美拉德反应

2020-06-09 00:56:34

跳转到导航跳转搜索美拉德反应(/m aɪˈjɑːr/my-yar;[Majaʁ])是氨基酸和还原糖之间的化学反应,赋予棕色食物独特的风味。烤牛排、煎饺、饼干和其他类型的饼干、面包、烤棉花糖和许多其他食物都会有这种反应。它是以法国化学家路易斯-卡米尔·梅拉德(Louis-Camille Maillard)的名字命名的,他在1912年首次描述了它,当时他试图复制生物蛋白质合成。[1][2]。

该反应是一种非酶褐变,通常在140摄氏度左右到165摄氏度(280华氏度到330摄氏度)左右快速进行。许多食谱要求烤箱温度足够高,以确保发生美拉德反应。[3]在较高的温度下,焦糖(糖的褐变,这是一个不同的过程)和随后的热解(最终分解导致燃烧)变得更加明显。

糖的活性羰基与氨基酸的亲核氨基反应,形成一系列香气和风味的特征不佳的分子的复杂混合物。由于氨基(RNH3+→RNH2)去质子化,这一过程在碱性环境中加速(例如,将碱液应用于变黑的椒盐卷饼;见碱液卷),因此具有更高的亲核性。这种反应是许多调味品行业食谱的基础。在高温下,可能会形成一种叫做丙烯酰胺的致癌物质。[5]这可以通过在较低温度下加热、添加天冬酰胺酶或注入二氧化碳来阻止。[4]。

在烹饪过程中,根据食物中的化学成分、温度、烹饪时间和空气的存在,美拉德反应可以产生数百种不同的风味化合物。反过来,这些化合物通常会分解形成更多新的风味化合物。多年来,香料科学家一直使用美拉德反应来制造人造香料。

1912年,梅拉德发表了一篇论文,描述了氨基酸和糖在高温下的反应。[1]1953年,美国农业部的化学家约翰·E·霍奇建立了美拉德反应的机制。[6][7]。

美拉德反应导致了食物中的许多颜色和味道,例如各种肉类在烤或烤时会变棕色,炸洋葱中会有褐变和鲜味,还有咖啡烘焙。它有助于烘焙食品的深色外壳,法式薯条和其他薯片的金棕色,麦芽威士忌和啤酒中发现的麦芽大麦的颜色和味道,以及干牛奶和炼乳、Dulce de leche、斯里兰卡糖果牛奶太妃糖、黑蒜、巧克力和烤花生的颜色和味道。

6-乙酰基-2,3,4,5-四氢吡啶对面包、爆米花和玉米饼等烘焙食品中存在的饼干或饼干一样的味道负责。结构上相关的化合物2-乙酰基-1-吡咯啉有类似的气味,也是在不加热的情况下自然产生的,给各种熟饭和药草熊猫(Pandanus Amaryllifolius)带来了典型的气味。这两种化合物的气味阈值都低于0.06 ng/l。

烤肉或烤肉时发生的褐变反应很复杂,主要是美拉德褐变[9],还有其他化学反应的影响,包括肌肉蛋白肌红蛋白的四吡咯环的分解。

焦糖化是与美拉德褐化完全不同的过程,尽管这两个过程的结果有时与肉眼(和味蕾)相似。焦糖有时可能会导致发生美拉德反应的同一种食物的褐变,但这两个过程是不同的。它们都是通过加热促进的,但如上所述,美拉德反应涉及氨基酸,而焦糖作用只是某些糖的热解。

在制作青贮饲料的过程中,过高的热量会导致美拉德反应的发生,这会减少以青贮饲料为食的动物所能获得的能量和蛋白质的数量。

糖的羰基与氨基酸的氨基反应,生成N-取代的糖胺和水。

开链Amadori产物进一步脱水和脱氨,生成二羰基。[11]这是一种至关重要的中间体。

丙烯酰胺是一种可能的人类致癌物[13],可作为还原糖和氨基酸(特别是天冬酰胺)发生美拉德反应的副产物,这两种氨基酸都存在于大多数食品中。[14][15]。

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