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美拉德反應
一種非酶褐變現象
基本信息
| 中文名 | 美拉德反應 |
| 外文名 | Maillard reaction |
| 別名 | 非酶棕色化反應 羰胺反應 |
| 提出者 | 法國化學(xué)家L.C.Maillard |
| 提出時(shí)間 | 1912年 |
| 適用領(lǐng)域 | 食品工業(yè)、中藥炮制、煙草研制等 |
| 影響因素 | 底物、溫度、反應時(shí)間、pH等 |
收起
內容簡(jiǎn)介
將它應用于食品香精生產(chǎn)應用之中，國外研究比較多，國內研究應用很少，該技術(shù)在肉類(lèi)香精及煙草香精中有非常好的應用。所形成的香精具天然肉類(lèi)香精的逼真效果，具有調配技術(shù)無(wú)法比擬的作用。美拉德反應技術(shù)在香精領(lǐng)域中的應用打破了傳統的香精調配和生產(chǎn)工藝的范疇，是一全新的香精香料生產(chǎn)應用技術(shù)，值得大力研究和推廣，尤其在調味品行業(yè)。
1912年法國化學(xué)家Maillard發(fā)現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時(shí)形成褐色的物質(zhì)。后來(lái)人們發(fā)現這類(lèi)反應不僅影響食品的顏色，而且對其香味也有重要作用，并將此反應稱(chēng)為非酶褐變反應（nonenzymatic browning）。
研究歷史
早在1908年，A.R.Ling曾發(fā)現甘氨酸和葡萄糖混合液共熱時(shí)會(huì )形成褐色的類(lèi)黑精，并可以聞到香氣。1912年，法國科學(xué)家美拉德（1878~1936，L.C.Maillard）對該現象進(jìn)行了報道。
1953年，霍奇（J.E.Hodge）等人經(jīng)總結歸納，把氨基化合物（如蛋白質(zhì)、肽、胺、氨和氨基酸）和羰基化合物（如還原糖、脂質(zhì)、醛、酮、多酚、抗壞血酸以及類(lèi)固醇等）之間的一類(lèi)復雜化學(xué)反應正式命名為Maillard反應（Maillard Reaction）或羰-氨反應（Amino－carbonyl Reaction）。因其最終產(chǎn)物主要是棕色的類(lèi)黑素，且無(wú)需酶的參與所以亦被稱(chēng)為類(lèi)黑素反應（Melanoidin Reaction）或非酶褐變反應（Non-enzymatic Browning Reaction）。同年，Hodge提出了Maillard反應模擬體系及其反應歷程框架，成為Maillard反應發(fā)展史中的一個(gè)重要里程碑。1995年，Tressl等人進(jìn)一步發(fā)展和修訂了Hodge的理論。隨后，Hodge等人對Maillard反應原理作了論述，提出了較完整Maillard反應原理。
自20世紀50年代后Maillard反應一直備受關(guān)注，60年代的研究集中在對其揮發(fā)性化合物的分離與鑒定。70年代和80年代初，Maillard反應的研究重點(diǎn)聚焦于模擬反應系統、反應條件以及生成的風(fēng)味化合物的分析研究。近年來(lái)，Maillard反應在中藥現代化和疾病生理等研究中成為新的研究熱點(diǎn)。Maillard反應自發(fā)現以來(lái)，在食品學(xué)、營(yíng)養學(xué)、香料化學(xué)、毒理學(xué)以及中藥學(xué)研究中成為經(jīng)久不衰的研究課題。目前，美拉德反應產(chǎn)物的生理活性和保健功能也引起了世界各國的高度重視，越來(lái)越多的研究結果顯示出美拉德反應與人類(lèi)自身的生命活動(dòng)密切相關(guān)。有關(guān)美拉德反應的研究非?；钴S，自1979年第1次美拉德反應國際大會(huì )以來(lái)，由國際美拉德協(xié)會(huì )（International Maillard Reaction Society）組織的系列會(huì )議已經(jīng)開(kāi)過(guò)10次，會(huì )議吸引了眾多的化學(xué)、生物學(xué)和醫學(xué)界的研究者參加。
