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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。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对美拉德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，色度产生依次为： ???? pH6时：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。现今市场大量肉类香精的合成，均离不了美拉德反应，但美拉德反应在有些场合是有害的。例如淀粉糖生产，如有少量蛋白质存在，就会因美拉德反应使糖浆产生棕色，影响质量。所以，淀粉糖生产用原料淀粉，其蛋白质含量有严格规定，即食品工业用为0.5%，医药用为0.35%。 ???? 2 氨基酸和糖种类对美拉德反应风味的影响 ???? 2.1 美拉德反应对食品风味的影响 ???? 通过控制原材料、温度及加工方法, 可制备各种不同风味、香味的物质, 比如: 核糖分别与半胱氨酸及谷胱甘肽反应后会分别产生烤猪肉香味和烤牛肉香味。相同的反应物在不同的温度下反应后, 产生的风味也不一样, 比如: 葡萄糖和缬氨酸分别在100℃、150℃及180℃温度条件下反应, 会分别产生烤面包香味和巧克力香味; 木糖和酵母水解蛋白分别在90℃及160℃反应会分别产生饼干香味和酱肉香味。加工方法不同, 同种食物产生的香气也不同, 比如:土豆经水煮可产生125种香气, 而经烘烤可产生250种香气; 大麦经水煮可产生75种香气, 经烘烤可产生150种香气。 ????? 可见利用美拉德反应可以生产各种不同的香精。目前, 主要用于生产肉类香精。肉中的还原糖主要是葡萄糖和核糖, 在加工过程中它们和肉中的氨基酸、肽、蛋白质发生美拉德反应形成风味物质。这些风味物质主要是含氮、硫、氧的杂环化合物以及其他的含硫化合物, 其中包括呋喃、吡嗪、吡咯、噻吩、噻唑、咪唑、吡啶以及环烯硫化物。另外, 在美拉德反应的中间产物中有一些二羰基化合物, 它们可以进一步和脂质以及硫胺素的降解产物反应, 生成具有肉香味的化合物。目前在制备肉味香味料时通常采用含硫的氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸以及肽类, 含硫氨基酸发生美拉德反应经过斯特勒克尔降解会产生硫化氢和氨, 为大量杂环风味物质的形成提供前体物质。同时通过斯特勒克尔降解可产生氨基酮, 2分子的氨基酮缩合会产生1分子二氢吡嗪, 经过氧化生成吡嗪。烷基吡嗪是一种重要的香味呈味物质。 ????? 2.2 氨基酸种类对美拉德反应风味的影响 ????? 对牛肉加热前后浸出物中氨基酸组分