影响美拉德反应因素的评价

东北农业大学学士学位论文学号：A15060083 影响美拉德初级反应阶段参数的确定学生姓名：卫冰乐指导教师: 冯一兵所在院系：国际学院所学专业：食品科学与工程研究方向：畜产品加工东北农业大学中国·哈尔滨2011年5月B.A.Degree Thesis of NEAU Dissertation Number:A15060083Determine the parametersof Maillard reaction in the initial stagesCandidate：Wei BingleSupervisor: Feng YibingCollege: Food collegeSpecialty: Food science and engineeringNortheast Agricultural UniversityHarbin·ChinaMay 2011摘要摘要本实验采用比色法，利用紫外、可见分光光度计测定不同的时间、pH、温度、H2SO3浓度、Na2SO3浓度等条件下试验，研究美拉德初级反应阶段溶液OD值的变化，确定影响美拉德初级反应阶段的参数。

结果表面：pH偏碱性、温度越高美拉德初级反应进行的程度越深，美拉德初级反应进行的时间越短；亚硫酸、亚硫酸钠对美拉德初级反应起到抑制作用，且随着添加量的增大抑制作用越明显。

关键词：美拉德反应、比色法、OD值AbstractAbstractThe experiment used colorimetric method, utilized spectrophotometer todetermine how different time、pH、temperature、the concentration of H2SO3and the concentration of Na2SO3influence the maillard reaction by theoptical density of the solution。

Under the conditions carry out the maillard reaction to determine the influencing factors of the maillard reaction。

The result shows：the maillard reaction will go deeper when the solution in alkalescence and higher temperature condition，the time of themaillard reaction will become shoter。

Sulfurous acid and sodium can inhibit the maillard reaction and with the more capacity adding，theInhibition is more obviously。

Key words：colorimetric method；spectrophotometer；maillard reaction；- 4 –目录目录摘要..................................................... 错误!未定义书签。

Abstract............................................................错误!未定义书签。

1.前言 (1)1.1美拉德反应的概况与历程 (1)1.2影响美拉德初级阶段反应的因素 (2)1.3美拉德反应在食品工业中的应用 (3)1.4研究的目的与意义 (4)2材料与方法 (4)2.1试验材料 (4)2.1.1主要试剂 (4)2.1.2主要仪器设备 (5)2.2试验方法 (5)3实验内容 (5)3.1pH对美拉德初级反应阶段的影响 (6)3.2亚硫酸钠对美拉德初级反应阶段的影响 (6)3.3亚硫酸对美拉德初级反应阶段的影响 (6)3.4温度对美拉德初级反应阶段的影响 (6)3.5HMF的测定 (6)3.6美拉德反应类黑晶出现的时间 (6)4结果与讨论 (6)4.1单因素试验结果与分析 (6)4.1.1pH对美拉德初级反应阶段的影响 (6)4.1.2亚硫酸钠对美拉德初级反应阶段的影响 (7)4.1.3亚硫酸对美拉德初级反应阶段的影响 (8)4.1.4温度对美拉德初级反应阶段的影响 (9)4.2 HMF的测定 (10)4.3美拉德反应类黑晶出现的时间 (10)5结论 (10)6参考文献 (11)7致谢 (12)影响美拉德初级反应阶段参数的确定1前言美拉德（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、聚合而成类黑晶的反应。

美拉德反应普遍存在于食品加工和储存过程中，其反应的产物使得加工后的食品（如焙烤类食品）具有特殊的色泽和浓郁芳香的风味，因此在食品工业上有着比较广泛的应用，例如目前市场上出售的合成食用香精，主要是利用美拉德反应制备。

反应的结果使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，如：面包外皮的金黄色，红烧肉的褐色以及它们浓郁的香味。

但是在反应过程中也会使食品中的蛋白质和氨基酸大量损失，如果控制不当也可能产生有毒有害物质。

目前人们对于美拉德反应的认识在逐步加深。

研究发现美拉德反应在食品，医药，化工，生物研究中有重要意义。

鉴于美拉德反应用途广泛，有效的控制美拉德初级反应阶段，确定影响美拉德初级反应阶段的参数对于高效利用美拉德反应很有意义。

1.1美拉德反应的概况与历程美拉德反应（Maillard reaction）是法国化学家Maillard在1912年提出，这是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变（Nonenzymic browning），也成羰氨反应(Amino-carbonyl reaction)。

