美拉德反应的抗氧化性、褐变及荧光性

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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。

美拉德反应及其产物抗氧化活性研究进展

美拉德反应及其产物抗氧化活性研究进展

前言
醛酮和糠醛路线、 斯特勒克降解三条反应路线, 产生还原酮、 糠醛( M ) H F 和不饱和羰基化合物等, 这些不同的化合物依次反应, 开始形成元氮及含 (最终反应阶段: 3 ) 高级美拉德反应阶段形成的众多活性中间体, 如葡
美拉德反应是指多发生在食品加工和贮存过程中具有氨基的氨基 产物中含有类黑精、 还原酮及~系列含 N S 、 的杂环化合物。研究表明, 这
酸 、 白质与糖类的羰基在加 热条件下所引起 的着 色反应。美拉德 反应 氮褐色可溶性化合物。 蛋 3一 so 3一D ,、 , le G )34一二脱 氧 Ou s( , 二 sl e 34一 o 类物质具有一定的抗氧化性能, 其中某些物质的抗氧化强度可以与食品 萄糖酮醛、 脱 氧 Ou s(
测。
成, 而是由不同构成单位构成的非常复杂的结构。
1 美拉德反应及其反应机理
11 美拉德反应 .
美拉德反应( aldr co) M i r a i 由法国化学家 L C. a a (88 l e tn a . Mi r 1 — Ud 7 13) 92 96 于11 年提出 , 5 年由Hde 13 9 og 等正式命名的非酶促褐变反应
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第l 2期
N .2 O 1
宜 宾 学 院学 报
Ju a o bnU i ri or lf i nv sy n Yi e t
D cm e.O7 ee br2 0
美拉德反应及其产物抗氧化活性研究进展
作者简介 : 严昊(9 1 ) 女 , 18 一 , 四川人 , 在读硕士研 究生 , 主要从 事植物化 学研究 ; 惠(9 9 , , 付 15 一) 女 云南昭通人 , 教授 , 主要从 事分析化 学及 植物化学研

美拉德反应介绍

美拉德反应介绍

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,所以又称羰胺反应。

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,尤其在调味品行业反应机理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(nonenzimicbrowning)。

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。

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)。

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。

美拉德反应

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。

(整理)美拉德褐色反应

(整理)美拉德褐色反应

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,尤其在调味品行业目录中药炮制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,所以又称羰胺反应。

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,尤其在调味品行业反应机理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(nonenzimicbrowning)。

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。

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)。

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。

美拉德反应及其在食品中的应用

美拉德反应及其在食品中的应用

美拉德反应及其在食品中的应用美拉德反应,又称羰氨反应或非酶褐变反应,是指氨基化合物和羰基化合物之间发生的反应,是食品风味产生的主要来源之一。

Maillard反应被认为是发生在食品加工过程中最重要的化学反应之一。

它影响食品的质量特性,例如颜色,风味,营养价值,以及食品原料的物理一化学属性。

美拉德反应产物(主要是含类黑精,还原酮以及含N、S、O的杂环化合物)是肉制品风味的主要来源,美拉德反应产物(MRPs)的抗氧化性能,被用以代替酚类食用抗氧化剂,正逐渐引起人们的关注。

1、美拉德反应机理Maillard反应属于非酶褐变反应,主要是羰基化合物(尤其是还原糖)与氨基化合物(包括胺、氨基酸、肽类、蛋白质等)之间发生的复杂反应。

自从人类开始烧烤食品以来,食品加工业就一直在利用Maillard反应。

Maillard反应不仅与传统食品的生产有关,也与现代食品工业有关,如焙烤食品、咖啡等。

Maillard反应为食品提供了可口的风味和诱人的色泽。

食品化学家HODGE认为,Maillard反应过程可以分为初期、中期和末期3个阶段,每个阶段又可细分为若干反应。

该反应是一个复杂反应,包括许多交叉反应和分解反应,生成一系列芳香化合物(包括酮、醛,醇、呋喃及其衍生物、吡咯、吡啶、吡嗪、噻吩、噻唑、嗯唑、噫唑林、硫化物)HJ。

