美拉德反應

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美拉德反應(Maillard reaction)

　　美拉德反應是指一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產應用之中，國外研究比較多，國內研究應用很少，該技術在肉類香精及煙草香精中有非常好的應用。所形成的香精具天然肉類香精的逼真效果，具有調配技術無法比擬的作用。

　　美拉德反應（Maillard反應），又稱麥拉德反應、梅拉德反應、梅納反應、羰胺反應，是一種廣泛分佈於食品工業中的非酶褐變反應。它指的是食物中的還原糖（碳水化合物）與氨基酸／蛋白質在常溫或加熱時發生的一系列複雜的反應，其結果是生成了棕黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰氨反應。除產生類黑精外，反應過程中還會產生成百上千個有不同氣味的中間體分子，包括還原酮、醛和雜環化合物，這些物質為食品提供了宜人可口的風味和誘人的色澤。

　　美拉德反應由法國化學家路易斯·卡米拉·美拉德於1912年發現，1953年John Hodge等人將這個反應正式命名為美拉德反應。1912年時，美拉德把自己將氨基酸和糖類水溶液混合加熱後溶液產生黃棕色的發現講給法國科學院的其他科學家聽，但當時在座者中幾乎沒有人能意識到這個反應背後的潛在意義。然而時至今日，美拉德反應已經成為與現代食品工業密不可分的一項技術，在肉類加工、食品儲藏、香精生產、中藥研究等領域處處可見。目前的研究也顯示出其與機體的生理和病理過程密切相關。

　　美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的範疇，是一全新的香精香料生產應用技術，值得大力研究和推廣，尤其在調味品行業。

　　後來人們發現美拉德反應不僅影響食品的顏色，而且對其香味也有重要作用，並將此反應稱為非酶褐變反應（nonenzymatic browning）。1953年Hodge對美拉德反應的機理提出了系統的解釋，大致可以分為3階段。

• 起始階段

　　1、席夫鹼的生成（Shiffbase）：氨基酸與還原糖加熱，氨基與羰基縮合生成席夫鹼。

　　2、 N-取代糖基胺的生成：席夫鹼經環化生成。

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

• 中間階段：在中間階段，Amadori化合物通過三條路線進行反應。

　　1、 酸性條件下：經1,2—烯醇化反應，生成羰基甲呋喃醛。

　　2、 鹼性條件下：經2,3—烯醇化反應，產生還原酮類和脫氫還原酮類。有利於Amadori重排產物形成1-deoxysome。它是許多食品香味的前驅體。

　　3、 Strecker降解反應：繼續進行裂解反應，形成含羰基和雙羰基化合物，以進行最後階段反應或與氨基進行Strecker分解反應，產生Strecker醛類。

• 最終階段

　　此階段反應複雜，機制尚不清楚，中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應，最終生成類黑精。美拉德反應產物除類黑精外，還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物，所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分。反應經過複雜的歷程，最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑素。目前研究發現其與機體的生理和病理過程密切相關。越來越多的研究結果顯示出美拉德反應作為與人類自身密切相關的研究具有重要的意義，目前研究焦點在蛋白質交聯、類黑素、動力學以及丙烯酰胺，而這些方面在中藥炮製、製劑、藥理作用中處處可見。因此，隨著現代科技的不斷進步，相信美拉德反應的研究將可能成為中藥研究的新視角。 　　

• 應用

　　天冬酰胺（一種氨基酸）含量較高的馬鈴薯和穀類在與還原性糖（如馬鈴薯自身含有的大量澱粉）共同加熱的情況下，會發生美拉德反應生成潛在的致癌物質丙烯酰胺，因此以馬鈴薯作原料經煎炸加熱制得的薯條、馬鈴薯片等食物都含有較高含量的丙烯酰胺。因此，生產含澱粉食品的時候常會加入門冬酰胺酶水解天冬酰胺，以減少丙烯酰胺的產生。

　　蛋炒飯也是一種美拉德反應，蛋液與米飯錶面在加熱時產生焦糖化反應，米粒會因結晶化而變得較硬且易粒粒分離，才能炒出粒粒分明的炒飯，不必要使用冰箱冷藏煮熟的飯。

　　傳統中菜上，用糖腌肉類或先撒澱粉質在肉類才炒，也會把食材味道的精華鎖住，炒出來的料理帶焦香卻不見燒焦的痕跡，看起來漂漂亮亮，且集色,香,味於一盤。

　　香氣和色澤的產生，美拉德反應能產生人們所需要或不需要的香氣和色澤。例如亮氨酸與葡萄糖在高溫下反應，能夠產生令人愉悅的麵包香。而在板慄、魷魚等食品生產儲藏過程中和製糖生產中，就需要抑制美拉德反應以減少褐變的發生。

　　美拉德反應產生的多種中間體和終產物統稱為美拉德反應產物(MRPs)，是加工食品色澤和濃郁芳香的各種風味的主要來源，這在食品生產上具有特殊的意義。很多研究表明美拉德反應產物美拉德反應產物具有抗氧化性、抗菌性等作用。抗氧化性的產生，美拉德反應中產生的褐變色素對油脂類自動氧化表現出抗氧化性，這主要是由於褐變反應中生成醛、酮等還原性中間產物。

　　但是它又是一把雙刃劍。從營養學角度看，由於反應使食品中的有效成分，如氨基酸類和糖類有所損失以及引起食品的褐變等現象，故食品營養價值有所降低。另一方面，從反應過程可見,美拉德反應產生了醛、雜環胺等有害的中間產物,這些成分對食品的安全構成極大的隱患。有研究表明某些美拉德反應產物具有致癌性。