美拉德反應(yīng)又稱為“非酶棕色化反應(yīng)”，多數(shù)是指還原糖與氨基酸、蛋白質(zhì)之間進(jìn)行的復(fù)雜的過(guò)程。1912 年，Louis-Camille Maillard 發(fā)現(xiàn)了這個(gè)進(jìn)程，1953年Hodge等把這個(gè)反應(yīng)正式起名為Maillard(美拉德)反應(yīng)。

美拉德過(guò)程基本可分為3個(gè)階段，即：初級(jí)階段、中間階段和終極階段。初級(jí)階段和中間反應(yīng)涉及的反應(yīng)物種類數(shù)少，反應(yīng)路徑簡(jiǎn)單，是目前美拉德反應(yīng)研究中認(rèn)識(shí)比較清楚的兩個(gè)反應(yīng)階段，而美拉德高級(jí)反應(yīng)階段，由于經(jīng)過(guò)前面兩個(gè)階段的反應(yīng)，導(dǎo)致大量的中間反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生，這些化合物經(jīng)過(guò)縮合和聚合反應(yīng)，導(dǎo)致成色和成香化合物生成，產(chǎn)物較多，反應(yīng)路徑較復(fù)雜，目前對(duì)于該反應(yīng)階段的認(rèn)識(shí)不夠深入，待進(jìn)一步研究。

1、初級(jí)階段：該階段主要包含羰胺縮合和重排反應(yīng)。在羰胺縮合階段，還原糖的半縮醛羥基與胺類物質(zhì)的氨基進(jìn)行縮合形成亞胺，進(jìn)而生成席夫堿(Schiff Base)，席夫堿經(jīng)環(huán)化生成N-替代糖基胺。隨后，糖基胺將進(jìn)一步發(fā)生重排過(guò)程，通過(guò)1，2-烯醇化反應(yīng)致使糖基胺羰基轉(zhuǎn)移，最終生成重排產(chǎn)物，醛糖胺的重排產(chǎn)物為Amadori 分子重排產(chǎn)物(ARPs)， 酮糖胺的重排產(chǎn)物為Heyenes重排產(chǎn)物 (HRPs)。

2、中間階段：該反應(yīng)階段是風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生階段，主要包括三條反應(yīng)路徑，分別是1，2-烯醇化反應(yīng)，2，3-烯醇化反應(yīng)以及Strecker 降解反應(yīng)。美拉德中期階段生成的二羰基化合物與氨基酸發(fā)生降解反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和相應(yīng)的醛，該反應(yīng)被稱為Strecker降解反應(yīng)。

3、高級(jí)階段： 此階段相當(dāng)復(fù)雜。主要包括醇醛縮合、醛氨聚合、環(huán)化反應(yīng)等，在胺的催化下，醛酮發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)生成不含氮的聚合脫氫、重排、異構(gòu)化等一系列反應(yīng)也可生成類黑素。該反應(yīng)過(guò)程伴隨著共軛體系的形成與增加。類黑素結(jié)構(gòu)尚不明確，含氮量很少，其反應(yīng)機(jī)理尚未明確，但堿性條件下褐變加強(qiáng)。目前已知的結(jié)構(gòu)組成有不飽和咪唑、吡嗪、吡咯、吡啶類的雜環(huán)等。

影響美拉德反應(yīng)因素

影響美拉德反應(yīng)的因素重要的因素有參與底物糖類和氨基化合物，其次影響的因素還有溫度、時(shí)間、酸度、水分等等。

1、氨基酸的種類：不同的氨基酸具有不同的Strecker醛，氨和Strecker醛都是美拉德反應(yīng)產(chǎn)生風(fēng)味和色澤的重要中間體。參與反應(yīng)的氨基酸不同，產(chǎn)生的風(fēng)味也不同，Phe可生一種特殊的紫羅蘭香氣；半胱氨酸是產(chǎn)生肉類香氣的重要原料；His、Lys、Pro反應(yīng)可產(chǎn)生烤面包香味。

2、糖的種類：可以參與美拉德反應(yīng)的糖類有單、雙糖，單糖反應(yīng)產(chǎn)品比雙糖反應(yīng)產(chǎn)品風(fēng)味較好好，因此選擇單糖為反應(yīng)底物，包括戊糖、己糖，其中戊糖有核糖、木糖、阿拉伯糖；己糖有葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖等。相關(guān)研究表明，單糖的反應(yīng)活性一般取決于羰基的還原性，一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)活性戊糖>己糖>雙糖，而戊糖中核糖的反應(yīng)活性最高，己糖中，反應(yīng)活性為半乳糖>甘露糖>葡萄糖。葡萄糖和木糖因其價(jià)廉易得，且反應(yīng)活性較強(qiáng)，常用作美拉德反應(yīng)原料。

3、溫度和時(shí)間：溫度對(duì)美拉德進(jìn)程影響作用大，大概在30攝氏度附近便可以發(fā)生。溫度升高，褐變速度加快。平均每高10攝氏度，反應(yīng)速率提高大約3~5倍。

吳惠玲等研究得知溫度在100，時(shí)間2小時(shí)，甘氨酸和葡萄糖的褐變程度，如果改為溫度56攝氏度，則要求更久的時(shí)間才能達(dá)到同樣的效果。溫度不但影響反應(yīng)的速率，并且影響底物密度以及它們的相互作用。

Chen等研究表明，溫度為45攝氏度的條件下，葡萄糖反應(yīng)的速率比半乳糖大，褐色物質(zhì)生成的更多，在60攝氏度的環(huán)境下，兩者的情況卻截然相反。

