美拉德反应

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美拉德反应(Maillard reaction)

　　美拉德反应是指一种普遍的非酶褐变现象，将它应用于食品香精生产应用之中，国外研究比较多，国内研究应用很少，该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。所形成的香精具天然肉类香精的逼真效果，具有调配技术无法比拟的作用。

　　美拉德反应（Maillard反应），又称麦拉德反应、梅拉德反应、梅纳反应、羰胺反应，是一种广泛分布于食品工业中的非酶褐变反应。它指的是食物中的还原糖（碳水化合物）与氨基酸／蛋白质在常温或加热时发生的一系列复杂的反应，其结果是生成了棕黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰氨反应。除产生类黑精外，反应过程中还会产生成百上千个有不同气味的中间体分子，包括还原酮、醛和杂环化合物，这些物质为食品提供了宜人可口的风味和诱人的色泽。

　　美拉德反应由法国化学家路易斯·卡米拉·美拉德于1912年发现，1953年John Hodge等人将这个反应正式命名为美拉德反应。1912年时，美拉德把自己将氨基酸和糖类水溶液混合加热后溶液产生黄棕色的发现讲给法国科学院的其他科学家听，但当时在座者中几乎没有人能意识到这个反应背后的潜在意义。然而时至今日，美拉德反应已经成为与现代食品工业密不可分的一项技术，在肉类加工、食品储藏、香精生产、中药研究等领域处处可见。目前的研究也显示出其与机体的生理和病理过程密切相关。

　　美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴，是一全新的香精香料生产应用技术，值得大力研究和推广，尤其在调味品行业。

　　后来人们发现美拉德反应不仅影响食品的颜色，而且对其香味也有重要作用，并将此反应称为非酶褐变反应（nonenzymatic browning）。1953年Hodge对美拉德反应的机理提出了系统的解释，大致可以分为3阶段。

• 起始阶段

　　1、席夫碱的生成（Shiffbase）：氨基酸与还原糖加热，氨基与羰基缩合生成席夫碱。

　　2、 N-取代糖基胺的生成：席夫碱经环化生成。

　　3、 Amadori化合物生成：N-取代糖基胺经Amiadori重排形成Amadori化合物（1—氨基—1—脱氧—2—酮糖）。

• 中间阶段：在中间阶段，Amadori化合物通过三条路线进行反应。

　　1、 酸性条件下：经1,2—烯醇化反应，生成羰基甲呋喃醛。

　　2、 碱性条件下：经2,3—烯醇化反应，产生还原酮类和脱氢还原酮类。有利于Amadori重排产物形成1-deoxysome。它是许多食品香味的前驱体。

　　3、 Strecker降解反应：继续进行裂解反应，形成含羰基和双羰基化合物，以进行最后阶段反应或与氨基进行Strecker分解反应，产生Strecker醛类。

• 最终阶段

　　此阶段反应复杂，机制尚不清楚，中间阶段的产物与氨基化合物进行醛基—氨基反应，最终生成类黑精。美拉德反应产物除类黑精外，还有一系列中间体还原酮及挥发性杂环化合物，所以并非美拉德反应的产物都是呈香成分。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素。目前研究发现其与机体的生理和病理过程密切相关。越来越多的研究结果显示出美拉德反应作为与人类自身密切相关的研究具有重要的意义，目前研究焦点在蛋白质交联、类黑素、动力学以及丙烯酰胺，而这些方面在中药炮制、制剂、药理作用中处处可见。因此，随着现代科技的不断进步，相信美拉德反应的研究将可能成为中药研究的新视角。 　　

• 应用

　　天冬酰胺（一种氨基酸）含量较高的马铃薯和谷类在与还原性糖（如马铃薯自身含有的大量淀粉）共同加热的情况下，会发生美拉德反应生成潜在的致癌物质丙烯酰胺，因此以马铃薯作原料经煎炸加热制得的薯条、马铃薯片等食物都含有较高含量的丙烯酰胺。因此，生产含淀粉食品的时候常会加入门冬酰胺酶水解天冬酰胺，以减少丙烯酰胺的产生。

　　蛋炒饭也是一种美拉德反应，蛋液与米饭表面在加热时产生焦糖化反应，米粒会因结晶化而变得较硬且易粒粒分离，才能炒出粒粒分明的炒饭，不必要使用冰箱冷藏煮熟的饭。

　　传统中菜上，用糖腌肉类或先撒淀粉质在肉类才炒，也会把食材味道的精华锁住，炒出来的料理带焦香却不见烧焦的痕迹，看起来漂漂亮亮，且集色,香,味于一盘。

　　香气和色泽的产生，美拉德反应能产生人们所需要或不需要的香气和色泽。例如亮氨酸与葡萄糖在高温下反应，能够产生令人愉悦的面包香。而在板栗、鱿鱼等食品生产储藏过程中和制糖生产中，就需要抑制美拉德反应以减少褐变的发生。

　　美拉德反应产生的多种中间体和终产物统称为美拉德反应产物(MRPs)，是加工食品色泽和浓郁芳香的各种风味的主要来源，这在食品生产上具有特殊的意义。很多研究表明美拉德反应产物美拉德反应产物具有抗氧化性、抗菌性等作用。抗氧化性的产生，美拉德反应中产生的褐变色素对油脂类自动氧化表现出抗氧化性，这主要是由于褐变反应中生成醛、酮等还原性中间产物。

　　但是它又是一把双刃剑。从营养学角度看，由于反应使食品中的有效成分，如氨基酸类和糖类有所损失以及引起食品的褐变等现象，故食品营养价值有所降低。另一方面，从反应过程可见,美拉德反应产生了醛、杂环胺等有害的中间产物,这些成分对食品的安全构成极大的隐患。有研究表明某些美拉德反应产物具有致癌性。