其中杂环化合物(吡咯,呋喃、噻吩、噻唑和吡嗪等S、N化合物)、硫醇化合物、还原酮以及最后生成的类黑晶。

2 、美拉德反应的影响因素食品加工和贮藏过程中在还原糖和氨基酸之间发生的一系列化学反应被称为美拉德反应。

影响Maillard反应程度的主要因素有加工条件的温度、时间、以及pH,水活性,反应剂的类型和比例。

但是受食品和原材料加工的影响,反应剂可能被改变。

了解这些因素对Maillard反应的影响,有助于我们控制食品褐变,对食品工业具有重大的现实意义。

1)反应底物在Maillard反应中,参与反应的糖主要是还原糖,还原糖可以是双糖、五碳糖和六碳糖。

酪蛋白-木糖体系美拉德反应产物的抗氧化活性

酪蛋白-木糖体系美拉德反应产物的抗氧化活性
食品科技
年 第 卷 第 期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOG的 抗氧化活性
章银良,周文权,左婷婷 (郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州 450002)
摘要:研究评价了由酪蛋白-木糖模拟体系产生的美拉德反应产物的抗氧化活性,考察了反应 过程中体系的pH、褐变和中间产物的变化,并测定了美拉德反应产物对金属离子(Cu2+和Fe2+) 的螯合能力、自由基清除能力(・OH、DPPH・和ABTS・)以及其还原能力。结果表明,模拟体 系的酸度和褐变均随反映的进行而逐渐增加,中间产物在反应初期大量形成;美拉德反应产物 对Fe2+的螯合能力要明显强于对Cu2+的螯合能力;美拉德反应产物对DPPH・和ABTS・具有较 强的清除作用,而对・OH的清除作用较弱;美拉德反应产物的还原能力随反应时间的延长而 逐渐增大。 关键词:酪蛋白;木糖;美拉德反应产物;抗氧化 中图分类号:TS 201 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2012)07-0065-06
食品开发
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 年 第 卷 第 期
生于还原糖、醛类物质以及烯酮类物质的羟基基 团和氨基酸、肽类物质、蛋白质以及任何含氮化 合物的氨基基团之间。美拉德反应产生的大量复 杂产物被称为美拉德反应产物,如风味物质、紫 外吸收中间体和高分子褐变聚合物类黑精 [1] 等。 大量研究证实,由模拟体系得到的美拉德反应产 物具有抗氧化、抗诱变、抗病毒、抗增殖、抗肿 瘤等功能特性[2-4]。尤其是抗氧化活性,具有取代 传统合成抗氧化剂的潜力,这是因为MRPs是食 品加工和储藏过程中自身形成的一类物质,可以 认为是天然的。而常用的抗氧化剂多为一些酚类 物质,如特丁基对苯二酚(TBHQ)、丁基羟基茴香 醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、生育酚等。近 年来的研究表明,BHA,BHT等可能具有致癌作 用,已被很多国家禁用,而TBHQ的应用也受到越 来越多的限制。因此研究开发天然抗氧化剂已成 为目前国内外研究的热点。 本研究采用酪蛋白和木糖在一定条件下进行 美拉德反应,制备美拉德反应产物,考察了模拟 体系的酸度、褐变和中间产物在反应过程中的变 化,并测定了美拉德反应产物的抗氧化能力的变 化,以期为新型抗氧化剂的研究与开发提供新的 参考和借鉴意义。 1 1.1 材料与方法 材料与设备

美拉德反应的抗氧化性、褐变及荧光性

美拉德反应的抗氧化性、褐变及荧光性

美拉德反应的抗氧化性、褐变及荧光性1. 美拉德反应1.1 简介美拉德反应( Maillard Reaction,MR) 是羰基化合物(尤其是还原糖)与氨基化合物(氨基酸、肽类、蛋⽩质等) 发⽣的⼀系列复杂的⾮酶促褐变反应,也被称为羰氨反应。

该反应最早由法国化学家美拉德(Maillard)于20世纪初发现,当他把⽢氨酸与葡萄糖的混合物加热时,发现形成了褐⾊的类⿊精,此类反应即被称为美拉德反应(Maillard Reaction)。

美拉德反应在近⼏⼗年来⼀直是⾷品化学、⾷品⼯艺学、营养学、⾹料化学等领域的研究热点。

因为美拉德反应是加⼯⾷品⾊泽和浓郁芳⾹的各种风味的主要来源,特别是对于⼀些传统的加⼯⼯艺过程如咖啡、可可⾖的焙炒,饼⼲、⾯包的烘烤以及⾁类⾷品的蒸煮。

另外,美拉德反应对⾷品的营养价值也有重要的影响,既可能由于消耗了⾷品中的营养成分或降低了⾷品的可消化性⽽降低⾷品的营养价值,也可能在加⼯过程中⽣成抗氧化物质⽽增加其营养价值。

