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美拉德反应又称为“非酶棕色化反应”，多数是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间进行的复杂的过程。1912 年，Louis-Camille Maillard 发现了这个进程，1953年Hodge等把这个反应正式起名为Maillard(美拉德)反应。 美拉德过程基本可分为3个阶段，即：初级阶段、中间阶段和终极阶段。初级阶段和中间反应涉及的反应物种类数少，反应路径简单，是目前美拉德反应研究中认识比较清楚的两个反应阶段，而美拉德高级反应阶段，由于经过前面两个阶段的反应，导致大量的中间反应产物产生，这些化合物经过缩合和聚合反应，导致成色和成香化合物生成，产物较多，反应路径较复杂，目前对于该反应阶段的认识不够深入，待进一步研究。 1、初级阶段：该阶段主要包含羰胺缩合和重排反应。在羰胺缩合阶段，还原糖的半缩醛羟基与胺类物质的氨基进行缩合形成亚胺，进而生成席夫碱(Schiff Base)，席夫碱经环化生成N-替代糖基胺。随后，糖基胺将进一步发生重排过程，通过1，2-烯醇化反应致使糖基胺羰基转移，最终生成重排产物，醛糖胺的重排产物为Amadori 分子重排产物(ARPs)， 酮糖胺的重排产物为Heyenes重排产物 (HRPs)。 2、中间阶段：该反应阶段是风味物质的产生阶段，主要包括三条反应路径，分别是1，2-烯醇化反应，2，3-烯醇化反应以及Strecker 降解反应。美拉德中期阶段生成的二羰基化合物与氨基酸发生降解反应，产生二氧化碳和相应的醛，该反应被称为Strecker降解反应。 3、高级阶段： 此阶段相当复杂。主要包括醇醛缩合、醛氨聚合、环化反应等，在胺的催化下，醛酮发生羟醛缩合反应生成不含氮的聚合脱氢、重排、异构化等一系列反应也可生成类黑素。该反应过程伴随着共轭体系的形成与增加。类黑素结构尚不明确，含氮量很少，其反应机理尚未明确，但碱性条件下褐变加强。目前已知的结构组成有不饱和咪唑、吡嗪、吡咯、吡啶类的杂环等。 影响美拉德反应因素  影响美拉德反应的因素重要的因素有参与底物糖类和氨基化合物，其次影响的因素还有温度、时间、酸度、水分等等。 1、氨基酸的种类：不同的氨基酸具有不同的Strecker醛，氨和Strecker醛都是美拉德反应产生风味和色泽的重要中间体。参与反应的氨基酸不同，产生的风味也不同，Phe可生一种特殊的紫罗兰香气；半胱氨酸是产生肉类香气的重要原料；His、Lys、Pro反应可产生烤面包香味。 2、糖的种类：可以参与美拉德反应的糖类有单、双糖，单糖反应产品比双糖反应产品风味较好好，因此选择单糖为反应底物，包括戊糖、己糖，其中戊糖有核糖、木糖、阿拉伯糖；己糖有葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖等。相关研究表明，单糖的反应活性一般取决于羰基的还原性，一般来说，反应活性戊糖>己糖>双糖，而戊糖中核糖的反应活性最高，己糖中，反应活性为半乳糖>甘露糖>葡萄糖。葡萄糖和木糖因其价廉易得，且反应活性较强，常用作美拉德反应原料。 3、温度和时间：温度对美拉德进程影响作用大，大概在30摄氏度附近便可以发生。温度升高，褐变速度加快。平均每高10摄氏度，反应速率提高大约3~5倍。 吴惠玲等研究得知温度在100，时间2小时，甘氨酸和葡萄糖的褐变程度，如果改为温度56摄氏度，则要求更久的时间才能达到同样的效果。温度不但影响反应的速率，并且影响底物密度以及它们的相互作用。 