسین ، پپتاید ، آمینه ، آمونیا) .
پپرونسیز (تغییر شیمیایی در نتیجه فعالیت گرما ) در غذا به علت رفتار گرمایی نقطه قند را ذوب کرده و این تحت الشرایط آلکالین یا اسیدی رخ می دهد .
قهوه ای کردن اسید آسکروبیک که تجزیه گرمایی از اسید اسکوربیک می باشد که تحت شرایط آسکوربیک و غیر هوازی و در حضور و یا عدم حضور ترکیب آمینو رخ می دهد .
قهوه ای شدن لیپدی که تحت تخریب عناصر گلیسریدها رخ می دهد و به وسیله حضورآمونیا و یا پروتئین ها سرعت بخشیده می شود .
عکس العمل میلارد شامل سه مرحله است (شکل 4) .
1- مرحله مقدماتی (عکس العمل B,A) که شامل شکل گیری محصولات گلی کوزیل – آمینو می باشد .
2- مرحله میانب (عکس العمل E,D,C) شامل هیدرات شدن و تخمیر قند ، تجزیه اسد آمینه و موارد دیگر می باشد .
3- مرحله پایانی تراکم و شکل گیری ترکیبات نیتروژنی هیدروسلیک و محصولات رنگی می باشد .
محصول آمودری
NR = RCH 2 NH – R + RCHO
محصولات سِسیون
مرحله کلیدی تغییر آمودُری است (عکس العملB) که به شکل غیر قابل تغییری ترکیبات کتوزیل زا تولید می کند و به عکس العملهای پیچیده در مرحله میانی هدایت می شود .
محصولات میلارد به نظر می رسد نقش مهمی در محافظت قوه شدن غیر آنزیمی دارند این تاثیر قوی جلوگیری از قهوه شدن می تواند مربوط به خصوصیات آنتی اکسید شدن باشد که ممکن است از لیپیدها در مقابل اکسیده شدن جلوگیری کند .
عکس العمل میلارد عمر مفید میوه ها و سبزیجات آبمیوه های متفاوت هیدراته شده را محدود می کند . عکس العملهای اسید آمینه قند در نوع میلارد دارای اهمیت کمی در آبمیوه ترکیبات قهوه ای به دلیل حالت اسیدی بالا دارد .
با این وجود اسید تجزیه گرمایی از کاهش قندها را کاتالیز می کند که یک عنصر مهم در قهوه شدن غیر آنزیمی مرکبات می باشد .
اسید آسکوربیک یک سازه بسیار واکنشی در نوشیدنی پرتغال تا توجه به شکل گیری حالت قهوه ای می باشد که به حضور اکسیژن و اسید آمینه سرعت بخشیده می شود .
قهوه شدن ویتامینc یک مورد خاص است ، که به تخریب و از دست رفتن این ویتامین می انجامد و ویتامینc و محصولات فساد در اسیدآمینه در قهوه شدن دخالت دارند .
قهوه شدن اکسیدی غیرآنزیمی 80 درصد آن از قهوه ای شدن سیب خشک شده در طول ذخیره سازی می باشد درحالی که بقیه آن به علت عکس العمل های غیرآنزیمی غیر اکسیدی می باشد .
یون های فلزی(آهن ، مس و فلزات انتقالی) در قهوه شدن غیرآنزیمی از محصولات مرکبات شامل می باشند که از واکنشهای اکسیدی و غیر اکسیدی نتیجه می شوند .
اکسیژن برای قهوه شدن غیر آنزیمی نوع اکسیدی مورد نیاز است که ممکن است که در محصولات بسته بندی به وسیله حل شدن وارد شوند تا از طریق مواد بسته بندی از قبیل بسته های پلاستیکی که برای اکسیژن نفوذ پذیر هستند جبران شود .