对美拉德反应的机理进⾏深⼊的研究,有利于在⾷品贮藏与加⼯的过程中,控制⾷品的⾊泽、⾹味的变化或使其反应向着有利于⾊泽、⾹味⽣成的⽅向进⾏,减少营养价值的损失,增加有益产物的积累,从⽽提⾼⾷品的品质。

1.2 美拉德反应对⾷品的影响⑴⾊泽:⼀般来说,将⾷品加热或将⾷品长期贮藏就会产⽣类⿊精褐⾊⾊素。

含有类⿊精的⾷品有很多,如⾯包、烤⾁、烤鱼、咖啡、麦茶等。

⽽酱油、⾖酱等调味品中褐⾊⾊素的形成也是因为美拉德反应,这种反应也称为⾮酶褐变反应。

这些⾷品经加⼯后会产⽣⾮常诱⼈的⾦黄⾊⾄深褐⾊,增加⼈们的⾷欲。

在奶与奶制品的加⼯与贮藏中也会发⽣⾮酶褐变,基本过程是:酪蛋⽩末端氨基酸赖氨酸的氨基与乳糖(或其他糖类)的羰基发⽣反应,⽣成氨代葡萄糖胺,然后通过Amadori分⼦重排,再经裂解、脱⽔等过程⽽⽣成棕褐⾊物质。

但这种褐变却不是⼈们所期望的,⽽是⾷品⼚家所要极⼒避免的。

在⾯包⽣产的上⾊⼯序中,⾊泽变化的基础物质是含有还原基的糖与含有氨基的化合物。

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1. 美拉德反应1.1 简介美拉德反应( Maillard Reaction,MR) 是羰基化合物(尤其是还原糖)与氨基化合物(氨基酸、肽类、蛋白质等) 发生的一系列复杂的非酶促褐变反应,也被称为羰氨反应。

该反应最早由法国化学家美拉德(Maillard)于20世纪初发现,当他把甘氨酸与葡萄糖的混合物加热时,发现形成了褐色的类黑精,此类反应即被称为美拉德反应(Maillard Reaction)。

美拉德反应在近几十年来一直是食品化学、食品工艺学、营养学、香料化学等领域的研究热点。

因为美拉德反应是加工食品色泽和浓郁芳香的各种风味的主要来源,特别是对于一些传统的加工工艺过程如咖啡、可可豆的焙炒,饼干、面包的烘烤以及肉类食品的蒸煮。

另外,美拉德反应对食品的营养价值也有重要的影响,既可能由于消耗了食品中的营养成分或降低了食品的可消化性而降低食品的营养价值,也可能在加工过程中生成抗氧化物质而增加其营养价值。

对美拉德反应的机理进行深入的研究,有利于在食品贮藏与加工的过程中,控制食品的色泽、香味的变化或使其反应向着有利于色泽、香味生成的方向进行,减少营养价值的损失,增加有益产物的积累,从而提高食品的品质。

1.2 美拉德反应对食品的影响⑴色泽:一般来说,将食品加热或将食品长期贮藏就会产生类黑精褐色色素。

含有类黑精的食品有很多,如面包、烤肉、烤鱼、咖啡、麦茶等。

而酱油、豆酱等调味品中褐色色素的形成也是因为美拉德反应,这种反应也称为非酶褐变反应。

这些食品经加工后会产生非常诱人的金黄色至深褐色,增加人们的食欲。

在奶与奶制品的加工与贮藏中也会发生非酶褐变,基本过程是:酪蛋白末端氨基酸赖氨酸的氨基与乳糖(或其他糖类)的羰基发生反应,生成氨代葡萄糖胺,然后通过Amadori分子重排,再经裂解、脱水等过程而生成棕褐色物质。

但这种褐变却不是人们所期望的,而是食品厂家所要极力避免的。

在面包生产的上色工序中,色泽变化的基础物质是含有还原基的糖与含有氨基的化合物。

添加不同的氨基酸与糖类,可使面包表皮产生金黄色、黄色、明亮的褐色以及深褐色。

在生产上可用控制还原糖的量来调节褐变的程度,也可用增减氨基酸的量来控制。

另外,在焦糖色素生产工艺中也应用到美拉德反应,这种工艺是在糖质原料中加入一定量的含氨基化合物) 如氨、铵盐、氨基酸等,在125~140℃下使之进行反应生产焦糖色素。