Chen等研究表明，温度为45摄氏度的条件下，葡萄糖反应的速率比半乳糖大，褐色物质生成的更多，在60摄氏度的环境下，两者的情况却截然相反。 4、 pH值：美拉德反应中有很多酸碱催化反应，因此，pH对其具有重要影响。当pH<2时，氨基处于质子状态，对反应进行不利；当ph>8时，反应进行较快，但难以控制，氨基氮数量显著减少，导致产品风味较差。研究证明，中性或弱碱性条件下，得到产物具有较好的烤肉味与焦糖香味。多数反应基本随pH的升高使得反应加快，前提条件是pH值在3~10之间。偏酸会抑制美拉德反应的发生，偏碱性时会加快美拉德反应。pH还会影响美拉德产品的类型，在酸性环境下，含氮物的类别和含量都很低，可是易出现糖的异构和脱水，生成糠醛类物质。 5、水分：水是美拉德过程的重要溶剂，其可增进底物的流动性，对反应有利，另外，当水过多会起到稀释效果，进而致使反应速度下降。一般来说aw在0.3~0.7之间，反应速率较快，大于或小于该界限，都会对反应有一定不利影响；当在无水环境下，因为氨基和羧基化合物分子不能运动，所以褐变反应微乎其微。 另有报道高压也会影响美拉德反应，压力在100~800 MPa范围内，随着压力越大，美拉德反应速度也越快。除上述因素外，金属离子的存在对美拉德反应也有一定影响，如铜离子、铁离子均可促进褐变反应，且三价铁的催化能力要比二价铁强。 美拉德反应感官评价 感官评价是一种对产品品质分析的较为有效的方法。人工感官评定主要是通过嗅觉、视觉以及味觉对产品的风味特征、强度等进行评价的方法。因为每个人的喜好、年龄、性别、感官敏锐度以及辨别能力、表达能力等的差异，对风味的分辨结果也会有较大差异，所以感官评价存在一些不确定因素。 按照检验和数据处理的不同，感官评定方法可分为4种：(1) 差别检验法：主要用于判断两个或两个以上样品之间是否存在明显的差异；(2) 描述与剖析检验法：由感官评定负贵任对产品提供定性和定量描述的检验方法；(3)分类与排序检验法；(4)嗜好性评价与调查法。在实际应用中，四种方法经常相互结合使用，已达到理想的感官评定结果。 一种简单描述法：选用5~8名经过培训的感官评定员，对一样品的风味特性进行定性描述，尽量完整的描述出样品的风味特性。完成后，根据每一描述性词汇的使用频率得出评价结果。二是排序检验：选取7名感官评定员，在相同的条件下随机提供3~7个待检测样品，根据检验的特性由强到弱排序。 反应产物抗氧化性 抗氧化活性的实验分两种， 一种是通过动物实验测体内氧化酶的活性来判断是否有抗氧化活性：二是包含自由基的清除，还原力，铁离子鳌合力等体外实验方法。 据报道，美拉德反应产物(MRPs)不仅能使食物产生独特的香气以外，还有一定的抗氧化作用。 Hodge 和Risr发现MRPs能够抑制植物油的氧化，减缓腐败速率。虽说MRPs具有抗氧化性，但是人们往往更多的是关注美拉德反应带来的风味，直到20世纪80年代，随着抗氧化剂的危机出现，MRPs 的抗氧化效果再次得到重视。 美拉德产品(Maillard reaction products， MRPs)是没有加入化学药品而自身产生的物质，可以认为是天然无害的，因此MRPs可以替代食品产业上用的抗氧化剂，众多学者纷纷主张制备MRPs添加到食品体系中或者采取热处理工艺使食物自身形成MRPs，从而提高产品抗氧化稳定性。赵某明等研究了加热草鱼肽和木糖混合物的反应比加热草鱼肽的褐变水平更高，抗氧化性更强。并且延长热反应时间，美拉德反应产品的抗氧化活性能更强。 转自：宠物食品联盟 END |
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