不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响
不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响
不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响发布日期:2010-11-10????? 摘要：概述了美拉德反应的原理及影响因素，介绍了美拉德反应对食品风味的影响、不同氨基酸和糖的种类对美拉德反应风味的影响及对反应产物抗氧化性的影响。
????? 关键词：美拉德反应；氨基酸；还原糖；抗氧化性???? 1 美拉德反应概述???? 美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。
此反应最初是由法国化学家美拉德于1912年在将甘氨酸与葡萄糖混合共热时发现的，故称为美拉德反应。
由于产物是棕色的，也被称为褐变反应。
反应物中羰基化合物包括醛、酮、还原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。
反应的结果使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，如：面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。
???? 和焦糖化反应（caramelization）相比，美拉德反应发生在较低的温度和较稀的溶液中。
研究证明，美拉德反应的程度与温度、时间、系统中的组分、水的活度、以及pH有关。
当美拉德反应温度提高或加热时间增加时，表现为色度增加，碳氮比、不饱和度、化学芳香性也随之增加。
在单糖中，五碳糖（如核糖）比六碳糖（如葡萄糖）更容易反应；单糖比双糖（如乳糖）较容易反应；在所有的氨基酸中，赖氨酸（lysine）参与美拉德反应，可获得更深的色泽。
而半胱氨酸（cysteine）反应，获得最浅的色泽。
总之，富含赖氨酸蛋白质的食品，如奶蛋白易于产生褐变反应。
糖类对氨基酸化合物的比例变化也会影响色素的发生量。
例如，葡萄糖和甘氨酸体系，含水65%，于65℃储存时，当葡萄糖对甘氨酸比值从10:1或2:1减至1:1或1:5时，即甘氨酸比重大幅增加时，色素形成迅速增加。
如果要防止食品中美拉德反应的生成，就必须除去其中之一，即除去高碳水化合物食物中的氨基酸化合物，或者高蛋白食品中的还原糖。
在高水分活度的食品中，反应物稀释后分散于高水分活度的介质中，并不容易发生美拉德反应；在低水分活度的食品中，尽管反应物浓度增加，但反应物流动转移受限制。
不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响
不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响戴永鑫（天津春发食品配料有限公司研发中心天津 300300）摘要：概述了美拉德反应的原理及影响因素，介绍了美拉德反应对食品风味的影响、不同氨基酸和糖的种类对美拉德反应风味的影响及对反应产物抗氧化性的影响。
关键词：美拉德反应；氨基酸；还原糖；抗氧化性1 美拉德反应概述美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。
此反应最初是由法国化学家美拉德于1912年在将甘氨酸与葡萄糖混合共热时发现的，故称为美拉德反应。
由于产物是棕色的，也被称为褐变反应。
反应物中羰基化合物包括醛、酮、还原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。
反应的结果使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，如：面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。
通过控制原材料、温度及加工方法, 可制备各种不同风味、香味的物质, 比如: 核糖分别与半胱氨酸及谷胱甘肽反应后会分别产生烤猪肉香味和烤牛肉香味。
