美拉德反应在香精生产中的应用国外研究比较多,国内研究应用很少,该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。所形成的香精具天然肉类香精的逼真效果,具有调配技术无法比拟的作用。美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴,是一全新的香精香料生产应用技术,值得大力研究和推广,尤其在调味品行业。

    1、美拉德反应机理

    1912年法国化学家Ｍａｉｌｌａｒｄ发现甘氨酸与葡萄糖混合加热时形成褐色的物质。后来人们发现这类反应不仅影响食品的颜色,而且对其香味也有重要作用,并将此反应称为非酶褐变反应(ｎｏｎｅｎｚｉｍｉｃｂｒｏｗｎｉｎｇ)[1]。1953年Ｈｏｄｇｅ对美拉德反应的机理提出了系统的解释,大致可以分为3阶段[2～4]。

    1.1 起始阶段

    1.1.1 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。

    1.1.2 Ｎ-取代糖基胺的生成:席夫碱经环化生成。

    1.1.3 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)。

    1.2 中间阶段在中间阶段,Ａｍａｄｏｒｉ化合物通过三条路线进行反应。

    1.2.1 酸性条件下:经1,2—烯醇化反应,生成羰基甲呋喃醛。

    1.2.2 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Ａｍａｄｏｒｉ重排产物形成1ｄｅｏｘｙｓｏｍｅ。它是许多食品香味的前驱体。

    1.2.3 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。

    1.3 最终阶段

    此阶段反应复杂,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[5]。

    2、美拉德反应的影响因素[5～8]

    2.1 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,反应速度也慢。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,碱性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白质慢。

    2.2 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。