反應機理
1953年Hodge對美拉德反應的機理提出了系統的解釋?zhuān)笾驴梢苑譃?階段。
最終階段
此階段反應復雜，機制尚不清楚，中間階段的產(chǎn)物與氨基化合物進(jìn)行醛基—氨基反應，最終生成類(lèi)黑精。美拉德反應產(chǎn)物除類(lèi)黑精外，還有一系列中間體還原酮及揮發(fā)性雜環(huán)化合物，所以并非美拉德反應的產(chǎn)物都是呈香成分。反應經(jīng)過(guò)復雜的歷程，最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)類(lèi)黑素。目前研究發(fā)現其與機體的生理和病理過(guò)程密切相關(guān)。越來(lái)越多的研究結果顯示出美拉德反應作為與人類(lèi)自身密切相關(guān)的研究具有重要的意義，目前研究焦點(diǎn)在蛋白質(zhì)交聯(lián)、類(lèi)黑素、動(dòng)力學(xué)以及丙烯酰胺，而這些方面在中藥炮制、制劑、藥理作用中處處可見(jiàn)。因此，隨著(zhù)現代科技的不斷進(jìn)步，相信美拉德反應的研究將可能成為中藥研究的新視角。
影響因素
Maillard反應機制相當復雜，不僅與參加反應的糖類(lèi)的羰基化合物及氨基酸等氨基化合物種類(lèi)有關(guān)，而且還與溫度及反應時(shí)間、水分活度和pH、金屬離子和化學(xué)試劑、輻照等外界因子有關(guān)。了解這些因素對Maillard反應的影響，有助于我們控制食品褐變，對食品工業(yè)具有重大的現實(shí)意義。
氨基酸和糖的種類(lèi)
糖是Maillard反應中必不可少的一類(lèi)物質(zhì)。有資料表明，單糖和ARP（Amadori Rearrangement Product）的喃喃或吡喃糖比其它形式的糖更能脫水。環(huán)狀ARP脫水后隨著(zhù)溫度的升高形成共軛產(chǎn)物，再經(jīng)過(guò)專(zhuān)一的再環(huán)化，可形成5、6、7環(huán)雜環(huán)化合物，而許多雜環(huán)類(lèi)化合物本身就是風(fēng)味物質(zhì)。有研究者認為隨著(zhù)環(huán)狀結構的增大，Maillard反應速度急劇降低。所以，在食品加工中可以人為的添加適量的糖，使形成誘人的風(fēng)味、色澤。
在美拉德反應中，參與反應的糖可以是雙糖、五碳糖和六碳糖?？捎玫碾p糖有乳糖和蔗糖；五碳糖有木糖、核糖和阿拉伯糖；六碳糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等。反應的速度為五碳糖>己醛糖>己酮糖>雙糖，開(kāi)環(huán)的核糖比環(huán)狀的核糖反應要快，因為開(kāi)環(huán)核糖更利于A(yíng)madori產(chǎn)物形成。有研究表明，Gly、Ala、Tyr、Asp等氨基酸于180℃和等量葡萄糖反應可產(chǎn)生焦糖香氣；而Val能產(chǎn)生巧克力香氣；His、Lys、Pro可產(chǎn)生烤面包香味；Phe則能產(chǎn)生一種特殊的紫羅蘭香氣；L－精氨酸，能產(chǎn)生烤蔗糖香氣、香味；L－蛋氨酸，能產(chǎn)生土豆香氣、香味；L－谷氨酸，能產(chǎn)生奶油糖果香氣、香味；L－亮氨酸，能產(chǎn)生烤干酪香氣、香味；L－異亮氨酸，能產(chǎn)生烤干酪香味。因此在加工過(guò)程中，我們可以利用氨基酸的這種性質(zhì)，將其和葡萄糖直接加入食品并熱處理，使食品產(chǎn)生宜人的風(fēng)味和色澤，以提高營(yíng)養和改善食品的風(fēng)味。
溫度和反應時(shí)間
溫度是美拉德反應當中最重要的影響因素之一，一般情況下，Maillard反應速度隨加工溫度的上升而加快，香味物質(zhì)也主要在較高溫度下反應形成的。一些低分子量的雜環(huán)化合物在高溫下有利于形成。其中吡喃環(huán)對熱敏感，開(kāi)環(huán)后使產(chǎn)物結合增加，然后再環(huán)化，從而形成新的碳環(huán)或雜環(huán)化合物，大多數是含有6、7、8個(gè)原子的芳香族化合物如苯、呋喃、噻唑、咪咯、吡咯、吡啶等。烯醇胺或α-氨基酸在高溫下也可縮合成吡嗪類(lèi)化合物。
若溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(cháng)，不僅使食品中營(yíng)養成分氨基酸和糖類(lèi)遭到破壞，而且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)，隨加工溫度的升高，其含量也越高。如花生、油脂等物料的焦化，以及在制作咸味香精膏體，如雞肉，牛肉，豆醬等膏體時(shí)都可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)，對食品安全造成影響；若溫度過(guò)低，反應比較緩慢，同時(shí)也會(huì )影響呈香風(fēng)味物質(zhì)的形成，達不到成品的風(fēng)味效果；所以，在香物香料的生產(chǎn)中如何控制反應溫度和時(shí)間使反應中生成更多的特征香味成分及在食品加工處理中預測并提供有效的控制點(diǎn)為避免生成致癌物質(zhì)將是近階段研究的一大熱點(diǎn)。
水分活度和pH
美拉德反應的強度很大程度上取決于介質(zhì)的水合作用，為達到最大的反應活性，一般要求食品水分含量在10%以上，通常為15%為好。在一定范圍內（10～25%），Maillard反應速度隨水分的增加有上升趨勢，完全干燥的食品難以發(fā)生Maillard反應；一般Maillard反應隨著(zhù)pH（3～10）上升呈上升趨勢，在偏酸性環(huán)境中，美拉德反應會(huì )被抑制，反應速率降低，吡嗪類(lèi)物質(zhì)難于形成。在強酸環(huán)境下，氨基處于質(zhì)子化狀態(tài)，使N-糖基化合物（葡基胺）難以形成，從而使反應難以進(jìn)行下去，因為在強酸條件下，N-葡萄糖胺容易被水解，而葡萄糖胺是Maillard特征風(fēng)味形成的前體物質(zhì)，這就導致呈香達不到預期效果；在偏堿性環(huán)境下，美拉德反應加速，反應物質(zhì)生成得很快，速度很難控制，因氨基酸是一類(lèi)兩性離子，它在堿性介質(zhì)中呈陰離子，此時(shí)氨基反應活性較強，易發(fā)生褐變反應。若用Maillard反應制備肉類(lèi)香精，水分活度在0.65～0.75最適宜，水分活度小于0.30或大于0.75反應很慢。
輻照的影響
輻照也可以引起Maillard的進(jìn)行，但是在輻照條件下的反應與加熱情況下有所不同。當非還原雙糖、蔗糖在加熱的條件下不產(chǎn)生褐色色素，但是在輻照的條件下有褐色物質(zhì)形成，它表明在輻照的情況下，蔗糖也出現了還原性。
在輻照時(shí)，糖類(lèi)參與反應的速度為蔗糖>果糖、阿拉伯糖、木糖>葡萄糖，但是在熱反應中，糖類(lèi)參與反應的速度是戊醛糖>庚醛糖刪掉>己酮糖>雙糖。這可能是因為輻照釋放出來(lái)的能量使糖苷鍵斷裂，從而釋放出羰基，進(jìn)一步與氨基化合物發(fā)生反應。
影響因素控制
美拉德反應的褐變初期是食品加工過(guò)程產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)中間體所必須的，但它對食品的保藏，品質(zhì)不利，這也是從事食品行業(yè)科研人員所必須研究去遏制的。為防止褐變可采用以下方法：（1）隔氧法，以阻止由于與氧接觸所發(fā)生的氧化反應；（2）降低溫度，Maillard反應是一個(gè)吸熱反應，隨著(zhù)溫度的增加，反應速率也隨之加快。一般溫度每升高10℃，反應速度提高3～5倍。有研究表明，在100℃得到的甘氨酸和葡萄糖色度，在56℃下要求反應250小時(shí)才能達到這個(gè)色度。因此，食品冷藏或低溫貯藏有利于抑制食品的褐變。（3）降低pH值和調節水分活度，在酸性條件下（pH<3.0）美拉德反應中的羰氨縮合是一個(gè)可逆過(guò)程，因為羰氨縮合過(guò)程中封閉了游離氨基酸，反應體系pH下降，因此堿性條件有利于反應的進(jìn)行。（4）添加酶或化學(xué)物質(zhì)，在干蛋白粉儲藏過(guò)程中由于賴(lài)氨酸與葡萄糖發(fā)生褐變導致成品失色，若預先添加葡萄糖氧化酶于蛋白粉中，使葡萄糖氧化成酸則可防止褐變。