相同的反应物在不同的温度下反应后, 产生的风味也不一样, 比如: 葡萄糖和缬氨酸分别在100℃、150℃及180℃温度条件下反应, 会分别产生烤面包香味和巧克力香味; 木糖和酵母水解蛋白分别在90℃及160℃反应会分别产生饼干香味和酱肉香味。
加工方法不同, 同种食物产生的香气也不同, 比如:土豆经水煮可产生125种香气, 而经烘烤可产生250种香气; 大麦经水煮可产生75种香气, 经烘烤可产生150种香气。
可见利用美拉德反应可以生产各种不同的香精。
目前, 主要用于生产肉类香精。
肉中的还原糖主要是葡萄糖和核糖, 在加工过程中它们和肉中的氨基酸、肽、蛋白质发生美拉德反应形成风味物质。
这些风味物质主要是含氮、硫、氧的杂环化合物以及其他的含硫化合物, 其中包括呋喃、吡嗪、吡咯、噻吩、噻唑、咪唑、吡啶以及环烯硫化物。
另外, 在美拉德反应的中间产物中有一些二羰基化合物, 它们可以进一步和脂质以及硫胺素的降解产物反应, 生成具有肉香味的化合物。
“半胱氨酸—木糖—谷氨酸”美拉德反应体系烤肉-肉汤风味形成途径与调控
“半胱氨酸—木糖—谷氨酸”美拉德反应体系烤肉-肉汤风味形成途径与调控一、引言美食一直是人类生活中重要的组成部分，而食物的风味则是令人难以抗拒的诱惑。
烤肉和肉汤奇特的风味源自于“半胱氨酸—木糖—谷氨酸”美拉德反应体系。
本文旨在探讨这一体系在食物烹饪中的形成途径与调控。
二、基础知识1. 美拉德反应美拉德反应是一种非酶促的食物品质反应，包括糖类和蛋白质之间的互作用。
在高温烹饪过程中，木糖醛酸和谷氨酸与具有含硫官能团的半胱氨酸反应，形成具有风味和色泽的产物。
2. 半胱氨酸半胱氨酸是一种含有硫原子的氨基酸。
它在美拉德反应中起着重要的作用，通过与木糖醛酸和谷氨酸反应形成具有肉味的产物。
3. 木糖醛酸木糖醛酸是一种来自于糖类的反应物，在高温下能与半胱氨酸反应形成美拉德反应产物。
它的存在对于美拉德反应的进行至关重要。
4. 谷氨酸谷氨酸是一种常见的氨基酸，它与半胱氨酸一同参与美拉德反应。
谷氨酸能够与半胱氨酸反应形成更多种类的具有风味的化合物。
三、烤肉/肉汤风味的形成途径1. 烤肉风味的形成途径烤肉的风味主要来源于美拉德反应中半胱氨酸与木糖醛酸、谷氨酸反应所产生的产物。
这些反应生成的化合物包括硫代色氨酸、2-甲基-3-戊酮、呋喃甲酸等，它们能够赐予烤肉特有的风味和色泽。
2. 肉汤风味的形成途径肉汤的风味同样源自于美拉德反应。
在煮炖的过程中，半胱氨酸与木糖醛酸、谷氨酸反应生成具有风味的化合物。
此外，还有一些小分子化合物如甲硫醇、乙硫醇等在煮炖过程中挥发，进一步增加了肉汤的风味。
四、美拉德反应的调控1. 反应物浓度半胱氨酸、木糖醛酸和谷氨酸的浓度对美拉德反应的进行具有重要影响。
适合的反应物浓度能够提高美食的风味。
2. pH值pH值对美拉德反应的进行也具有调控作用。
一般来说，略为酸性的环境更有利于形成美食特有的风味。
3. 温度美拉德反应一般发生在高温环境中，但过高的温度会导致食物的糊化和变质。
因此，适合的温度能够保证美食烹调的质量。
美拉德反应速度实验报告
1. 了解和掌握美拉德反应的基本原理和影响因素。
2. 探究不同条件下美拉德反应速度的变化规律。
3. 分析实验结果，得出美拉德反应速度的影响因素及其作用机制。
二、实验原理美拉德反应（Maillard Reaction）是一种非酶促褐变反应，是还原糖与氨基酸或胺类物质在加热条件下发生的一系列复杂的化学反应。
该反应对食品体系的色泽、风味和营养价值具有重要影响。
实验中，通过控制实验条件，观察并记录美拉德反应速度的变化，从而分析影响反应速度的因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 还原糖（D-葡萄糖）- 氨基酸（L-天门冬氨酸、L-赖氨酸、L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、L-脯氨酸、L-精氨酸、L-亮氨酸）- 水浴锅- 移液器- 试管- 恒温水浴锅- 紫外分光光度计2. 实验仪器：- 紫外分光光度计- 电子天平- 移液器- 恒温水浴锅- 试管1. 配制不同浓度的还原糖和氨基酸溶液。
