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BC 3-2 美拉德反应

#生物化学 #食品 #糖类 #美拉德反应

1. 美拉德反应的化学过程

化学本质：羰基与氨基经缩合、聚合生成可溶性和不可溶高聚物的反应
原料：氨基酸 + 还原糖 + 水
标志物：羟甲基糠醛、二羰基化合物

反应过程

初期阶段：羰氨缩合 + 分子重排（醛糖：阿姆德瑞分子重排；酮糖：海因斯分子重排）
中期阶段：生成羟甲基糠醛 HMF 或还原酮
末期阶段：羟醛缩合（两分子醛自相缩合，并进一步脱水生成不饱和醛）；生成类黑精物质的缩合反应

2. 影响美拉德反应的因素

【重点】

风味稀释因子（FD 因子）

通过香气提取物稀释分析（Aroma Extract Dilution Analysis, AEDA）测定出，将含有香气化合物的提取物进行逐步稀释（通常按 1:1、1:2、1:4、1:8……的比例），然后由经过培训的感官评价员在嗅闻仪（GC-O）的出口处闻每一稀释度下是否还能闻到该化合物的香气。最后一个能被闻到（即达到嗅觉阈值）的稀释倍数，就是该化合物的 FD 因子。
在美拉德反应体系（如烤肉、咖啡、面包、酱油等）中，研究者常通过 AEDA 找出 FD 因子较高的化合物，这些通常是美拉德反应中“肉香”“烘烤香”“坚果香”的核心贡献者
香气活度值（OAV）：某种嗅感物质在体系中的浓度与其嗅味阈值的比值，用于衡量该物质对体系香气的贡献程度。其计算公式为物质浓度除以阈值

2.1 底物（羰基化合物）种类

反应速率比较：

5C > 6C
醛 > 酮
酸性氨基酸 > 碱性氨基酸
伯 > 仲 > 叔

底物（体系组分）对美拉德反应产生风味的影响

含硫氨基酸对肉类和咖啡风味的形成是必需的
甲硫氨酸对土豆风味的形成必不可少
缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸对巧克力风味形成是必需的

2.2 pH

pH > 3 时：pH 越高，反应速率越快
pH < 3 时：美拉德反应被有效抑制

2.3 水分

水分在 10% ~ 15% 时容易发生美拉德反应
干燥条件下，美拉德反应被有效抑制

2.4 温度与时间

温度相差 10˚C，反应速度相差 5~10 倍
加热温度不同还会产生不同的风味物质

加热温度不同，美拉德反应产生的风味物质不同

脯氨酸在 100°C 下美拉德反应产生爆米花香，而在 180°C 下则是烤面包的香气
苯丙氨酸在 100°C 下拉德反应产生清香气、类玫瑰花香，而在 180°C 下则是类似紫丁香

2.5 金属离子

Fe、Cu 加快反应
Ca、Mn、Sn 抑制反应

2.6 脂肪

水分 > 5% 时，脂肪氧化加快，美拉德反应加快