反應產(chǎn)物的功能特性
抗氧化作用
科學(xué)研究表明，癌癥、衰老或其它疾病大都與過(guò)量自由基的產(chǎn)生有關(guān)聯(lián)。研究清除自由基、抗氧化可以有效克服其所帶來(lái)的危害，所以抗氧化被保健品、化妝品企業(yè)列為主要的研發(fā)方向之一，也是市場(chǎng)最重要的功能性訴求之一。眾多的研究資料表明，美拉德反應產(chǎn)物具有抗氧化活性。但是其抗氧化能力受多重因素的影響，如美拉德反應的底物、反應的溫度、反應時(shí)間、pH等。
抑菌作用
美拉德反應產(chǎn)物的抑菌作用已經(jīng)被研究的較多。有學(xué)者研究了沙蠶美拉德反應產(chǎn)物的水溶液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、綠膿桿菌、蠟質(zhì)芽抱桿菌、水稻紋枯菌、黃瓜枯萎病菌、白菜絲核菌和黑曲霉菌的體外抑制效果。結果顯示沙蠶與葡萄糖的美拉德反應產(chǎn)物沒(méi)有明顯抑菌效果，但是沙蠶與蔗糖的美拉德反應產(chǎn)物對大腸桿菌和蠟質(zhì)芽抱桿菌有很強的抑制效果，對其它的幾種菌也表現出一定的抑菌效果；另有研究發(fā)現，聚酞胺纖維素和木糖發(fā)生反應的美拉德反應產(chǎn)物不管是對革蘭氏陽(yáng)性細菌還是革蘭氏陰性細菌如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌都表現出很強的抑制效果；還有報道稱(chēng)，美拉德反應產(chǎn)物可以抑制嗜熱微生物一敏捷氣熱菌的生長(cháng)。因此，美拉德反應有望被應用于食品的保藏。
抗過(guò)敏作用
過(guò)敏，也稱(chēng)變態(tài)反應，指的是身體的免疫應答超出了正常范圍，對無(wú)害物質(zhì)進(jìn)行攻擊。過(guò)敏反應會(huì )對身體健康造成一定的傷害，尤其是當免疫系統對正常的身體組織和器官進(jìn)行攻擊和破壞時(shí)。含有氨基酸或蛋白質(zhì)和糖等組分的食品在適宜的條件下發(fā)生美拉德反應，反應的產(chǎn)物能減少食品的抗原性，并可能對引起過(guò)敏反應的關(guān)鍵位點(diǎn)進(jìn)行修飾。研究表明，核糖參與的美拉德反應產(chǎn)物具有顯著(zhù)的抗過(guò)敏作用。因此，特定的美拉德反應可以用于對一些強致敏性食物成分進(jìn)行改性，使它們的致敏性降低或消除。這一特性將使得美拉德反應在一些強致敏性食品的加工中具有廣泛的應用前景。
抗突變作用
除了抗菌，抗過(guò)敏功能以外，一些研究資料還表明，美拉德反應產(chǎn)物具有抗突變作用。有學(xué)者將焙烤可可豆的美拉德反應產(chǎn)物用于沙門(mén)氏菌，研究了該美拉德反應產(chǎn)物的抗菌，抗突變和清除自由基作用，結果表明，該美拉德反應產(chǎn)物確有抗菌，清除自由基及抗突變作用。
保護心血管健康
有學(xué)者研究了牛奶蛋白在美拉德反應和發(fā)酵的雙重作用下對心血管疾病的預防作用。以牛奶蛋白如濃縮乳清蛋白，酪蛋白酸鈉和乳糖發(fā)生反應制備美拉德反應產(chǎn)物，再經(jīng)發(fā)酵得到的水解產(chǎn)物具有很強的DPPH自由基清除能力，其抗氧化活性遠遠高于未經(jīng)任何處理的牛奶蛋白，而且發(fā)酵可以使美拉德反應產(chǎn)物的作用得到增強。同時(shí)，他們還驚喜地發(fā)現美拉德反應產(chǎn)物具有抗血栓形活性和抑制經(jīng)甲基戊二酸單酞輔酶A還原酶（HMGR）活性。多項指標均表明，美拉德反應產(chǎn)物及其發(fā)酵水解液可以有效地降低心血管疾病的風(fēng)險。這一結論將為美拉德反應產(chǎn)物用于預防心血管疾病的保健食品的開(kāi)發(fā)提供了理論基礎。
中藥研究中應用
