美拉德反应研制焦甜香精的研究(2)
3.5 GC-MS法对美拉德反应产物进行致香成分分析 25
4 结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 前言
1.1美拉德反应
美拉德反应(Maillard reaction)，是一种常见于食品加工过程的非酶褐变反应，由法国化学家Louis Camille Maillard于1912年发现，并于1953年由John Hodge等正式命名为美拉德反应。美拉德反应是氨基化合物与还原糖之间发生的非酶催化的褐变反应(Non-enzymatic browning)，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精[1]或称拟黑素，所以又被称为羰胺反应。几乎所有食品工业或多或少都受到美拉德反应的影响，近年来在有机化学、食品化学、香料化学等领域的研究一直是国内外研究的热点课题。由于反应机理的重要性，对反应的应用直接起着重要指导作用，就该反应化学原理及机理方面的讨论对食品化学、风化学等研究与应用都具有积极意义[1]。
美拉德反应路线图[2]
1.1.1 美拉德反应初级反应阶段
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。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[3]。
梅拉德反应的初始阶段
1.1.2美拉德反应高级反应阶段
在氨基酮糖和氨基醛糖等重要的不挥发性香前驱物质形成之后，Maillard反应变得更为复杂，反应后产生还原糖、糠醛和不饱和羰基化合物等。
第一条反应路线由1-氨基-1-脱氧-2-酮糖在2、3位置不可逆地烯醇化，其进一步反应产生如C-甲基-醛类，酮醛类，二羰基化合物和还原酮等裂解产物，反应产物包括乙醛，丙酮醛，丁二酮和醋酸等风成分。
第二条反应路线从烯醇式Amadori重排产物在1，2位置烯醇化并消去C3上的羟基，加H2O生成3-脱氧已糖酮，然后脱水生成2-糠醛类风成分。上述二条路线最后结果都生成了褐色含N色素——类黑精[4]。在此过程中还包括了醇醛缩合，醛氨基聚合，以及生成了诸如吡嗪、吡啶、吡咯等含氮杂环化合物。加热食品所具有的烤香，烘焙香和坚果香大多数与这类含氮杂环化合物有关。
Amadori化合物的降解
第三条反应路线是斯特勒克降解(Strecker degradation)，鉴于Strecker降解必需有高级Maillard反应阶段产生的“活性”中间体参与，所以也有学者将Strecker降解归为“第三条反应路线”。
Maillard反应生成的类黑精是引起食品非酶褐变的主要物质，在产生类黑精的同时，由一系列Maillard反应中间体及杂环类化合物生成，这类物质除能提供给食品特殊的风外，还具有抗氧化、抗诱变等特性[5]。
1.2 美拉德反应研究现状
1.3 影响美拉德反应的因素
美拉德反应是十分复杂的化学过程，反应历程、反应产物的性质及结构受氨基酸及糖种类、性质的影响，而且还与反应时的水分、pH值、反应的温度和时间、金属离子等有关[10]。因此在加工中利用该反应时，须注意加工条件，尽量调节控制好各项影响因素，使之在所需结果的范围内，从而得到所期望的香特征。
1.3.1糖
糖是美拉德反应必不可少的一类物质，因此，糖的种类、含量的高低也会影响美拉德反应。有资料表明：单糖和ARP(Adnadori重排产物)的呋喃或吡喃糖环更能直接脱水。这是因为ARP椅式吡喃果糖环是以半缩醛羟基和C-3H的反式消去方式进行直接脱水，这是由于有180°的扭转角加之半缩醛羟基的不稳定性都使直接脱水更易进行。这说明糖与氨基化合物能发生美拉德反应，而且环状ARP间接脱水后随着温度的升高形成共轭产物，这些共轭产物还可进行区域专一的再环化，形成5、6、7环杂环化合物，而美拉德反应中的这些杂环化合物有许多则是重要的风物质。所以，我们在加工食品时，通常添加糖进行加工，以改善和增强食品的风，而不同糖类和氨基酸产生的香都不相同。关于什么糖更有利于美拉德反应，随着环状结构的增大，美拉德反应相应要慢很多，即5环较6环快，6环较7环快[11]。
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