美拉德反应及其在食品工业中的应用.docx

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(non2enzimic browning)。因此,美拉德反 应就是指氨基化合物与羰基化合物之间所发生的反应。 :1912年，法国化学家Louis Maillaid 发现甘氨酸与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就是氨基酸、 肽，蛋白质与还原糖类，就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、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，抗氧化性与乳化性等食品功能以及蛋白质的糖基化、溶解性与风味特性 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(Maillard reaction)也称为羰氨反应(Amino-carbony1 reactinn)就是 引起食品非酶褐变的主要因素之一。美拉德反应就是加工食品色泽 (如焙烤类食 品的色泽)与各种风味的重要来源，在调味品生产中尤为重要。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与生产工艺的范畴，就是一种全新的香 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就是产物，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与色泽。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(The early stage)、中期(The advaneed stage与末期(The final stage),其反应途径 冋 1、1初期阶段 还原糖的羰基与氨基酸的自由基氨(?NH2 )缩缩合生成可逆的亚胺衍生物- 薛夫碱(Schiff base)。由于该物质不稳定即刻环化成N-葡萄糖基胺(N- substitutedglycosylamineo )。N -葡萄糖基胺可在酸的催化下经过 Amadori重排 与Heys重排与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pH7时，果糖基氨进行1,2-烯醇化反应，脱水生成羟甲基糠醛 (hydroxymethylfurfural HMF) ,HMF的积累与褐变速度密切相关。 当ph 7时存在 两个反应；一就是发生2,3-烯醇化形成还原酮与二羰基化合物；二就是发生裂解 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 a氨基酮, 该反应也称为斯特勒克(Strecher)降解反应。 1、3末期阶段 该阶段通常就是醛类物质与氨基化合物反应或吡咯、呋喃类的缩聚与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 -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 ]);同时 HOFMANN14 ]认为类黑素可被分为分子量低于 1000Da与达到lOOOOODa二类有色 物质。总之, 在食品加工特别就是热处理工艺中 ,形成的类黑素不仅直接影响着食 品的风味、色泽与质地 ,同时可通过断开分子链清除体系中的氧与螯合金属离子 , 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 ,有助于我们控制食品褐变 , 对食品工业具有重要 的现实意义。 2、1 氨基酸与糖种类 有研究表明，Gly、Ala、Tyr、Asp、等氨基酸于180CC与等量葡萄糖反应可 产生焦糖香气 :而 Val 能产生巧克力香气 ;Hi