美 拉 德 反 应
美拉德反应和焦糖化反应
应活性不小于氨基处于α位旳。
C、pH
受胺类亲核反应活性旳制约，碱性条件有利于Maillard反应旳进行， 而酸性环境，尤其是pH<3下列能够有效旳预防褐变反应旳发生。
D、反应物浓度、含水及含脂肪量
Maillard反应与反应物浓度成正比；完全干燥旳情况下Maillard反应难 于发生，含水量在10～15%时轻易发生；脂肪含量尤其是不饱和脂肪酸含 量高旳脂类化合物含量增长时，Maillard反应轻易发生。
焦糖化反应有两种反应方向，一是经脱水得到焦糖（糖色）等产物； 二是经裂解得到挥发性旳醛类、酮类物质，这些物质还能够进一步缩合、 聚合最终也得到某些深颜色旳物质。这些反应在酸性、碱性条件下均可 进行，但在碱性条件下进行旳速度要快得多。下面分头简朴简介有关旳 反应过程。
1 焦糖旳形成
单糖和某些二聚糖均可发生焦糖化反应，但不同旳糖反应旳条件、 过程及产物有所差别。下页以常见单糖及蔗糖为例，简要阐明其反应旳 情况。
C
H
H
O 2,3-烯醇化
C OH
- RNH2
C OH
CH2 C OH CO
CH3 CO CO
CH3 CO C OH
CH2OH 酮式果糖胺
CH2OH
CH2OH
CH2OH
OH CH2OH
还原酮
其中第一步为烯醇化旳过程；第二步为脱去RNH2，分子内重排；第 三步为烯醇式转化为酮式；最终一步是3,4-C之间旳烯醇化。（P53教材上
HOH2C O
OH
O
无水加热
O HOH2C O
OH
OH
一次起泡
CH2OH
OH
O
CH2OH
OH
O
OH
美拉德反应
美拉德反应折叠编辑本段简介美拉德反应又称为"非酶棕色化反应"，是反应图示法国化学家L.C.Maillard在1912年提出的。
所谓美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变，是羰基化合物(还原糖类)和氨基化合物(氨基酸和蛋白质)间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰氨反应。
折叠编辑本段反应机理折叠简介1912年法国化学家Maillard发现甘氨酸与葡萄糖混合加热时形成褐色的物质。
后来人们发现这类反应不仅影响食品的颜色，而且对其香味也有重要作用，并将此反应称为非酶褐变反应(nonenzymatic browning)。
1953年Hodge对美拉德反应的机理提出了系统的解释，大致可以分为3阶段。
折叠起始阶段1、席夫碱的生成(Shiffbase):氨基酸与还原糖加热，氨基与羰基缩合生成席夫碱。
2、 N-取代糖基胺的生成:席夫碱经环化生成。
3、Amadori化合物生成:N-取代糖基胺经Amiadori重排形成Amadori化合物(1-氨基-1-脱氧-2-酮糖)。
折叠中间阶段在中间阶段，Amadori化合物通过三条路线进行反应。
1、酸性条件下:经1,2-烯醇化反应，生成羰基甲呋喃醛。
2、碱性条件下:经2,3-烯醇化反应，产生还原酮类和脱氢还原酮类。
有利于Amadori重排产物形成1-deoxysome。
它是许多食品香味的前驱体。
3、Strecker降解反应:继续进行裂解反应，形成含羰基和双羰基化合物，以进行最后阶段反应或与氨基进行Strecker分解反应，产生Strecker醛类。
折叠最终阶段此阶段反应复杂，机制尚不清楚，中间阶段的产物与氨基化合物进行醛基-氨基反应，最终生成类黑精。
美拉德反应产物除类黑精外，还有一系列中间体还原酮及挥发性杂环化合物，所以并非美拉德反应的产物都是呈香成分。
反应经过复杂的历程，最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑素。
美拉德反应(羰氨反应)
美拉德反应（也称为羰氨反应）是一种化学反应，指的是芳香羰基在酸性条件下与氨发生的反应。
该反应的反应式如下：
Ar-C≡N + H2O → Ar-NH2 + CO2
在该反应中，芳香羰基被水解成芳香胺和二氧化碳。
该反应常用于制备芳香胺类化合物。
