美拉德反應(yīng)及其對食品加工過程的影響

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1、美拉德反應(yīng)及其對食品加工過程的影響：美拉德反應(yīng)是一種非酶褐變反應(yīng)，其在食品加工工程中有著廣泛的應(yīng)用，美拉德反應(yīng)對于食品的色澤、口味、營養(yǎng)以及安全等諸多方面都有著深刻影響。食品加工過程中的美拉德反應(yīng)受到反應(yīng)途徑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)底物、反應(yīng)環(huán)境PH以及金屬離子等因素的影響，其與食品的諸多功能性（抗菌性、乳化性、抗氧化性等）密切相關(guān)。本文從美拉德反應(yīng)的性質(zhì)出發(fā)，結(jié)合美拉德反應(yīng)的特點(diǎn)，探究了美拉德反應(yīng)對食品加工過程的影響。關(guān)鍵詞：美拉德反應(yīng)；性質(zhì)與特點(diǎn)；食品加工；影響美拉德反應(yīng)是由法國化學(xué)家在1912年發(fā)現(xiàn)的，JohnHodge等在1953年時(shí)將其命名為美拉

2、德反應(yīng)。美拉德反應(yīng)也被叫做羰胺反應(yīng)，其定義為：還原糖或者是羰基化合物在常溫或者加熱時(shí)與含游離氨基的化合物發(fā)生縮合、聚合等化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物和中間產(chǎn)物經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，最終生成棕褐色的大分子物質(zhì)——擬黑素（類黑素）。美拉德反應(yīng)除了生成擬黑素之外，其還有醛、酮、雜環(huán)化合物生成，這些化合物為食品增加了色澤和風(fēng)味。一、美拉德反應(yīng)對于美拉德反應(yīng)的相關(guān)研究已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相對成熟的階段，美拉德反應(yīng)也成為了現(xiàn)代食品加工過程中應(yīng)用最為頻繁的技術(shù)之一。Hodge在1953年首次提出了美拉德反應(yīng)的流程圖，其對美拉德反應(yīng)的過程進(jìn)行系統(tǒng)性地闡述。依據(jù)現(xiàn)代化學(xué)觀點(diǎn)，美拉

3、德反應(yīng)主要可以分為三個(gè)階段，其分別為起始階段、中間過程、最終階段。1.起始階段。美拉德反應(yīng)的起始階段涉及到化學(xué)分子或基團(tuán)的縮合、環(huán)化、取代重排等歷程。首先，氨基化合物和醛糖縮合成為席夫堿，席夫堿不穩(wěn)定，其環(huán)化生成N-取代醛糖基胺，該化合物又經(jīng)過重排（Amadori方式）生成Amadori化合物。2.中間過程。美拉德反應(yīng)的中間階段為起始階段產(chǎn)物Amadori化合物以三種不同形式的分解過程，其分別為：堿性條件下的2，3-烯醇化反應(yīng)，產(chǎn)物包括了脫氫還原酮類和還原酮類化合物；酸性條件下的1，2-位烯醇化反應(yīng)，產(chǎn)物包括了含呋喃環(huán)的醛類化合物和羥甲基呋喃醛；堿

4、性產(chǎn)物和酸性產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生裂解，生成羰基（單羰基或雙羰基）化合物，除此之外，堿性產(chǎn)物和酸性產(chǎn)物也可以發(fā)生Strecker分解，與氨基共同作用生成Strecker醛類化合物。3.最終階段。最終階段是美拉德反應(yīng)生成擬黑素的過程，其主要為低溫下胺類和醛類的聚合反應(yīng)，該反應(yīng)過程較為復(fù)雜，目前尚未完全明確該過程的反應(yīng)機(jī)理。胺類和醛類除了聚合生成高分子以外，其還產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的中間體——雜環(huán)化合物（具有揮發(fā)性）、醛類化合物、還原酮等。二、美拉德反應(yīng)對于食品加工過程的影響美拉德反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用對現(xiàn)代食品加工及貯藏過程有著深刻的影響，至今其仍作為一項(xiàng)食品加工技術(shù)被廣

5、泛應(yīng)用于食品加工過程中。美拉德反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物是影響食品口味、色澤、安全、營養(yǎng)等功能性質(zhì)的主要因素，對于傳統(tǒng)烤制食品（北京烤鴨、烤乳豬）、油炸食品（油炸肉卷、炸帶魚）影響尤甚。從營養(yǎng)學(xué)的角度分析，美拉德反應(yīng)對于食品加工過程并非是有利無害的，美拉德反應(yīng)的反應(yīng)底物為蛋白質(zhì)和糖類，蛋白質(zhì)和糖類是人體所必須攝取的營養(yǎng)成分，食品加工過程中的美拉德反應(yīng)無疑在一定程度導(dǎo)致了這些影響成分的流失；對于那些食品中含有的人體所不能合成的氨基酸，美拉德反應(yīng)有可能導(dǎo)致其遭到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致食品的營養(yǎng)價(jià)值下降。因此，需要辯證地看待美拉德反應(yīng)對于食品加工過程的影響。在實(shí)際的食品加工

6、過程中，應(yīng)當(dāng)合理控制美拉德反應(yīng)，通過美拉德反應(yīng)增加食品的色澤、風(fēng)味和安全性，同時(shí)最大程度地保留住食品中的營養(yǎng)成分。1.對食品風(fēng)味的影響。美拉德反應(yīng)對于食品的風(fēng)味有著重要的影響，例如，享譽(yù)全國的名菜“全聚德北京烤鴨”在其放入烤爐進(jìn)行烤制之前，其會在烤鴨外層涂上一層秘制調(diào)料，調(diào)料中含有糖和香料物質(zhì)。在烤制的過程中，調(diào)料中的各種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生相互作用（主要為熱降解、美拉德反應(yīng)、產(chǎn)物的二次和三次反應(yīng)等），這是“全聚德北京烤鴨”具有獨(dú)特風(fēng)味的重要原因。美拉德反應(yīng)能夠產(chǎn)生一些影響食品風(fēng)味的物質(zhì)，其主要有含硫雜環(huán)，如噻吩類、噻唑類；含氮雜環(huán)，如吡嗪類；含氧雜環(huán)，如

7、呋喃類，此外，還存在著一些硫化氫和氨類物質(zhì)。并非所有的物質(zhì)都能夠使食品增加風(fēng)味（吡嗪類、硫化氫、氨類），這些是在食品加工過程中需要避免的。例如，在烤制面包時(shí)，美拉德反應(yīng)生成的麥芽酚能夠使面包具有特殊的香味，而生成的吡嗪類物質(zhì)或醛類物質(zhì)則會使得面包有糊味。2.對食品色澤的影響。美拉德反應(yīng)經(jīng)過的一些列復(fù)雜的化學(xué)變化，其所產(chǎn)生的一系列化合物能夠賦予食品不同的色澤。美拉德反應(yīng)中的溫度、反應(yīng)途徑等因素發(fā)生變化，能夠使得食品依次呈現(xiàn)出淺黃色、金黃色、褐色、棕色直至棕黑色的色澤變化。例如，金黃色面包、紅褐色紅燒肉、紅茶等，這些食品所呈現(xiàn)出的顏色很大程度上與美拉德

8、反應(yīng)有關(guān)。對于食品加工過程而言，其需要控制好美拉德反應(yīng)的影響因素（原料用量、溫度、加工途徑），例如，醬油加工過程中，應(yīng)當(dāng)控