Maillard反應可能普遍存在于中藥加熱提取或加工炮制過(guò)程中，是引起內在成分變化的共性途徑。某些中藥在加工前后氨基酸含量有很大變化，據推測可能發(fā)生了Maillard反應。加工過(guò)程產(chǎn)生的Maillard產(chǎn)物的生物活性，肯定對中藥功效的改變有影響，但目前化學(xué)家卻忽視了對該影響的研究，對此也引起其他中醫藥研究者的重視。中藥是一個(gè)復雜體系，發(fā)揮作用的有效成分除藥材本身已有的成分外，加工炮制、制劑工藝過(guò)程中內在成分之間會(huì )發(fā)生復雜的化學(xué)反應，以及所形成的反應產(chǎn)物都會(huì )直接或間接影響中藥整體功效的發(fā)揮。研究這些反應的特點(diǎn)，對于闡明中藥功效和確定活性成分具有重要意義。
Maillard產(chǎn)物的功能主要包括：抗氧化、抗突變、抗癌、抗衰老、抗自由基，從而能提高對細胞的保護作用，這些已被證實(shí)。Maillard產(chǎn)物的抗突變性與其抗氧化活性和還原能力有良好的相關(guān)性。紅參抗腫瘤的效果優(yōu)于白參，這與Maillard反應產(chǎn)物抗氧化、抗突變的結論相應。有的研究認為，其抗突變機理是清除致突變自由基和通過(guò)與致突變化學(xué)物結合而減少其致突變毒性。而且，Maillard產(chǎn)物保護髓系樹(shù)突狀細胞（MDC）抵抗氧嘧啶損傷實(shí)驗，證實(shí)Maillard產(chǎn)物的細胞保護功能。Maillard反應能生成一氧化碳、堿、黃酮類(lèi)等。組成不同、作用器官不同，藥性也不盡相同。因此，深入研究Maillard反應產(chǎn)物必將會(huì )完善中藥材的加工與炮制理論。
煙草研制中的應用
Science雜志2009年報道吸食低煙堿香煙不會(huì )降低有關(guān)疾病的發(fā)病率，而吸入的焦油量升高，則會(huì )增加患病的機率。因此，低焦煙的生產(chǎn)成為卷煙制造商十分關(guān)心的問(wèn)題。但一旦降低煙氣中焦油含量，會(huì )致使煙味不足和香味減弱。開(kāi)發(fā)低焦油且能彌補香味的損失和提高煙氣香味質(zhì)量至關(guān)重要。而Maillard反應能產(chǎn)生煙草協(xié)調香味，對提高香煙的特征香氣、掩蓋雜氣、減輕刺激、改善余味有較明顯的作用。因此Maillard反應在降低煙草尼古丁含量和增香中的應用研究廣受關(guān)注。
煙草在調制、陳化、加工、保存及燃吸中常常發(fā)生Maillard反應，其反應產(chǎn)物對煙草的顏色、香味起著(zhù)主要作用。自20世紀70年代以來(lái)，美國、日本、西德都已出現過(guò)以棕色化反應產(chǎn)物作為煙草增香劑的專(zhuān)利、文獻。最初，大多是以純氨基酸和還原糖或其他羰基化物（如異戊醛、丁二酮等）作為反應原料，以多元醇作為溶劑進(jìn)行反應的，后來(lái)發(fā)展了以多種氨基酸、天然蛋白質(zhì)代替單一氨基酸來(lái)進(jìn)行棕色化反應的文獻報道。有研究表明，用多種氨基酸的混合物與糖反應的產(chǎn)物效果好于單一氨基酸的反應產(chǎn)物，它對提高白肋煙的質(zhì)量有較明顯的作用。大量的研究顯示，Maillard反應產(chǎn)物可以作為一種天然的抗氧化劑。通過(guò)不同條件的優(yōu)化所獲得的Maillard反應產(chǎn)物可以在對煙草增香的同時(shí)，有效清除煙氣中出現的自由基，達到卷煙產(chǎn)品降焦減害的目的。具有抗氧化作用的Maillard反應產(chǎn)物在煙草中將具有良好的應用前景。
其他領(lǐng)域的應用
Maillard反應是伴隨飼料儲藏和加工過(guò)程中必然出現的一種現象。其負面影響是熱加工過(guò)程及成品和原料的長(cháng)期儲藏過(guò)程會(huì )致使營(yíng)養成分可利用率下降。關(guān)于正面作用方面，Maillard反應產(chǎn)物可以使飼料和食物具有理想的蒸煮風(fēng)味，有利于提高飼料的風(fēng)味和適口性。有關(guān)此方面有意義的研究資料貧乏，因此需要作進(jìn)一步的研究以利用飼料生產(chǎn)不可避免的加工過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)?？傊?，盡可能減少熱加工和縮短儲藏時(shí)間是克服Maillard反應負面影響的關(guān)鍵；另外，原料的選擇和混合對減少熱敏感組分進(jìn)一步發(fā)生營(yíng)養成分損失也很重要。