该反应的机理是：芳香羰基在酸性条件下，其羰基与水解碱反应形成羰乙酰氨，再发生不对称解美拉德反应（也称为羰氨反应）是一种化学反应，指的是芳香羰基在酸性条件下与氨发生的反应。
该反应的反应式如下：
Ar-C≡N + H2O → Ar-NH2 + CO2
在该反应中，芳香羰基被水解成芳香胺和二氧化碳。
该反应常用于制备芳香胺类化合物。
该反应的机理是：芳香羰基在酸性条件下，其羰基与水解碱反应形成羰乙酰氨，再发生不对称解。
美拉德反应
十一、 十一、发酵容器中的美拉德反应 酒醅入池后，无论温度、水分、pH 值及前体物质，均具有发生美 拉德反应的条件，但处于厌氧条件下，反应受氧的影响小，反应中 氧化还原、脱水、脱羰等过程受到抑制，所以，在发酵容器中的美 拉德反应是缓慢而温和的。 十二、 十二、蒸馏过程中的美拉德反应 蒸馏过程温度高，前体物质丰富，因而进一步发生美拉德反应，使 风味物质更为丰富。 十三、 十三、缓慢高温流酒 缓慢高温流酒有利于美拉德反应进行， 也有利于风味较差的低沸 点物质的挥发。而杂环类化合物沸点高，在酸性介质中呈水溶性。 所以要提取出来，蒸馏阶段最后应注意利用水蒸汽蒸馏的原理。
2,3位置不可逆烯醇化 C1消去胺基
甲基二羟基 中间体
反应
C - 甲基- 醛类 酮醛化 + 水 C3消去羟基
3—脱氧已糖酮 脱氧已糖酮
脱 水
2—
醛类 味
第三条反应路线是斯特勒克降解。St recker 降解包 括Amadori 产物裂解产生的α- 二羰基和其它共轭二 羰基化合物与氨基酸产生的氧化降解。在St recker 降解中,氨基酸与α- 二羰基化合物反应失去—分子 CO2 而降解成为少一个碳原子的醛类
六、增加单细胞蛋白 堆积过程中，可大量富集空气中的野生酵母，在糟醅 表面层形成一层数厘米厚的白色菌体，其中有酿酒酵母、 球拟酵母、汉逊酵母、意大利酵母等，这些酵母菌衰亡后， 其自溶物是不可多得的动物性蛋白质， 使糟醅中蛋白质 含量增加。 七、加速淀粉、蛋白质酶解 加速淀粉、 堆积发酵一般温度高达45～52℃， 因加入大曲，大 曲中的淀粉、蛋白水解酶在此温度下将有效发挥作用，增 加了美拉德反应前体物质单糖与氨基酸的含量。
五、抑制/消除反应方法
美拉德反应是一个十分复杂的反应过程，中间产物众多，终 产物结构十分复杂，完全抑制美拉德反应相当困难，又由于 美拉德反应影响因素众多，有效抑制美拉德反应必须是多种 因素协同作用的结果，一般认为可采用以下方法抑制美拉德 反应：
美拉德反应及其在食品工业中的应用
美拉德反应及其在食品工业中的应用美拉德反应（Maillard reaction），又称非酶褐变反应（non-enzymatic browning reaction），是指在加热或干燥等条件下，还原性糖与氨基化合物（如氨基酸、肽、蛋白质等）之间发生的一系列复杂的化学反应，产生各种色素、香气和风味物质。
美拉德反应是食品加工过程中最常见和重要的反应之一，对食品的品质、营养和安全有着深远的影响。
美拉德反应是由法国化学家路易斯-卡米尔·美拉德（Louis-Camille Maillard）于1912年首先发现并描述的。
他在研究葡萄糖和甘氨酸之间的反应时，发现了一种新的褐色物质，并提出了“美拉德反应”的概念。
后来，许多科学家对美拉德反应进行了深入的研究，揭示了其复杂的机理和多样的产物。
1. 美拉德反应的机理和产物美拉德反应的机理可以分为三个阶段：初级阶段、中级阶段和高级阶段。
初级阶段初级阶段是指还原性糖与氨基化合物之间发生缩合反应，形成亚胺（Schiff base）或亚胺金属络合物（Schiff base metal complex），然后通过分子内重排或水解等方式，生成氨基酮（Amadori compound）或氨基醛（Heyns compound）等不稳定的中间体。
这些中间体可以进一步参与后续的反应，也可以被分解为其他物质。
初级阶段的反应速度较快，但不产生明显的色素和香气。
中级阶段中级阶段是指氨基酮或氨基醛等中间体通过脱水、裂解、环化、缩合等多种途径，生成吡喃类、吡咯类、吡唑类、噻唑类等含氮杂环化合物，以及各种含硫、含氧或含氮官能团的芳香化合物。
