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项目二 糖类的性能与控制
美拉德反应应用
美拉德( Maillard)反应的化学本质
美拉德( Maillard)反应，最初由法国化学家美拉德(Maillard，L.C.)于1912年在将甘氨酸与葡萄糖的混合液共热时发现的，故以他的名字命名。
美拉德反应指含羰基化合物(如糖分子)与含氨基化合物(如蛋白质等)通过缩合、聚合而生成类黑色素的反应。由于此类反应的产物是棕色缩合物，所以该反应又称为褐变反应，这种褐变不是由酶催化的，属于非酶褐变。
　
几乎所有的食品或食品原料内均含有羰基类物质和氨基类物质，因此均可能发生美拉德反应。在食品加工中由美拉德反应引起食品颜色加深的现象比较普遍。
美拉德( Maillard)反应的化学本质
一、 美拉德反应机理
1.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)。
2.中间阶段　
（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。
3.最终阶段　
此阶段，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。
（1）糖氨基结构　
还原糖是美拉德反应的主要物质，五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍，还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为:核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖则:半乳糖>甘露糖>葡萄糖。还原性双糖分子量大，反应速度较慢。在羰基化合物中，α-乙烯醛褐变最慢，其次是α-双糖基化合物，酮类最慢。胺类褐变速度快于氨基酸。在氨基酸中，碱性氨基酸速度快(赖氨酸、精氨酸)，氨基酸比蛋白质快。
二、影响美拉德反因素
（2）温度　
在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。
（3）反应物浓度、含水及含脂肪量　
美拉德反应与反应物浓度成正比；完全干燥的情况下美拉德反应难以发生，含水量在10%~15%时容易发生；脂肪含量特别是不饱和脂肪酸含量高的脂类化合物含量增加时，美拉德反应容易发生。
（4）pH值　
美拉德反应在酸、碱环境中均能发生，但pH3以上及碱性条件有利于美拉德反应的进行，而酸性环境，特别是pH3以下可以有效地防止褐变反应的发生。
（5）化学试剂
酸式亚硫酸盐抑制褐变，钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。
许多金属离子可以促进美拉德反应的发生，特别是过渡金属离子，如铁离子（Fe2+>Fe3+）、铜离子等，在食品加工处理过程中避免这些金属离子的混入。钠离子对褐变没有影响。　
三、美拉德反应对食品的影响
（1）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。
三、美拉德反应对食品的影响
（2）营养价值的降低
美拉德反应发生后，氨基酸与糖结合造成了营养成分的损失，蛋白质与糖结合，结合产物不易被酶利用，营养成分不被消化。
（3）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。
（4）有毒物质的产生
美拉德反应过程中，产生了醛、杂环胺等有害中间物质。
美拉德反应中期，氨基酸降解会产生丙烯酰胺等有害物质，它是一种疑似对人类致癌的化学物质。
总 结
1.美拉德( Maillard)反应实质是羰氨反应，是含羰基化合物(糖分子)与含氨基化合物(蛋白质)之间的化学反应。
2.他受到糖氨基结构、温度、反应物浓度、含水及含脂肪量、pH值和化学试剂的影响。

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