美拉德反应及其在食品工业中的应用教程文件

奶与奶制品中的氨基酸因形成色素复合物及在降解反应 中被破坏而造成损失；
色素复合物以及与糖结合的酪蛋白不易被酶所分解，因 而降低了氮的利用率。
组成蛋白质的所有氨基酸中，赖氨酸的损失是最大的。 因为它的游离氨基最易和羰基相结合。由于赖氨酸是许多蛋 白质中的限制性氨基酸，因而它的损失较大地影响了蛋白质 的营养质量。
6. 金属离子和O2
铜与铁可促进褐变反应, 其中Fe3+的催化能力要大于Fe2+ O2 的存在能加速褐变的进行
三、Maillard反应控制方法
1. 使用不易褐变的原料 2. 降低温度 3. 降低 pH值 4. 调节水分活度 5. 隔离空气 6. 钙Leabharlann Baidu离子则对反应有一定的抑制作用
褐变抑制剂
1. 亚硫酸盐是使用最为广泛且有效的Maillard反应褐变抑制剂。主要 有: 亚硫酸钠 、亚硫酸氢钠 、焦亚硫酸等。 ⑴ 亚硫酸根先与羰基结合, 然后再与氨基化合物缩合, 缩合物不能进一 步形成 N - 葡萄糖胺, 从而阻遏了反应的进行。 ⑵ 亚硫酸盐能产生还原作用, 阻止或减轻某些中间反应, 从而避免或减 少了色素的合成。 ⑶ 亚硫酸盐还能消耗 O2 和降低 pH 值。
从发生Maillard反应速度上看, 糖的结构和种类不 同导致反应发生的速度也不同。一般而言:
醛>酮，尤其是α、β不饱和醛及α-双羰基化合物 五碳糖 > 六碳糖 > 双糖 还原糖含量和褐变速度成正比关系
2. 氨基化合物
胺 > 氨基酸 > 蛋白质 碱性氨基酸 > 酸性氨基酸
3. 温度
温度相差10℃，褐变速度就可相差3～5倍。 温度 > 30℃，褐变速度较快； 温度 ﹤20℃， 褐变速度较慢。
根据保健食品行业的产品特点举例如下：
还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖 、麦芽糖等。
非还原糖有蔗糖、淀粉、纤维素等，但它 们都可以通过水解生成相应的还原性单糖 。
氨基化合物有：氨基酸、肽、蛋白质
氨基葡萄糖、甲壳素、硫酸软骨素、透明 质酸、花青素、芦荟苷、人参皂苷、黄酮 类、抗坏血酸与氨基化合物可发生此反应
2. 使用氧化剂
Maillard反应形成的产物结构中有相当部分均具有共 轭双键结构, 氧化剂能破坏羰基化合物及中间产物的双键 结构, 使色素分子破坏成分子量低, 双键含量低的物质。改 变了生色基团的结构, 减少生色基团的存在数量, 从而减轻 了食品褐变程度。目前常用的氧化剂有: NaClO 、H2O2、 O3 等
等量葡萄糖与氨基酸混合物加热产生的香气
3. Maillard反应与食品营养
Maillard反应对食品营养的影响包括降低蛋白质的营养 质量、蛋白质改性以及抑制胰蛋白酶活性等。
对于粮食制品， Maillard反应无疑会使其蛋白质的生物价 更低。这是因为高温会使蛋白质的PER值降低。加热还影响 胱氨酸、色氨酸、精氨酸的利用率。
图1 美拉德反应过程
二、影响 Maillard反应的因素
Maillard反应机制相当复杂, 不仅与参加反应的羰基化合 物及氨基化合物有关，而且还与温度、氧气、水分、金属离 子等外界因子有关。
了解这些因素对Maillard反应的影响，有助于我们控制食 品褐变,，对食品工业具有重大的现实意义。
1. 糖
4. pH
pH 3～9范围内, 随着pH上升, 褐变反应速度上升 ； pH ≤ 3时, 褐变反应程度较轻微，反应速率降 低。因为在酸性条件下, N-葡萄糖胺容易被水解, 而N-葡萄糖胺是Maillard特征风味形成的前体物质 。
5. 水分含量
一般要求食品水分含量在 10 % 以上, 通常为 15 % 为好。 水分含量在10 % ~ 25 % ， Maillard反应速度随水分的增加有上 升趋势。 完全干燥的情况下, 褐变难以进行。
2. Maillard反应与食品风味 通过控制原材料、温度及加工方法, 可制备各种不同风
味 、香味的物质, 比如: 核糖分别与半胱氨酸及谷胱甘肽 反应后，会分别产生烤猪肉香味和烤牛肉香味。
相同的反应物在不同的温度下反应后, 产生的风味也不 一样，比如等量葡萄糖与氨基酸混合物在不同加热温度下 产生的香气也不相同。
4. Maillard反应产物的其他功能
Ste益p T1h生iteler元ein
抗增殖
抗氧化
MRPs的 生物活性
Thit抗elerei诱n 变
抗Ti肿tle 瘤in
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降血压
综上所述，美拉德反应对食品在加工与贮藏中的影 响既有人们所期望的，也有人们所不期望的，这些都必 须引起食品工程技术人员足够的重视，并要在正反两方 面影响之间找到一个最佳平衡点。
四、美拉德反应在食品工业上的应用
1. Maillard反应与食品色泽 Maillard反应赋予食品一定的深颜色, 比如面包、咖啡
、红茶、啤酒、糕点、酱油, 对于这些食品颜色的产生都 是我们期望得到的。但有时Maillard反应的发生又是我们 不期望的, 比如乳品加工过程中, 如果杀菌温度控制的不 好, 乳中的乳糖和酪蛋白发生Maillard反应会使乳呈现褐色 , 影响了乳品的品质。
谢谢
美拉德反应及其在食品工业中的应用
一、美拉德反应（Maillard反应）
又称羰氨反应, 指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物 之间经缩合、聚合而最终生成类黑精的反应。 它可以在醛、 酮、还原糖及脂肪氧化生成的羰基化合物等，与胺、氨基酸 、肽、蛋白质甚至氨之间发生反应。
还原糖和氨基化合物是参 加美拉德反应的主要成分