这些化合物具有不同的颜色和香气，是美拉德反应最主要和最有价值的产物。
其中，吡喃类化合物主要负责食品的色泽，而芳香化合物主要负责食品的香味。
高级阶段高级阶段是指中级阶段产生的化合物通过进一步的聚合、缩合、环化等反应，生成更大分子量和更复杂结构的化合物，如糖基化蛋白质（glycated protein）、糖基化脂质（glycated lipid）、糖基化核酸（glycated nucleic acid）等。
美拉德反应
如果可能很轻易得到，工艺成熟，人家就不会作为高新技术成果发布了。
美拉德反应（MaillardReaction）是非酶促褐变反应之一，它是指单糖（羰基）和氨基酸（氨基）的反应。
和焦糖化反应（caramelization）比较，美拉德反应发生在较低的温度和较稀的溶液中。
研究证明：美拉德反应的程度和温度、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）参与美拉德反应结果，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摄氏度储存时，当葡萄糖对甘氨酸比，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，则色素形成迅速增加。
如拟防止食品中美拉德反应的生成，那么必须除去其中之一，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，色度产生以次为：pH小于6：木糖＞果糖＞葡萄糖＞乳糖＞麦芽糖pH6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。
美拉德反应
又称羰氨反应
G
3.最终阶段 产物有很深的颜色：
F：羟醛缩合。 G：醛类与氨基化。
美拉德反应的应用
• 烹饪中美拉德反应产物影响因素
1.烹饪时间
时间越长，颜色越深。
2.pH
反应混合物pH值低于7（最好在2～6）反应效果较好； pH大于7时，由于反应速度较快而难以控制，且风味也较差。
2.烹饪温度
温度越高，颜色越深。
4.金属离子
铁离子促进，钙离子抑制，钾离子影响小。
3.参加反应的糖与氨基酸的种类*
• 自身能产生味道的美拉德产物
噻吩
恶唑
• 自身不能产生味道的美拉德产物
• 能增强其它风味
• 肉味更浓
• 甜味更甜 • 咸味更咸
谢谢！
培根香脆可口
烤鸡喷香扑鼻
米饭较硬且粒粒分明
糖醋肉色香味俱全
爆花生米香酥好吃
酱香型白酒具有独特的香气
美拉德反应机理
A B E 广泛存在于食品工业的一种非酶褐变 C D 经过复杂的历程 F
1.起始阶段 产物无色， 不吸收紫外光(280nm)：
A：糖类与氨基化合物发生缩合。 B：Amadori重排。
2.中间阶段 产物无色至黄色，Байду номын сангаас强烈吸收紫外光：
厨房里的故事
——美拉德反应
•
1912年法国化学家 Louis Camille Maillard 发现美拉德反应
1953年John Hodge等 人将反应正式命名为 美拉德反应
•
法国化学家 路易斯.卡米拉.美拉
什么是 美拉德反应？
烤过的香肠会变黑并散出香味
这个面包口感很好,表皮松脆,里面柔 软,很有面粉的香味
美拉德反应
Maillard反应与香味
• 食品香味的来源 • 一是食品本身固有的香味，如葱蒜、芜荽 本身就有一种特有的香味。 • 二是食品原料在加工过程中由于酶促反应 形成的风味。 • 三是食品在蒸煮、焙烤及油炸过程中产生 的食品香味，也即食品经过了热分解、氧 化、重排或降解形成的香味前体，然后形 成特殊的食品风味。如爆米花、烤面包、 烤肉等食品所形成的香味。这类香味的形 成机理就是Maillard反应产物的积累。
面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。但 是在反应过程也会使食品中的蛋白质和氨基酸大量损失, 如 果控制不当也可能产生有毒有害物质。
