美拉德反应及其在食品工业中的应用

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1、美拉德反应及其在食品工业中的应用食品与检测3131班孙芳摘要:此类反应为Maillaid反应，又称为非酶褐变（non2enzimicbrowning）。因此，美拉德反应是指氨基化合物和羰基化合物之间所发生的反应。：1912年，法国化学家LouisMaillaid发现甘氨酸和葡糖糖混合加热的时候形成褐色物质在食品中该反应物通常是氨基酸、肽，蛋白质和还原糖类，是食品香味产生的主要来源之一。所以采取适当措施控制Maillaid反应程度既能为食品提供风味，亦能使有毒副产物尽可能降低。本文就美拉德反应机理、影响因素、

2、控制方法及在食品风味中的应用进行综述，同时讨论了抗菌性，抗氧化性和乳化性等食品功能以及蛋白质的糖基化、溶解性和风味特性的修饰改进，并介绍了其对生物的活性体的影响性以及丙烯酰胺等有害物质的生成与消除，丰富了食品化学理论并对食品加工生产应用有很好的指导意义。关键词：美拉德反应食品风味作用机理应用美拉德反应（Maillardreaction）也称为羰氨反应(Amino-carbony1reactinn)是引起食品非酶褐变的主要因素之一。美拉德反应是加工食品色泽（如焙烤类食品的色泽）和各种风味的重要来源，在调味品生

3、产中尤为重要。美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴，是一种全新的香精香料生产应用技术，该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用，所形成的香精具天然肉类香精的逼真效果，具有调配技术无法比拟的作用，这在食品加工生产上具有特殊意义。由于美拉德反应无论从反应还是产物，均可视作天然，这些香精被国际权威机构认定为天然的，因而其应用已广受关注。美拉德反应能赋予食品独特的风味和色泽。所以，美拉德反应成为食品研究的热点。本文美拉德反应机理、控制方法、影响因素及在食品风味中的应用进行了综述，最

4、后美拉德在食品工业中今后的应用进行了展望。1美拉德反应机理美拉德反应可分为3个反应阶段，即初期(Theearlystage)、中期(Theadvancedstage)和末期(Thefinalstage)，其反应途径[3-6]1.1初期阶段还原糖的羰基和氨基酸的自由基氨(ε-NH2)缩缩合生成可逆的亚胺衍生物-薛夫碱(Schiff’sbase)。由于该物质不稳定即刻环化成N-葡萄糖基胺(N-substitutedglycosylamine。)。N-葡萄糖基胺可在酸的催化下经过Amadori重排和Heys重排和

5、Heys重排作用形成有反应活性的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖(1-amino-l-deoxy-2-ketose),即酮糖基胺[7-8].作用这一阶段基本上无色素或风味物质形成。1.2中期阶段当pH<7时，果糖基氨进行1,2-烯醇化反应，脱水生成羟甲基糠醛(hydroxymethylfurfuralHMF)，HMF的积累与褐变速度密切相关。当ph≥7时存在两个反应；一是发生2,3-烯醇化形成还原酮和二羰基化合物；二是发生裂解反应生成二乙酰、乙酸、丙酮醛等[3]。这些产物都为高活性的中间体，还原酮可进一步脱水并

6、与胺类物质缩合生成类黑素。氨基酸在二羰基化合物存在下可发生脱羧、脱氨作用成为少1个碳的醛，氨基则转移到二羰基化合物上形成α-氨基酮，该反应也称为斯特勒克(Strecher)降解反应。1.3末期阶段该阶段通常是醛类物质与氨基化合物反应或吡咯、呋喃类的缩聚和Heyns反应[5，6]生成高分子量的褐色色素类黑素(Melanoidins)或将导致蛋白质的交联。类黑素也可由低分子量的发色基团通过赖氨酸的ε-NN2或精氨酸与无色高分子量物质如蛋白质交联，聚合形成高分子量的有色物质[3,9](Hofmann[10])；同

7、时HOFMANN[11-14]认为类黑素可被分为分子量低于1000Da和达到100000Da二类有色物质。总之，在食品加工特别是热处理工艺中，形成的类黑素不仅直接影响着食品的风味、色泽和质地，同时可通过断开分子链清除体系中的氧和螯合金属离子，具有较强的抗氧化作用并延长食品的货架期。类黑素本身有较高的安全性，不存在细胞毒液效应。美拉德反应机制相当负责，不仅与参加反应的糖类的羰基化合物及氨基酸等氨基化合物种类有关，而且还与温度、氧气、水分、金属离子等外界因子有关。了解这些因素对美拉德反应的影响，有助于我们控制食

8、品褐变，对食品工业具有重要的现实意义。2.1氨基酸和糖种类有研究表明，Gly、Ala、Tyr、Asp、等氨基酸于180CC和等量葡萄糖反应可产生焦糖香气：而Val能产生巧克力香气；His、Lys、Pro可产生烤面包香味；phe则能产生一种特殊的紫罗兰香气。因此在加工过程中，我们可以利用氨基酸的这种性质，将其和葡萄糖直接加入食品并热处理，使食品产生宜人的风味和色泽，以提高营养和改善食品的风味。糖是Maillard反