白酒釀造中的Maillard反應每時(shí)每刻都發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中，譬如制曲時(shí)產(chǎn)生的褐變、曲香，高溫堆積時(shí)產(chǎn)生的褐變、醅香。相對而言，窖內發(fā)酵后期就以Maillard反應為主。Maillard反應產(chǎn)物不僅是酒體香和味的微量物質(zhì)，同時(shí)也是其他香味物質(zhì)的前驅物質(zhì)。它富含含硫香味物質(zhì)，在香味成分中占有重要地位，凡是能釋放出硫化氫的物質(zhì)都可以成為含硫香味物質(zhì)的前體。中國白酒在釀造過(guò)程中，尤其是濃香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中，有少量硫化氫存在，它可能轉化為烷基硫醇、硫醚等，這些物質(zhì)含量高可呈雜味和異臭，但痕跡微量時(shí)可增強香味，使香氣更濃郁或進(jìn)一步轉化為含硫的雜環(huán)香味物質(zhì)。
可通過(guò)調整酒業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的制曲、釀造（蒸餾）、貯存、勾兌、包裝等工藝參數，對其科學(xué)原理進(jìn)行論證，從而提高酒的質(zhì)量、延長(cháng)低度酒貨架期、改善酒口感風(fēng)味，推動(dòng)酒業(yè)技術(shù)進(jìn)步，為酒業(yè)發(fā)展從理論上找到一些生產(chǎn)經(jīng)驗和規律的科學(xué)依據。
常用分析方法
Maillard反應產(chǎn)物及其復雜，前期對其成分的理論研究較少，導致在應用中更多停留在“經(jīng)驗”性上，即更多依靠感官（色、香和味）來(lái)定性，使其機理研究有一定難度。經(jīng)過(guò)科研工作者長(cháng)期不懈的努力，至今，已發(fā)展了多種Maillard產(chǎn)物分離提純和表征方法。分離提純方法有：薄層層析、超濾、凝膠柱層析、膜透析、超速離心、固相萃取、電泳等方法，其中薄層層析色譜和超濾最為常用。
薄層層析色譜是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一項重要實(shí)驗技術(shù)，常用于Maillard產(chǎn)物的分離和半定性分析。膜透析法是分離提純Maillard產(chǎn)物的一種簡(jiǎn)便而有效的方法。采用膜透析法能有效地將體系中未反應的原料和小分子產(chǎn)物除去，從而可以得到Maillard大分子產(chǎn)物。采用不同截留分子量的透析膜對Maillard大分子產(chǎn)物進(jìn)行透析，可以選擇性地得到不同分子量的產(chǎn)物，這樣能更準確地對其成分和結構進(jìn)行分析。
Maillard產(chǎn)物含量少且極不穩定，各種先進(jìn)的現代分析表征手段的引入對其形成機理、成分、分子結構乃至效用和性質(zhì)的研究起了重要的作用。已經(jīng)用于Maillard產(chǎn)物分析表征的手段有：氣相色譜－質(zhì)譜（GC-MS）以及液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）、體積排阻色譜，流動(dòng)注射分析法、發(fā)光光譜分析法、紫外光譜法、熒光光譜法、凝膠電泳、放射性同位素標記、紅外、凝膠滲透色譜（GPC）、元素分析（EA）、核磁共振等，這些方法都比較常用。近年來(lái)GC-MS、LC-MS、串聯(lián)質(zhì)譜和傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜等先進(jìn)分析手段的引進(jìn)，使得對Maillard產(chǎn)物的成分和性質(zhì)研究更進(jìn)一步深入。
相關(guān)影響
對食品的影響
①香氣和色澤的產(chǎn)生，美拉德反應能產(chǎn)生人們所需要或不需要的香氣和色澤。例如亮氨酸與葡萄糖在高溫下反應，能夠產(chǎn)生令人愉悅的面包香。而在板栗、魷魚(yú)等食品生產(chǎn)儲藏過(guò)程中和制糖生產(chǎn)中，就需要抑制美拉德反應以減少褐變的發(fā)生