1 美拉德反应概述及产物介绍
虽然这 些挥发性化 合物只占最 终反应物的 一小部分， 但它们却是 食品风味的 主要贡献者。
初期阶段
风味前体物的形成
中期阶段
风味物质的形成
末期阶段
蛋白黑素的形成
初期阶段（the early stage）
还原糖的羰基和氨基酸的 自由氨基 ( - NH2)缩合生 成希夫碱 ( Schiff s base), 该物质不稳定即刻环化 成 N-葡萄糖基胺。 在酸的催化下经Amadori 重排和Heynes重排作用形 成反应活性的酮糖基胺。 这一阶段基本阶段基本形 成上无色素或风味物质形 成。
L/O/G/O
美拉德反应
目录
1 美拉德反应概述及产物
2 美拉德反应反应机理 3 美拉德反应的影响因素 4 美拉德反应的应用及产生的问题
1 美拉德反应概述及产物介绍
1.1 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。 几十年来美拉德反应在食品化学、食品工艺学、营 养学、烟草化学、香味化学、添加剂化学等研究领域得 到重视和发展。美拉德反应化学过程十分复杂，至今， 人们只是对该反应产生低分子和中分子的化学过程比较 清楚，而对该反应产生的高分子聚合物的研究尚属空白。
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正面反应
• 1、改善食品的色泽，美拉德反应中的呈色成分种类繁多且十分复杂， 这些成分赋予了食物不同的色泽，因加工方法、温度等的不同，美拉 德反应会产生从浅黄色、金黄色、浅褐色、红棕色，直至深棕黑色等 色泽，如面包皮的金黄色以及红烧肉、咖啡、红茶、啤酒、糕点、酱 油等的颜色，很大程度上都是由于美拉德反应的结果。
• 例子：如在烘焙面包时产生的麦芽酚或异麦芽酚能使面包具有特有的 香气，吡嗪类及一些醛类则使食品具有焦糊味。
美拉德的利与弊
• ①香气和色泽的产生，美拉德反应能产生人们所需要或不需要的香气 和色泽。例如亮氨酸与葡萄糖在高温下反应，能够产生令人愉悦的面 包香。而在板栗、鱿鱼等食品生产储藏过程中和制糖生产中，就需要 抑制美拉德反应以减少褐变的发生
• 2、 改善食品的风味，美拉德反应产物中主要的风味物质有含氧杂环 呋喃类、含氮杂环的吡嗪类、含硫杂环的噻吩和噻唑类，同时还包括 硫化氢和氨类物质，其中有些能使食品具有迷人的香味，有些则是人 们在食品加工和存贮过程中不希望看到的。
• 3、 任何含蛋白质的水平都有可能引发过敏，通过美拉德反应，对蛋 白质进行糖基化作用后，可减小其抗原性，以降低，中间产物众多，终产物结构十分复 杂，完全抑制美拉德反应相当困难，又由于美拉德反应影响因素众多，有效 抑制美拉德反应必须是多种因素协同作用的结果，一般认为可采用以下方法 抑制美拉德反应：
• 1.使用不易褐变的原料 2.调节影响美拉德反应褐变速度的因素
• 3.降低温度 4.降低pH 值 5.调节水分活度 6.氧气 7.使用氧化剂 8.使用酶制 剂 等等
• 美拉德反应又称为“非酶棕 色化反应”，法国化学家 L.C.Maillard在1912年提出的。 所谓美拉德反应是广泛存在 于食品工业的一种非酶褐变， 是羰基化合物（还原糖类） 和氨基化合物（氨基酸和蛋 白质）间的反应，经过复杂 的历程最终生成棕色甚至是 黑色的大分子物质类黑精或 称拟黑素，所以又称羰氨反 应。
美拉德反应
• 美拉德反应一种普遍的非酶褐变现象，将它应用于食品香精生产应 用之中，国外研究比较多，国内研究应用很少，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。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，是一全新的 香精香料生产应用技术，值得大力研究和推广，尤其在调味品行业。
• ②营养价值的降低，美拉德反应发生后，氨基酸与糖结合造成了营养 成分的损失，蛋白质与糖结合，结合产物不易被酶利用，营养成分不 被消化
•
谢谢大家！