美拉德反应焦糖香精的制备及在咖啡中的应用研究(2)
3.4.3 响应面曲线的非线性回归方程 20
3.4.4 响应面实验结果分析 20
3.4.5 响应面实验最佳工艺条件的选取 22
3.4.6 最佳工艺条件的验证实验 23
3.5香气成分分析 23
4. 结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1咖啡
咖啡树是一种热带植物，属于茜草科。小粒种咖啡的咖啡因含量高且香气浓郁，而中粒种和大粒种的咖啡虽咖啡因含量低但香较差[1]。现如今，咖啡的种植遍及全球，且销量惊人，随着中国人民生活水平的不断提高，大家对于食品结构和消费习惯也慢慢发生了改变，咖啡及其周边产品在中国市场上不断走俏，成为餐桌上较为平常的消费品，这也使咖啡的加工行业发展迅猛。
咖啡作为世界三大饮料之一，其市场消费量日趋增长，已经成为人们日常生活中不可或缺的部分。与人们对咖啡的喜好度一起增长的还有人们对其成分的研究探索。在研究中发现[2]，每天适量饮用4-5杯咖啡不仅对身体无害，还有利于健康，咖啡可以预防阿尔茨海默病，同时还可以缓解头痛和降低气喘发生率等。一些研究同时也证明了饮用咖啡并不会直接导致骨质疏松症、胃灼热和脱水等不良反应的发生。
1.2 Maillard反应及其机理
食用香料是食品添加剂的重要组成部分，它在食品添加剂中数量最多、使用面最广[3]。国际食用香料工业组织对热反应香精的定义为：一种由食品原料和（或）允许在食品或反应香精中添加的原料加热制备的产物[4]，这类香气物质形成的化学机理主要是Maillard反应。在国际上，天然香料范畴中包括利用Maillard反应生成的香料[5]。Maillard反应一般是指还原糖与氨基酸(或蛋白质)的反应，不同种类的糖和氨基酸（或蛋白质）反应会得到不同香气的Maillard产物。食品在加热过程中会发生Maillard反应，这其中包括了氧化、脱羧、缩合和环化反应，在这过程中有各种香特征的香物质由此产生，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，同时也会生成硫化氢和氨[6]。影响Maillard反应的因素有很多，比如还原糖种类、氨基酸种类、含水量、体系pH值、反应温度、反应时间、辐照、金属离子种类、缓冲溶液等都会影响Maillard 反应。Maillard 反应除了可以产生一些风物质之外，它还可以增强风的厚重感和持久性。在反应中，分子量为1000-5000Da的肽本身不能提供风，但是却有增强风的作用[7] 。按照实验结果所需，可以通过选用不同种类的氨基酸和糖，在改变温度、时间、pH等条件来获得含有吡嗪类、吡咯类或呋喃类等不同香型的香料，从而达到目的[6]。另外，Maillard反应对食品的营养价值也有重要的影响[8]：一是因为反应过程中消耗了食品中的营养成分或降低了食品的可消化性，而导致降低食品的营养价值，二是可能在加工过程中生成抗氧化物质而增加食品的营养价值。Maillard反应在食品工艺中有非常广泛的应用，它与食品色泽、食品风和食品营养都有很大的关系。最近的研究发现[9]，Maillard反应产物除了有清除自由基、抑制脂质氧化的作用外还有一些其他的功能，例如抗诱变能力和抗诱发突变能力等。
早年间，食品化学家Hodge就对Maillard反应的反应过程作出了初步的解释，他认为Maillard反应可以分成三个反应阶段[11]：
初级反应阶段：初级Maillard反应包括还原糖的羰基与氨基酸或蛋白质中的游离氨基二者之间进行缩合。缩合物迅速失去一分子水转变为希夫碱(Schiff Base)，再经环化形成相对应的N-取代的葡基胺，然后又经过阿马多利(Amadori) 分子重排转变成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖,这一步包含由醛糖转变到酮糖衍生物[10]。初级Maillard反应不引起褐变，也不产生香，但其产物是产生极重要的不挥发性香物质的前驱物[8]。