2. 将还原糖和氨基酸溶液混合，放入恒温水浴锅中加热。
3. 在不同时间点，用紫外分光光度计测定溶液的吸光度。
4. 计算不同时间点的吸光度值，并绘制美拉德反应速度曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 在不同浓度下，美拉德反应速度随时间推移逐渐加快。
- 随着温度的升高，美拉德反应速度明显加快。
- 随着pH值的升高，美拉德反应速度逐渐减慢。
2. 结果分析：- 美拉德反应速度受还原糖和氨基酸浓度的影响。
浓度越高，反应速度越快。
- 温度是影响美拉德反应速度的重要因素。
温度越高，反应速度越快，因为温度升高有利于反应物分子间的碰撞和反应。
- pH值对美拉德反应速度有显著影响。
在酸性条件下，美拉德反应速度较快；在碱性条件下，反应速度减慢。
六、结论1. 美拉德反应速度受还原糖和氨基酸浓度、温度、pH值等因素的影响。
2. 温度是影响美拉德反应速度的最重要因素。
3. pH值对美拉德反应速度有显著影响，酸性条件下反应速度较快，碱性条件下反应速度减慢。
不同种类的氨基酸和糖对美拉德反应的影响
发布日期:2010-11-10摘要：概述了美拉德反应的原理及影响因素，介绍了美拉德反应对食品风味的影响、不同氨基酸和糖的种类对美拉德反应风味的影响及对反应产物抗氧化性的影响。
关键词：美拉德反应；氨基酸；还原糖；抗氧化性1 美拉德反应概述美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。
此反应最初是由法国化学家美拉德于1912年在将甘氨酸与葡萄糖混合共热时发现的，故称为美拉德反应。
由于产物是棕色的，也被称为褐变反应。
反应物中羰基化合物包括醛、酮、还原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。
反应的结果使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，如：面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。
和焦糖化反应（caramelization）相比，美拉德反应发生在较低的温度和较稀的溶液中。
研究证明，美拉德反应的程度与温度、时间、系统中的组分、水的活度、以及pH有关。
当美拉德反应温度提高或加热时间增加时，表现为色度增加，碳氮比、不饱和度、化学芳香性也随之增加。
在单糖中，五碳糖（如核糖）比六碳糖（如葡萄糖）更容易反应；单糖比双糖（如乳糖）较容易反应；在所有的氨基酸中，赖氨酸（lysine）参与美拉德反应，可获得更深的色泽。
而半胱氨酸（cysteine）反应，获得最浅的色泽。
总之，富含赖氨酸蛋白质的食品，如奶蛋白易于产生褐变反应。
糖类对氨基酸化合物的比例变化也会影响色素的发生量。
例如，葡萄糖和甘氨酸体系，含水65%，于65℃储存时，当葡萄糖对甘氨酸比值从10:1或2:1减至1:1或1:5时，即甘氨酸比重大幅增加时，色素形成迅速增加。
如果要防止食品中美拉德反应的生成，就必须除去其中之一，即除去高碳水化合物食物中的氨基酸化合物，或者高蛋白食品中的还原糖。
在高水分活度的食品中，反应物稀释后分散于高水分活度的介质中，并不容易发生美拉德反应；在低水分活度的食品中，尽管反应物浓度增加，但反应物流动转移受限制。
不同还原糖对美拉德反应的影响
1 前言自从1912年法国化学家Maillard发现非酶褐变之后，Maillard反应就开始渗透入食品领域，并被人们用于食品加工、贮藏等过程。
目前，食品工业中Maillard反应领域的一个重要应用则是生产香味料，尤其是咸味香精。
在国内外的研究成果中，关于Maillard反应是产生肉类风味化合物的最重要途径的报道很多，Maillard反应也一直成为大量研究有关肉类风味的主题[1]。
传统Maillard反应模式是单纯使用氨基酸和还原糖作为主要基质，在一定反应条件下来获得具有不同肉类风味的体系。
由于还原糖和氨基酸的选择较为单一，所以生产的肉类香精的风味逼真程度还不是很理想，且生产成本较高。