4、 pH值：美拉德反應(yīng)中有很多酸堿催化反應(yīng)，因此，pH對(duì)其具有重要影響。當(dāng)pH<2時(shí)，氨基處于質(zhì)子狀態(tài)，對(duì)反應(yīng)進(jìn)行不利；當(dāng)ph>8時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行較快，但難以控制，氨基氮數(shù)量顯著減少，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味較差。研究證明，中性或弱堿性條件下，得到產(chǎn)物具有較好的烤肉味與焦糖香味。多數(shù)反應(yīng)基本隨pH的升高使得反應(yīng)加快，前提條件是pH值在3~10之間。偏酸會(huì)抑制美拉德反應(yīng)的發(fā)生，偏堿性時(shí)會(huì)加快美拉德反應(yīng)。pH還會(huì)影響美拉德產(chǎn)品的類型，在酸性環(huán)境下，含氮物的類別和含量都很低，可是易出現(xiàn)糖的異構(gòu)和脫水，生成糠醛類物質(zhì)。

5、水分：水是美拉德過(guò)程的重要溶劑，其可增進(jìn)底物的流動(dòng)性，對(duì)反應(yīng)有利，另外，當(dāng)水過(guò)多會(huì)起到稀釋效果，進(jìn)而致使反應(yīng)速度下降。一般來(lái)說(shuō)aw在0.3~0.7之間，反應(yīng)速率較快，大于或小于該界限，都會(huì)對(duì)反應(yīng)有一定不利影響；當(dāng)在無(wú)水環(huán)境下，因?yàn)榘被汪然衔锓肿硬荒苓\(yùn)動(dòng)，所以褐變反應(yīng)微乎其微。

另有報(bào)道高壓也會(huì)影響美拉德反應(yīng)，壓力在100~800 MPa范圍內(nèi)，隨著壓力越大，美拉德反應(yīng)速度也越快。除上述因素外，金屬離子的存在對(duì)美拉德反應(yīng)也有一定影響，如銅離子、鐵離子均可促進(jìn)褐變反應(yīng)，且三價(jià)鐵的催化能力要比二價(jià)鐵強(qiáng)。

美拉德反應(yīng)感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)是一種對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)分析的較為有效的方法。人工感官評(píng)定主要是通過(guò)嗅覺(jué)、視覺(jué)以及味覺(jué)對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味特征、強(qiáng)度等進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。因?yàn)槊總€(gè)人的喜好、年齡、性別、感官敏銳度以及辨別能力、表達(dá)能力等的差異，對(duì)風(fēng)味的分辨結(jié)果也會(huì)有較大差異，所以感官評(píng)價(jià)存在一些不確定因素。

按照檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的不同，感官評(píng)定方法可分為4種：(1) 差別檢驗(yàn)法：主要用于判斷兩個(gè)或兩個(gè)以上樣品之間是否存在明顯的差異；(2) 描述與剖析檢驗(yàn)法：由感官評(píng)定負(fù)貴任對(duì)產(chǎn)品提供定性和定量描述的檢驗(yàn)方法；(3)分類與排序檢驗(yàn)法；(4)嗜好性評(píng)價(jià)與調(diào)查法。在實(shí)際應(yīng)用中，四種方法經(jīng)常相互結(jié)合使用，已達(dá)到理想的感官評(píng)定結(jié)果。

一種簡(jiǎn)單描述法：選用5~8名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的感官評(píng)定員，對(duì)一樣品的風(fēng)味特性進(jìn)行定性描述，盡量完整的描述出樣品的風(fēng)味特性。完成后，根據(jù)每一描述性詞匯的使用頻率得出評(píng)價(jià)結(jié)果。二是排序檢驗(yàn)：選取7名感官評(píng)定員，在相同的條件下隨機(jī)提供3~7個(gè)待檢測(cè)樣品，根據(jù)檢驗(yàn)的特性由強(qiáng)到弱排序。

反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性

抗氧化活性的實(shí)驗(yàn)分兩種， 一種是通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)測(cè)體內(nèi)氧化酶的活性來(lái)判斷是否有抗氧化活性：二是包含自由基的清除，還原力，鐵離子鰲合力等體外實(shí)驗(yàn)方法。

據(jù)報(bào)道，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(MRPs)不僅能使食物產(chǎn)生獨(dú)特的香氣以外，還有一定的抗氧化作用。

Hodge 和Risr發(fā)現(xiàn)MRPs能夠抑制植物油的氧化，減緩腐敗速率。雖說(shuō)MRPs具有抗氧化性，但是人們往往更多的是關(guān)注美拉德反應(yīng)帶來(lái)的風(fēng)味，直到20世紀(jì)80年代，隨著抗氧化劑的危機(jī)出現(xiàn)，MRPs 的抗氧化效果再次得到重視。

美拉德產(chǎn)品(Maillard reaction products， MRPs)是沒(méi)有加入化學(xué)藥品而自身產(chǎn)生的物質(zhì)，可以認(rèn)為是天然無(wú)害的，因此MRPs可以替代食品產(chǎn)業(yè)上用的抗氧化劑，眾多學(xué)者紛紛主張制備MRPs添加到食品體系中或者采取熱處理工藝使食物自身形成MRPs，從而提高產(chǎn)品抗氧化穩(wěn)定性。趙某明等研究了加熱草魚肽和木糖混合物的反應(yīng)比加熱草魚肽的褐變水平更高，抗氧化性更強(qiáng)。并且延長(zhǎng)熱反應(yīng)時(shí)間，美拉德反應(yīng)產(chǎn)品的抗氧化活性能更強(qiáng)。

轉(zhuǎn)自：寵物食品聯(lián)盟