Hodge等研究了Maillard反应的历程，认为主要包括：初级阶段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、Amiadori化合物生成:Ｎ-取代糖基胺经Amiadori重排形成Amiadori化合物(1—氨基—1—脱氧—2—酮糖)。

中间阶段在中间阶段, Amiadori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,产生还原酮类褐脱氢还原酮类。

有利于Amiadori重排产物形成Ideoxysome。

它是许多食品香味的前驱体。

3、Strecker聚解反应: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。

美拉德反应产物出类黑精外,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-1-影响美拉德初级反应阶段参数的确定1.2影响美拉德初级反应阶段的因素与其他化学反应一样，美拉德初级反应收到糖的种类、不同氨基化合物、温度、水分含量、pH、化学试剂等诸多因素的影响。

1.2.1糖从发生美拉德反应速度上看，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，醛的反应速度要大于酮，尤其是α、β不饱和醛反应及α-双羰基化合物；五碳糖的反应速度大于六碳糖；单糖的反应速度要大于双糖；还原糖含量和褐变速度成正比关系。

1.2.2氨基化合物常见的几种引起美拉德反应的氨基化合物中，发生反应速度的顺序为：胺＞氨基酸＞蛋白质。

其中氨基酸常被用于发生美拉德反应，氨基酸的种类、结构不同会导致反应速度有很大的差别，比如：氨基酸中氨基在ε-位或末位这比α-位反应速度快；碱性氨基酸比酸性氨基酸反应速度快。

1.2.3温度温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。

一般每相差10℃,反应速度相差3～5倍。

30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。

1.2.4水分水分水分含量在10%～15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生，而在水分含量很高的情况下，反应基质浓度很低，美拉德反应也难于发生。

1.2.5ｐＨ值当ｐＨ值在3以上时,反应随ｐＨ值增加而加快。

PH小于3时反应程度较轻微。

1.2.6金属离子铜与铁可促进褐变反应，其中三价铁的催化能力要大于二价铁1.2.7 化学试剂化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变,主要是亚硝酸盐可以和还原糖发生加成反应后再与氨基化合物发生缩合，从而抑制整个反应的进行。

钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应-2-影响美拉德初级反应阶段参数的确定1.3 美拉德反应在食品工业中的应用1.3.1美拉德反应与食品颜色美拉德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的。

但有时美拉德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美拉德反应会使乳呈现褐色，影响了乳品的品质。

美拉德反应产生的颜色对于食品而言，深浅一定要控制好，比如酱油的生产过程中应控制好加工温度，防止颜色过深。

面包表皮的金黄色的控制，在和面过程中要控制好还原糖和氨基酸的添加量及焙烤温度，防止最后反应过度生成焦黑色。

1.3.2美拉德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：葡萄糖和缬氨酸分别在100—150 ℃及180 ℃温度条件下反应会分别产生烤面包香味和巧克力香味；木糖和酵母水解蛋白分别在90 ℃及160 ℃反应会分别产生饼干香味和酱肉香味。

加工方法不同，同种食物产生的香气也不同。

比如：土豆经水煮可产生125种香气，而经烘烤可产生250种香气。

大麦经水煮可产生75种香气，经烘烤可产生150种香气。

可见利用美拉德反应可以生产各种不同的香精。

目前，主要用于生产肉类香精。

肉中的还原糖主要是葡萄糖和核糖，在加工过程中它们和肉中的氨基酸、肽、蛋白质发生美拉德反应形成风味物质。

这些风味物质主要是含氮、硫、氧的杂环化合物以及其他的含硫化合物，其中包括呋喃、吡嗪、吡咯、噻吩、噻唑、咪唑、吡啶以及环烯硫化物。

另外，在美拉德反应的中间产物中有一些二羰基化合物，它们可以进一步和脂质以及硫胺素的降解产物反应，生成具有肉香味的化合物。

目前在制备肉味香味料时通常采用含硫的氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸以及肽类，含硫氨基酸发生美拉德反应经过斯特勒克尔降解会产生硫化氢和氨，为大量杂环风味物质的形成提供前体物质。