为了模拟逼真的肉香气，降低成本，相关研究已逐渐取用廉价的水解植物蛋白（HVP）、水解动物蛋白（HAP）和酵母膏来代替氨基酸，且获得很好的效果。
而还原糖的代料，一直以来国内外却鲜见研究，相关文献报道也很少。
因此本文研究，主要选用玉米芯水解液代替葡萄糖和木糖来制备牛肉香精。
还原糖是Maillard反应中重要的前提物，选用不同的还原糖会产生不同的肉类风味。
葡萄糖、木糖、核糖是文献资料Maillard反应模式体系中使用频率最高的三种糖,不同还原糖,反应速率是不同的,Lewis和Lea (1950年)实验证明,在37℃,15%水分的体系中,还原糖的反应活性顺序是:木糖>阿拉伯糖>葡萄糖>乳糖和麦芽糖>果糖[2]。
目前，对于Maillard反应中还原糖的研究倾向于对其主要生成产物的提取与分离，探讨还原糖在Maillard反应中的作用。
已有相关文献报道：葡萄糖的模式体系更多地形成羟甲基糠醛,而木糖和核糖易形成糠醛为主的中间产物[3]。
因此，从其他角度去研究还原糖也是一个崭新的课题。
目前在香精中生产中存在的问题是，复合使用还原糖的情况很少见，都是以葡萄糖为主加少量的木糖，导致风味单一。
这是因为葡萄糖价格5元/kg,木糖价格18元/kg,而核糖和阿拉伯糖每公斤达数百元。
食品中的美拉德反应及其影响
食品中的美拉德反应及其影响摘要:探讨了食品中发生的美拉德反应途径、底物、温度、水分活度、pH和金属离子等影响因素,同时讨论了抗菌性、抗氧化性和乳化性等食品功能性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。
美拉德反应(Maillard reaction) 又称羰氨反应(Amino-carbonyl reaction) ,是指羰基化合物(醛、酮、还原糖)与氨基化合物(氨基酸、蛋白质、胺、肽)经缩合、聚合反应生成高分子量聚合物——一类黑素(Melanoidin) 的反应, 由法国化学家Maillard 于1912年在将甘氨酸与葡萄糖的混合液共热时发现的,反应产物为棕色聚合物,因此,该反应又称“褐变反应(Browning reaction) ”,属非酶褐变反应(Non -enzymatic browning reaction) 。
1 Maillard反应机理美拉德反应可分成3个反应阶段,即初期( The early stage) 、中期( The advanced stage)和末期( The final stage)。
1.1 初期阶段还原糖的羰基和氨基酸的自由氨基(ε-NH2)缩合生成可逆的亚胺衍生物-薛夫碱( Schiff’s base),由于该物质不稳定即刻环化成N-葡萄糖基胺(N-substituted glycosylamine)。
N-葡萄糖基胺可在酸的催化下经过Amadori重排和Heys重排作用形成有反应活性的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖(1-amino-1- deoxy-2-ketose) ,即酮糖基胺。
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,果糖基胺进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。
影响美拉德反应的几种因素研究
三个温度，分别保持 30 min、60 min、90 min、120 min、 是一个可逆的过程，在酸性条件下，羰胺缩合产物很
150 和 180 min 6 个时间段。110 ℃、121 ℃两个温度， 分别保持 10 min、20 min、30 min 三个时间段。冷却
容易水解，羰胺缩合过程中封闭了游离的氨基，反应 体系 pH 值就下降，所以酸性条件不利于反应的继续
25 ℃测其吸光度。 1.3.4 金属离子对反应的影响
准确称取 KCl、FeCl2、CaCl2、MgCl2、FeCl3 用 双蒸水定容至 100 mL，得 0.01 mol/L 溶液。分别吸取
图 1 pH 对美拉德反应的影响 Fig.1 Effect of pH value on maillard reaction
