美拉德反應及其機理

nihaozhanghu

美拉德反應及其機理

美拉德反應(Maillard reaction)是法國化學家L.C.Maillard(1878-1936)于1912年提出?，F(xiàn)在認為，所謂Maillard反應，是廣泛存在于食品、飼料加工中的一種非酶褐變(Nonenzymic browning)，是氨基化合物(如胺、氨基酸、蛋白質(zhì)等)和羰基化合物(如還原糖、脂質(zhì)以及由此而來的醛、酮、多酚、抗壞血酸、類固醇等)之間發(fā)生的非酶反應，也稱為羰氨反應(Amino-carbonyl
reaction)。反應經(jīng)過復雜的歷程，最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素(Melanoidins)。

美拉德反應機理十分復雜，其反應歷程、產(chǎn)物組成及其性質(zhì)等受多種因素影響，氮基化合物和還原糖的種類、性質(zhì)、以及它們間的反應比例，反應時的pH值、溫度、反應時間、水分活度、緩沖液濃度對反應的速率以及最終產(chǎn)物的組成有著重要的影響。

Hodge在1953年提出的美拉德反應的3條可能的反應途徑，至今依然被認為是正確的。包括初級反應階段：還原糖的羰基與氨基之間進行加成，加成物迅速失去1分子水轉(zhuǎn)變?yōu)橄７驂A(Shiff base)，再經(jīng)環(huán)化形成相應的N-取代的醛基胺，經(jīng)Amadori重排轉(zhuǎn)成有反應活性的1-氨基-1-脫氧-2-酮糖。高級反應階段：在氨基酮糖和氨基醛糖等重要的不揮發(fā)性香味前驅(qū)物形成之后，美拉德反應變得更為復雜，經(jīng)歷還原酮路線、還原型葡糖醛酮和糠醛路線、Strecker降解三條反應路線，產(chǎn)生還原酮、糠醛（HMF）和不飽和羰基化合物等，這些不同的化合物依次反應，開始形成無氮及含氮褐色可溶性化合物。最終反應階段：高級美拉德反應階段形成的眾多活性中間體，如葡萄糖酮醛、3-脫氧Osulose(3-DG，)、3,4-二脫氧Osulose(3,4-二DG，)、HMF、還原酮類、不飽和醛亞胺等等，又可繼續(xù)與氨基酸反應，最終都生成類黑精色素—褐色含氮色素，此過程包括醇醛縮合、醛氨聚合、環(huán)化合反應等。最終反應階段的反應途徑尚未清楚，生成的色素稱為黑色素，無特定的結(jié)構(gòu)，是分子量相當高的含氮、含氧化合物，有著各種各樣的構(gòu)成單位，例如 C18H27O12N、C19H30O16N3、C17H19O9N等構(gòu)成單位。但是，褐色色素不是由單一構(gòu)成單位重復構(gòu)成，而是由不同構(gòu)成單位構(gòu)成的非常復雜的結(jié)構(gòu)。1984年，Pongor首次將這類物質(zhì)命名為糖基化終產(chǎn)物(AGE)，AGE多為一些棕黃色熒光化合物，具有高的交聯(lián)性和低的溶解度。

Hodge1953年提出的反應的網(wǎng)絡系統(tǒng)分類圖解是美拉德反應機理最簡明扼要的描述。

在國際研究領(lǐng)域中，20世紀90年代以來Balabarn和Vaylayan等學者又對美拉德反應機理和歷程提出了新的觀點，認為Amadori重排產(chǎn)物直接脫水機理可以更好的解釋雜環(huán)和多聚產(chǎn)物的來源。由于美拉德反應的復雜性，至今對美拉德反應產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)了解甚少。

超人B

樓主，有沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)。表明反應程度跟氨基酸的變化規(guī)律？

嗷嗷乖乖

美拉德反應的影響因素主要有氨基化合物、羰基化合物、pH、溫度、金屬離子、水分含量等。
與氨基酸的一般規(guī)律是：堿性氨基酸的褐變速度快，氨基在E位或者末端者，比a位的易褐變。

dengnet

那怎樣在飼料加工過程中預防美拉德反應呢？

nihaozhanghu

呵呵，精華帖