什么是美拉德反应?

1912 年法国化学家发明晰美拉德反馈(Maillardreaction)。近多少十年来,美拉德反馈(Maillardreaction)向来是食品化学、食品工艺学、养分学、喷鼻料化学等畛域的钻研热门。

美拉德反馈是加工食品中光彩和浓重馨喷鼻的种种风韵的重要泉源,尤其是对一些传统的加工工艺历程,如对咖啡、可可豆的焙炒,饼干、面包的烘烤和肉类食品的蒸煮中造成优越风韵所弗成缺乏的化学反馈。

但同时因为天生这些风韵物的前提物资年夜多来自食品中的养分身分,如糖类、卵白质、脂肪和核酸、维生素等,从养分学角度来讲,食品正在储藏加工历程中发生风韵物资的反馈是晦气的。

反馈岂但使食品的养分身分遭到丧失,尤其是那些人体需求而自身没有能分解或者分解量远远没有能餍足人体需求的氨基酸、脂肪酸和维生素等患上没有到充足应用。当这些反馈管制无非后,以至还会天生抗养分的或者有毒性的物资,如彩色素、稠环化合物等。

因而对美拉德反馈的机理停止深切的钻研,有利于正在食品储藏与加工的历程中,管制食品的光彩、喷鼻味的变迁或者使其反馈向着有利于光彩、喷鼻味天生的偏偏向停止,缩小养分代价的丧失,增多有利产物的累积,从而普及食品的质量。

0一、美拉德反馈化学

美拉德反馈按其本色而言是氨羰间的加缩反馈,它能够正在醛、酮、复原糖及脂肪氧化天生的羰基化合物与胺、氨基酸、肽、卵白质以至氨之间发生反馈,其化学历程非常简单。对于美拉德反馈的反馈历程,食品化学家 Hodge 正在晚年作出了开真个注释,觉患上美拉德反馈可分红三个反馈阶段。

一、肇始反馈阶段

美拉德反馈早期阶段反馈囊括复原糖的羰基碳起首遭到氨基氮上孤对电子的亲核加成,接下落空水和闭环二造成葡基胺,要是另有适量的复原糖存正在,就能进一步造成二葡基胺。葡基胺再通过 Amadori 重排而天生 1-氨基-2-酮糖。美拉德反馈高级阶段没有引发褐变,也没有发生喷鼻味,但其产物是发生綦重要的没有挥发性喷鼻味物资的先驱物。

二、旁边反馈阶段

正在氨基酮糖和氨基醛糖等重要的没有挥发性喷鼻味先驱物造成以后,美拉德反馈变患上更加简单,Amadori 重排产物通过-消去机理脱水,正在通过脱水脱失落氨基而天生 3-脱氧己糖醛酮、奥苏烯糖和 HMF 等,这些分比方的化合物挨次反馈,最先造成无氮及含氮褐色可溶性化合物。

三、终究反馈阶段

高档美拉德反馈阶段造成的泛滥活性旁边体如葡萄糖酮醛、3-脱氧、3,4-二脱氧、HMF、二复原酮类、没有饱和醛亚胺等等,又可连续与氨基酸反馈,终究天生类黑精色素---褐色含氮色素,吡嗪和咪唑环等风韵物资。此历程囊括醇醛缩合、醛氨聚合、环化合反馈等。

影响美拉德反馈的要素有 pH、温度、反馈光阴、水份活度、金属离子、糖构造等。pH 对美拉德反馈褐变的影响是明显的,要是溶液的 pH 为 6 或者低于 6,那末纵然反馈发生,反馈水平也是低的。正在 pH 为 7∙8~9∙2 局限内,跟着 pH 的增多浮现了氨基。

正在温度较高的前提下利于美拉德反馈中天生的一些低份子量的杂环化合物的造成。吡喃环对热敏感,开环后使产物联合增多,而后再环化,从而造成新的碳环或者杂环化合物,年夜少数是含有 五、六、7 个原子的馨喷鼻族化合物如苯、呋喃、噻唑、咪咯、吡咯、吡啶等风韵物资。烯醇胺或者 a-氨基酸正在低温下也可缩分解吡嗪类风韵化合物。

同时正在温度较高的前提下,斯特勒克(Strecker)降解时常伴有美拉德反馈停止,它也是食品风韵物造成的一个重要反馈。反馈物囊括邻二羰基物和氨基酸,间接产物囊括二氧化碳、邻氨基醛(或者酮)糖和醛类,间接产物囊括吡嗪类风韵物资。个中醛和吡嗪都对食品风韵有很年夜的影响,例如贸易上应用斯特勒克可降解发生巧克力、蜂蜜、槭糖和面包的风韵。

水份活度对美拉德反馈的影响也很显然,当水份活度为 0∙3~0∙7 时,美拉德反馈的速度较快。分比方食品系统中水份活度去世水含量及参预美拉德反馈的物资分比方,以是这一影响的水平正在分比方食品系统中有所区分。

铜和铁能推进美拉德反馈,Fe3+比 Fe2+更加有用,钠粒子对反馈基础没有影响。另外,分比方品种的糖与氨基酸感化时,其降解也分比方。另外,反馈光阴对美拉德反馈的速度和终究产物的构成有偏偏重要的影响。