倍，比 100 ℃ 90 min 还要大。121 ℃加热 30 min 与
100 ℃加热 180 min 的吸光度相近。所以高于 100 ℃
时，其反应速度加快，达到相应吸光度的时间缩短。
图 4 糖类对美拉德反应影响 Fig.4 Effect of sugars on maillard reaction
0.02 mol/L 氨基酸和葡萄糖反应液，取一定量反应液 于具塞三角瓶中，按 0.05 mL/10mL 反应液加金属离
验反应条件，以比较各种因素的影响程度。 2.2 温度对反应的影响
子溶液（金属离子添加量是按世界卫生组织饮用水标
准中铁的含量[5]为标准上下各取1 个值）。同时做空白。
调 pH 至 10.0，于 100 ℃水浴加热 60 min。冷却到 25
[12]。故葡萄糖的活性大于果糖的活性。
温度越高，反应越剧烈，时间越长，颜色越深。
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发布日期:2010-11-10
摘要：概述了美拉德反应的原理及影响因素，介绍了美拉德反应对食品风味的影响、不同氨基酸和糖的种类对美拉德反应风味的影响及对反应产物抗氧化性的影响。
关键词：美拉德反应；氨基酸；还原糖；抗氧化性
1 美拉德反应概述
美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。
此反应最初是由法国化学家美拉德于1912年在将甘氨酸与葡萄糖混合共热时发现的，故称为美拉德反应。
由于产物是棕色的，也被称为褐变反应。
反应物中羰基化合物包括醛、酮、还原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。
反应的结果使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，如：面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。
和焦糖化反应（caramelization）相比，美拉德反应发生在较低的温度和较稀的溶液中。
研究证明，美拉德反应的程度与温度、时间、系统中的组分、水的活度、以及pH 有关。
当美拉德反应温度提高或加热时间增加时，表现为色度增加，碳氮比、不饱和度、化学芳香性也随之增加。
在单糖中，五碳糖（如核糖）比六碳糖（如葡萄糖）更容易反应；单糖比双糖（如乳糖）较容易反应；在所有的氨基酸中，赖氨酸（lysine）参与美拉德反应，可获得更深的色泽。
而半胱氨酸（cysteine）反应，获得最浅的色泽。
总之，富含赖氨酸蛋白质的食品，如奶蛋白易于产生褐变反应。
糖类对氨基酸化合物的比例变化也会影响色素的发生量。
例如，葡萄糖和甘氨酸体系，含水65%，于65℃储存时，当葡萄糖对甘氨酸比值从10:1或2:1减至1:1或1:5时，即甘氨酸比重大幅增加时，色素形成迅速增加。
如果要防止食品中美拉德反应的生成，就必须除去其中之一，即除去高碳水化合物食物中的氨基酸化合物，或者高蛋白食品中的还原糖。
在高水分活度的食品中，反应物稀释后分散于高水分活度的介质中，并不容易发生美拉德反应；在低水分活度的食品中，尽管反应物浓度增加，但反应物流动转移受限制。
所以，美拉德反应在中等程度水分活度的食品中最容易发生，具有实用价值的是在干的和中等水分的食品中。
pH对美拉德反应的影响并不十分明显。
一般随着pH的升高，色泽相对加深。
在糖类和甘氨酸系统中，不同糖品在不同pH时，色度产生依次为：
pH<6时：木糖>果糖>葡萄糖>乳糖>麦芽糖；
pH>6时：木糖>葡萄糖>果糖>乳糖>麦芽糖。
在日常生活中，也经常接触到美拉德反应。
面食烘烤产生棕黄色和香味，就是面团中糖类和氨基酸或蛋白质反应的结果，这也是食用香料合成的途径之一。
现今市场大量肉类香精的合成，均离不了美拉德反应，但美拉德反应在有些场合是有害的。
例如淀粉糖生产，如有少量蛋白质存在，就会因美拉德反应使糖浆产生棕色，影响质量。
所以，淀粉糖生产用原料淀粉，其蛋白质含量有严格规定，即食品工业用为0.5%，医药用为0.35%。
2 氨基酸和糖种类对美拉德反应风味的影响。