⑵香气:天然食品香气物质的来源主要有两个方面:一是在动植物生长或加工过程中,由酶促反应形成的食品香味料,如苹果、香蕉、蔬菜中的芳香物;二是食品在蒸煮、焙烤及煎炸中产生的食品香料,即食物经加热而分解、氧化、重排或降解,形成香味前体,进而生成具有特殊风味的食品香料,一般称之为热加工食品香料,亦叫反应食品香料,如烤面包、爆花生米、炒咖啡等所形成的香气物质。

这类香气物质形成的化学机理就是美拉德反应。

酱香型白酒香味物质的产生、风格的形成,也是美拉德反应的结果。

酱香型白酒的高温大曲的制作及酿酒发酵过程,均在微酸或偏酸的条件下进行,因而Amadori化合物主要发生1,2-烯醇化,而2,3-烯醇化则较缓慢,即反应产物主要是呋喃类衍生物—糠醛类风味成分,而吡喃酮等特征组分含量则较少。

美拉德反应所产生的糠醛类、酮醛法、二羰基化合物、吡喃类及吡嗪类化合物,对酱香酒风格的形成起着决定性作用。

食品原料一般都含有还原糖、淀粉、氨基酸。

这些物质在加热中生成的香味物质与加热温度和加热时间等条件有关。

食品在加热过程中所发生的美拉德反应包括氧化、脱羧、缩合和环化反应,可产生各种香味特征的香味物质,如含氧、含氮和含硫杂环化合物,包括氧杂环的呋喃类,氮杂环的吡嗪类,含硫杂环的噻吩和噻唑类,同时也生成硫化氢和氨。

选用不种的氨基酸和糖在不同的温度、时间等条件下,反应可有目的性获得含有吡嗪类、吡咯类、呋喃类等不同香型的香味料。

美拉德反应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,其特殊的风味意义使得它尤其是在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。

⑶营养:美拉德反应对食品营养的影响包括降低蛋白质的营养质量、蛋白质改性以及抑制胰蛋白酶活性等。

对于粮食制品,美拉德反应无疑会使其蛋白质的生物价更低。

有人报道,200℃烘烤15min的糕点,其蛋白质的PER值由烘烤前的3.6降至2.4,若继续在130℃烘烤1h,则会进一步降至0.8,这是由于赖氨酸减少而引起的。

加热还影响胱氨酸、色氨酸、精氨酸的利用率。

奶与奶制品中的氨基酸因形成色素复合物和在斯特勒克降解反应中被破坏而造成损失。

色素复合物以及与糖结合的酪蛋白不易被酶所分解,因而降低了氮的利用率。

组成蛋白质的所有氨基酸中,赖氨酸损失是最大的。

因为它的游离氨基最易和羰基相结合。

由于赖氨酸是许多蛋白质中的限制性氨基酸,因而它的损失较大地影响了蛋白质的营养质量。

⑷抗氧化性的产生,美拉德反应中产生的褐变色素对油脂类自动氧化表现出抗氧化性,这主要是由于褐变反应中生成醛、酮等还原性中间产物⑸抗突变。

1.2 美拉德反应的影响因素⑴糖氨基结构:还原糖是美拉德反应的主要物质,五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍,还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为:核糖>阿拉伯糖>木糖,六碳糖则:半乳糖>甘露糖>葡萄糖。

还原性双糖分子量大,反应速度较慢。

在羰基化合物中,α-乙烯醛褐变最慢,其次是α-双糖基化合物,酮类最慢。

胺类褐变速度快于氨基酸。

在氨基酸中,碱性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白质慢。

⑵温度:温度20~25℃氧化即可发生美拉德反应。

一般每相差10℃,反应速度相差3~5倍。

30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。

⑶水分:水分含量在10%~15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。

⑷pH值:当pH值在3以上时,反应随pH值增加而加快。

⑸化学试剂:酸式亚硫酸盐抑制褐变,钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。

1.4 美拉德反应的抑制消除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:⑴使用不易褐变的原料⑵降低温度⑶降低pH 值⑷调节水分活度⑸氧气⑹使用氧化剂⑺使用酶制剂等等⑴色度反应产物的颜色由Datacolor110-TM色差计测定,表色系统由 3 个值L*、a* 和b* 组成,L* 值表示亮度;a* 值正向越大表示颜色越接近正红色,负向越大越接近绿色;b* 值正向越大表示颜色越黄,负向越大表示颜色越蓝。