0二、美拉德反馈与食品风韵

人造食品风韵物资的泉源重要有两个路径:除了一全体是由生物体自身间接分解;其他是正在动动物储藏和加工历程中,由酶匆匆反馈造成的食品风韵物资,如苹果、喷鼻蕉、蔬菜中的馨喷鼻物,或者是食品正在蒸煮、焙烤及煎炸中发生的食品风韵物资,即食品经加热而剖析、氧化、重排或者降解,造成风韵前体,进而天生拥有特别风韵的食品喷鼻料,正常称之为热加工食品喷鼻料,亦叫反馈食品喷鼻料。如烤面包、爆花生米、炒咖啡等所造成的喷鼻气物资,这种风韵物资造成的化学机理便是美拉德反馈。

食品质料正常都含有复原糖、淀粉、氨基酸。这些物资正在加热衷天生的风韵物资与加热温度和加热光阴等前提无关。

食品正在加热历程中所发生的美拉德反馈囊括氧化、脱羧、缩合和环化反馈,可发生种种喷鼻味的风韵物资,如含氧、含氮和含硫杂环化合物,囊括氧杂环的呋喃类,氮杂环的吡嗪类,含硫杂环的噻吩和噻唑类,同时也天生硫化氢和氨。选用分比方品种的氨基酸和糖正在分比方的温度、光阴等前提下,反馈可有目标性获取含有吡嗪类、吡咯类、呋喃类平分比方喷鼻型的喷鼻味料。

一、美拉德反馈对焙烤食品风韵的影响

焙烤或者焙烤喷鼻气彷佛是综合特色类喷鼻气。吡嗪类、吡咯类、呋喃类、噻唑类中都发明有多种拥有此类喷鼻气的物资,而且他们的构造有显然的独特征。而这些喷鼻味重要是正在食品焙烤中发生,他们的前提物资非常宽泛,例如卵白质、氨基酸、糖、脂类、绿原酸、阿魏酸、葫芦巴碱、高档醇、木质素等。

一些古人钻研这些喷鼻味物资发生的路径囊括的反馈重要有:美拉德反馈与斯特勒克降解天生挥发醛;美拉德反馈与个旁边产物的环化和再脱水;美拉德反馈发生吡咯;美拉德反馈发生的醛与氨或者氨基酸反馈发生吡啶;美拉德反馈旁边产物和含硫氨基酸降解产物之间发生反馈天生噻吩;美拉德反馈旁边产物和含硫氨基酸降解产物之间发生反馈造成噻唑;美拉德反馈发生的邻二羰基化合物与氨基酸发生斯特勒克降解天生吡嗪。

二、美拉德反馈对熟肉风韵的影响

现正在尽管还没有能说美拉德反馈、糖的热解及 Strecker 降解是发生熟肉风韵的最症结反应,但少量钻研注解美拉德反馈是发生肉风韵的重要路径之一,正在肉类风韵造成的历程中,起首是糖、肽和氨基酸、脂肪和脂肪酸、核苷酸、维生素等正在加热的感化下发生了美拉德反馈及基础和非基础身分的热降解,现已经证明,带巯基的呋喃和噻吩衍生物都是参预肉喷鼻造成的组分。但当肉类的加热法子分比方时,天生的喷鼻气身分虽有相似之处,但也会显现出各自的特色。

猪肉喷鼻气的特色身分以硫化物、呋喃类化合物和苯环型化合物为主体,烤肉喷鼻气的特色身分则重要是吡嗪类、吡咯类、吡啶类化合物等碱性组分和异戊醛等羰化物,以吡嗪为主。炒肉喷鼻气的特色身分介于猪肉和烤肉之间。微波加热发生的喷鼻气特色身分中,以醇类和吡嗪类化合物含量较多。

0三、美拉德反馈的应用

现正在应用美拉德反馈制造肉味喷鼻精。肉味喷鼻精消费的重要道理是基于对肉类物资正在加热历程中发生风韵物资的反馈的模仿,应用前体物资制备肉味喷鼻精重要因此糖类和含硫氨基酸如半胱氨酸为根基,通过加热时所发生的反馈,重要囊括脂肪酸的氧化、剖析,糖和氨基酸的热降解、羰氨反馈和种种天生物的二次或者三次反馈等。它们造成的肉味喷鼻气身分囊括了数百种化合物,以这些物资为根基,通过折衷可制成拥有种种分比方特色的肉味喷鼻料。

肉味喷鼻精的质料年夜少数来自人造物资,而且其消费历程如酶解、加热等也类似于人造历程,以是制患上的喷鼻精也可视为人造喷鼻精。

外洋一些钻研机构将列入美拉德反馈的质料、能够发生的反馈范例、能够发生的旁边体等前提输出盘算机,借助盘算机来发明能够天生的种种喷鼻味物资。三十多年来,人们应用上述法子,使食品风韵的钻研和消费有了倏地的倒退。

现正在外洋市场上发售的各种巧克力喷鼻精、面包喷鼻精、咖啡喷鼻精、坚果喷鼻精(如胡桃、杏仁、榛子等)及肉类喷鼻精多数是美拉德反馈的产物。

 

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