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抗坏血酸在水溶液中,C3位置上的羟基易电离(pKa=404,25℃),其游离酸水 溶液pH为2.5,C2位置上的羟基较难电离(pka=114)。在不同的pH条件下抗 坏血酸能吸收不同波长的紫外光(见表8-6)。 表8-6抗坏血酸紫外光吸收特征 最大吸收光波长(Amax)nm 2 244 6~10 10 2.稳定性 抗坏血酸极易受温度、盐和糖的浓度、p、氧、酶、金属催化剂特别是Cu 和Fe”、水分活度、抗坏血酸的初始浓度以及抗坏血酸与脱氢抗坏血酸的比例 等因素的影响而发生降解。由于多种因素影响抗坏血酸的降解,因此,除了反 应历程中的最初产物外,要想确切弄清前体物与产物的关系很是困难的。现在 提出的反应机理和历程都是基于动力学和物理化学测定,以及对游离产物的结 构鉴定所得出的。这些研究大多是在p低于2的模拟体系或高浓度有机酸中进 行的,因此,它们与发生在含有抗坏血酸的特定食品中准确的降解模式不可能 完全相同 图8-2表明了氧和重金属对降解反应途径和产物的影响。在有氧存在下 抗坏血酸首先降解形成单阴离子(HA),可与金属离子和氧形成三元复合物,按 照 Buettner的观点,单阴离子HA的氧化有多种途径,取决于金属催化剂) 的浓度和氧分压的大小。一旦[HA]生成后,很快通过单电子氧化途径转变为脱 氢抗坏血酸(A),A的生成速率近似与(HA)、[O2]和[M]的一次方成正比。当 金属催化剂为Cu2或Fe”时,速率常数要比自动氧化大几个数量级,其中Cu2 催化反应速率比Fe“大80倍。即使这些金属离子含量为几个mg/kg,也会引起 食品中维生素C的严重损失。在真实的食品体系中,当金属离子与其它组分(例 如氨基酸)结合或催化其他反应时,可能生成活泼的自由基或活性氧,从而加 速抗坏血酸的氧化。在氧分压低时,非催化氧化反应与氧浓度不成正比(表8-7), 当氧分压低于0.4atm时,反应速率几乎趋向稳定,这表明它是一种不同的氧化 途径,可能是由于氢过氧自由基(HO2·)或氢过氧化物直接氧化的结果。与此相 反,在催化反应历程中,当氧分压在1.0~0.4atm时,反应速率与氧分压成正 比,而在氧分压低于0.20atm时,氧化速率与溶解氧分压无关。这一反应历程 是这样假定的,即在催化氧化反应中,金属与阴离子形成复合物MHA),此复 合物与氧结合成为金属-氧-配位体三元复合物MHAO2,后一种复合物含有- 14 - 抗坏血酸在水溶液中,C3 位置上的羟基易电离(pKa1=4.04,25℃),其游离酸水 溶液 pH 为 2.5,C2 位置上的羟基较难电离(pka2=11.4)。在不同的 pH 条件下抗 坏血酸能吸收不同波长的紫外光(见表 8-6)。 表 8-6 抗坏血酸紫外光吸收特征 pH 最大吸收光波长(λmax)nm 2 244 6~10 266 >10 296 2.稳定性 抗坏血酸极易受温度、盐和糖的浓度、pH、氧、酶、金属催化剂特别是 Cu2+ 和 Fe3+、水分活度、抗坏血酸的初始浓度以及抗坏血酸与脱氢抗坏血酸的比例 等因素的影响而发生降解。由于多种因素影响抗坏血酸的降解,因此,除了反 应历程中的最初产物外,要想确切弄清前体物与产物的关系很是困难的。现在 提出的反应机理和历程都是基于动力学和物理化学测定,以及对游离产物的结 构鉴定所得出的。这些研究大多是在 pH 低于 2 的模拟体系或高浓度有机酸中进 行的,因此,它们与发生在含有抗坏血酸的特定食品中准确的降解模式不可能 完全相同。 图 8-2 表明了氧和重金属对降解反应途径和产物的影响。在有氧存在下, 抗坏血酸首先降解形成单阴离子(HA- ),可与金属离子和氧形成三元复合物,按 照 Buettner 的观点,单阴离子 HA-的氧化有多种途径,取决于金属催化剂(Mn+) 的浓度和氧分压的大小。一旦[HA- ]生成后,很快通过单电子氧化途径转变为脱 氢抗坏血酸(A),A 的生成速率近似与(HA- ) 、[O2]和[Mn+]的一次方成正比。当 金属催化剂为 Cu2+或 Fe3+时,速率常数要比自动氧化大几个数量级,其中 Cu2+ 催化反应速率比 Fe3+大 80 倍。即使这些金属离子含量为几个 mg/kg,也会引起 食品中维生素 C 的严重损失。在真实的食品体系中,当金属离子与其它组分(例 如氨基酸)结合或催化其他反应时,可能生成活泼的自由基或活性氧,从而加 速抗坏血酸的氧化。在氧分压低时,非催化氧化反应与氧浓度不成正比(表8-7), 当氧分压低于 0.4atm 时,反应速率几乎趋向稳定,这表明它是一种不同的氧化 途径,可能是由于氢过氧自由基(HO2·)或氢过氧化物直接氧化的结果。与此相 反,在催化反应历程中,当氧分压在 1.0~0.4atm 时,反应速率与氧分压成正 比,而在氧分压低于 0.20atm 时,氧化速率与溶解氧分压无关。这一反应历程 是这样假定的,即在催化氧化反应中,金属与阴离子形成复合物 MHA(n-1)+,此复 合物与氧结合成为金属-氧-配位体三元复合物 MHAO2 (n-1)+,后一种复合物含有一
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