测量温度20 ℃。

如图所示,随着加热时间的延长(顺时针方向),a* 值和b* 值均先增大后减小,即体系颜色首先是黄色-棕色增加,而后随着加热时间延长体系颜色由黄色-棕色变为橘红色-棕色,继续加热体系颜色呈紫红色。

1.5 美拉德反应的研究方法美拉德反应自年被法国化学家发现以来,由于其在食品、医药领域中的重要影响,引起了各国化学家的兴趣。

但由于食品的组分太复杂,要完全搞清楚美拉德反应的机理,仍是一件难事。

为了研究美拉德反应的机理,人们通常用简单的几个原料,如某种氨基酸和糖类进行模拟反应,再研究反应的产物组成及生成途径。

但至今,人们只是对该反应产生低分子量物质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。

另外,食品化学家近年来将动力学模型引入对美拉德反应的研究中。

运用这种方法的优点在于不需要考虑美拉德反应复杂的反应过程,而只需要研究反应物、产物的质量平衡以及特征中间体的生成与损失来建立动力学模型,从而预测反应的速率控制点。

2. 美拉德反应的原理美拉德反应化学,美拉德反应按其本质而言是氨羰间的加缩反应,它可以在醛、酮、还原糖及脂肪氧化生成的羰基化合物与胺、氨基酸、肽、蛋白质甚至氨之间发生反应,其化学过程十分复杂。

关于美拉德反应的反应过程,一般可分为三个反应阶段、三条反应路线。

2.1 初级美拉德反应阶段还原糖的羰基与氨基之间进行加成,加成后失去一分子水而转化为希夫碱,经Amadori 重排为1-氨基-1-脱氧-2-酮糖,称谓阿马多利化合物,它不产生食品香味,是极其重要的不挥发性的香味前驱物质。

2.2 高级美拉德反应阶段高级的美拉德反应包括下列的三条反应路线。

2.2.1 还原酮路线由阿马多利化合物在2~3 位下不可逆烯醇化,从C1消去胺基生成甲基二羰基中间体,进一步生成5-羟基麦芽酚或甲基醛类、酮醛类、二羰基化合物等裂解产物。

2.2.2 Osulose 路线阿马多利化合物在1~2 位置上烯醇化,消去C3上的羟基,水解成3-脱氧己酮糖,然后脱水生成糠醛类风味成份。

2.2.3 Strecker 降解α-氨基酸和α-二羰基化合物反应,失去一分子CO2而降解成为少一个碳原子的醛类及烯醇胺。

烯醇胺进一步缩合、脱氢而生成吡嗪衍生物经过高级反应阶段,美拉德反应产物可分为三大类:(1)吡喃类衍生物与酮醛类;(2)呋喃类衍生物;(3)醛及吡嗪类衍生物。

这些化合物是各类食品中极为重要的风味成份。

2.3 最终反应阶段在最终反应阶段,由高级美拉德反应阶段形成的众多活性中间体,如葡萄糖酮醛、3-脱氧O sulose(3-DG)、3,4-二脱氧Osulose (3,4-二DG)、HMF、还原酮类、不饱和醛亚胺等等,又可继续与氨基酸反应,最终都生成类黑精色素——褐色含氮色素,此过程包括醇醛缩合、醛氨聚合、环化合反应等。

最终反应阶段的反应途径尚未清楚,生成的色素称为黑色素(类黑精类物质),无特定分子结构,是分子量相当高的含氮含氧化合物,有着各种各样的构成单位。

但是,褐色色素不是由单一构成单位重复构成,而是由不同构成单位构成的非常复杂的结构。

3.美拉德反应的抗氧化性与褐变及荧光性的关系褐变是MR最显著的特征,早期对MR 的研究主要是在色度和吸光度方面,用360~490nm 区间的特征吸收峰表征类黑素物质产生的速率和积累程度。

随着对MR 研究的深入,1942 年Pearce 和Thistle 首先发现MRPs 具有一定的荧光吸收特性,并用以表征食品储存期间的变质[2]。

目前,对于MRPs 中呈现褐色或荧光吸收特性的具体物质,除了少数结构被揭示外,大量仍未知。

一些研究指出MR 中荧光吸收现象先于褐变,所以,一般认为荧光吸收物质是大分子褐色物质的前体物[3]。

色素物质、荧光吸收物质的产生需要一个诱导期,而荧光物质所需要的诱导时间较短。

一般将荧光物质作为美拉德反应的指示剂,其可以灵敏地反映美拉德反应的早期过程[4]的复杂性和不稳定性,人们尚不完全清楚美拉德反应产物中具有抗氧化活性的是何物质。

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