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美拉德反应对食品加工的影响 武永风 摘要：本文通过对美拉德反应的机理及影响因素进行简述，总结了美拉德反应在食品加工中对风味及色泽、营养性、蛋白质的作用，揭示了食品加工过程中的有机化学反应过程及影响因素，有利于更好的控制食品加工过程。 关键词：美拉德反应；影响因素；应用 美拉德反应（Maillard reaction）是氨基化合物（氨基酸、肽链、蛋白质等）与羰基化合物（比如葡萄糖）之间发生的非酶催化的褐变反应，该反应是法国化学家Louis-Camille Maillard于1912年在将甘氨酸与葡萄糖混合加热时发现的，也称为羰氨反应。 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。,美拉德反应产物有清除自由基、抑制脂质氧化的作用,除此之外,产物还有抗诱变和诱发突变的作用。有关美拉德反应产物 MRPs 被用以代替酚类食用抗氧化剂,正逐渐引起人们的关注[1]。 1、美拉德反应的机理（以葡萄糖为例） 1.1起始阶段：醛糖与氨基化合物进行缩合反应形成薛夫碱，再经环化形成相应的（氮）N-代葡萄糖基胺，经分子重排形成酮式果糖胺化合物（1-氨基-1-脱氧-2-酮糖）。 1.2中间阶段：Amadori化合物（糖胺化合物1,2-烯醇化反应，产生成5-羟基甲基糠醛（HMF）或呋喃醛； 1.2.2是碱性条件下进行的2,3-烯醇化反应，产生还原酮类及脱氢还原酮类； 1.2.3氨基酸与二羰基化合物的作用。在二羰基化合物存在下，氨基酸可发生脱羧、脱氨作用，生成醛和二氧化碳，其氨基则转移到二羰基化合物上进一步发生反应生成各种化合物（风味物质。如醛、吡嗪等），这一反应称为斯特勒克（Strecker）降解反应。 1.2.4果糖基胺的其他反应产物的生成。在美拉德反应中间阶段，果糖基胺除生成还原酮等化合物外，还可以通过其他途径生成各种杂环化合物，如吡啶、苯并吡啶、苯并吡嗪、呋喃化合物、吡喃化合物等，所以此阶段的反应是一个复杂的反应。 1.3最终阶段：此阶段反应相当复杂，其反应机制尚不清楚，中间阶段产物与氨基化合物进行醛基-氨基反应最终生成类黑精。美拉德反应产物除终产物类黑精外，还有一系列美拉德反应的中间体——还原酮及挥发性杂环化合物。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。 2.影响美拉德反应的因素 影响美拉德反应的因素很多,美拉德反应除了受到糖类和氨基酸的影响,还受到温度、时间、pH、水分活度的影响 ,前者主要影响到产物种类,后者通常是反应的动力学影响因素。 2.1底物 在美拉德反应中,参与反应的糖可以是双糖、五碳糖和六碳糖。可用的双糖有乳糖和蔗糖;五碳糖有木糖、核糖和阿拉伯糖;六碳糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等。反应的速度为五碳糖 己醛糖 己酮糖 双糖,开环的核糖比环状的核糖反应要快,因为开环核糖更利于美拉德产物形成。 2.2温度 温度不仅影响反应的速度,而且影响反应物的浓度和它们之间的相互作用。Chen等研究发现,温度为45℃时,葡萄糖反应的速度比半乳糖要快,产生的褐色物质要多,但是在60℃时,两者的情况相反[3]。 2.3 pH和水分活度 实验室模式化的美拉德反应通常在中性或弱碱性条件下进行。通常情况下,随着反应的进行pH会降低。初始pH值大于7时,反应颜色物质生成的很快;初始pH低于7时,吡嗪类物质难于形成;初始pH低于2时,是强酸溶液,氨基处于质子化状态,使N-糖基化合物 葡基胺 难以形成,从而使反应难以进行下去;初始pH大于8时,反应速度难于控制。水分含量在10%～15%的时候,反应容易发生,完全干燥的食品难以发生美拉德反应。若用美拉德反应制备肉类香精,水分活度在0.65～0.75最适宜,水分活度小于0.30或大于0.75反应很慢。 2.4 缓冲溶液 Leonard研究发现,在柠檬酸缓冲溶液中,甘氨酸没有损耗,也没有色素物质的形成,但是在磷酸盐缓冲溶液中,随着缓冲液浓度的增加,甘氨酸减少,色素增多。这可能是因为磷酸盐影响醛糖的稳定性,所以它的存在会加速美拉德反应进行。pH 8时,磷酸盐缓冲溶液体系下的美拉德反应速度远远快于非缓冲液体系下的反应速度。 2.5 辐照对美拉德反应的影响 美拉德反应在加热和长期储存的条件下可以发生。最近发现,辐照也可以引起美拉德的进行。但是在辐照条件下的反应与加热情况下有所不同。当非还原双糖、蔗糖在加热的条件下不产生褐色色素,但是在辐照的条件