②營(yíng)養價(jià)值的降低，美拉德反應發(fā)生后，氨基酸與糖結合造成了營(yíng)養成分的損失，蛋白質(zhì)與糖結合，結合產(chǎn)物不易被酶利用，營(yíng)養成分不被消化
④有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。
肉類(lèi)香味形成的機理
1、肉類(lèi)香味的前體物質(zhì)
生肉是沒(méi)有香味的，只有在蒸餾和焙烤時(shí)才會(huì )有香味。在加熱過(guò)程中，肉內各種組織成分間發(fā)生一系列復雜變化，產(chǎn)生了揮發(fā)性香味物質(zhì)，目前有1000多種肉類(lèi)揮發(fā)性成分被鑒定出來(lái)，主要包括：內酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物和硫化物。大致研究標明形成這些香味的前體物質(zhì)主要是水溶性的糖類(lèi)和含氨基酸化合物以及磷脂和三甘酯等類(lèi)脂物質(zhì)。肉在加熱過(guò)程中瘦肉組織賦予肉類(lèi)香味，而脂肪組織賦予肉制品特有風(fēng)味，如果從各種肉中除去脂肪則肉之香味是一致的沒(méi)有差別。
2、美拉德反應與肉味化合物
并不是所有的美拉德反應都能形成肉味化合物，但在肉味化合物的形成過(guò)程中，美拉德反應起著(zhù)很重要的作用。肉味化合物主要有N.S.O-雜環(huán)化合物和其他含硫成分，包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環(huán)乙烯硫醚等低分子量前體物質(zhì)。其中吡嗪是一些主要的揮發(fā)性物質(zhì)。另外，在美拉德反應產(chǎn)物中，硫化物占有重要地位。若從加熱肉類(lèi)的揮發(fā)性成分中除去硫化物，則形成的肉香味幾乎消失。肉香味物質(zhì)可以通過(guò)以下途徑分類(lèi)即氨基酸類(lèi)（半胱、胱氨酸類(lèi)）通過(guò)Maillard和Strecker降低反應產(chǎn)生的。糖類(lèi)、氨基酸類(lèi)、脂類(lèi)通過(guò)降解產(chǎn)生肉香味。脂類(lèi)（脂肪酸類(lèi)）通過(guò)氧化、水解、脫水、脫羧產(chǎn)生肉香味。硫胺產(chǎn)生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產(chǎn)生肉香味。核糖核苷酸類(lèi)、核糖—5’—磷酸酯、甲基呋喃醇酮通過(guò)硫化氫反應產(chǎn)生肉香味?？梢?jiàn)，雜環(huán)化合物來(lái)源于一個(gè)復雜的反應體系，而肉類(lèi)香氣的形成過(guò)程中，美拉德反應對許多肉香味物質(zhì)的形成起了重要作用。
3、氨基酸種類(lèi)對肉香味物質(zhì)的影響
對牛肉加熱前后浸出物中氨基酸組分分析，加熱后有變化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等，這些氨基酸在加熱過(guò)程中與糖反應產(chǎn)生肉香味物質(zhì)。吡嗪類(lèi)是加熱滲出物特別重要的一組揮發(fā)性成分，約占50%。另外從生成的重要揮發(fā)性肉味化合物結構分析，牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等，是產(chǎn)生牛肉香氣不可少的前體化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸產(chǎn)生強烈的肉香味，胱氨酸味道差，蛋氨酸產(chǎn)生土豆樣風(fēng)味，谷胱氨酸產(chǎn)生出較好的肉味。當加熱半胱氨酸與還原糖的混合物時(shí)，便得到一種刺激性“生”味，如有其他氨基酸混合物存在的話(huà)，可得到更完全和完美的風(fēng)味，蛋白水解物對此很合適。
4、還原糖對肉類(lèi)香味物質(zhì)的影響
對于反應來(lái)說(shuō)，多糖是無(wú)效的，雙糖主要指蔗糖和麥芽糖，其產(chǎn)生的風(fēng)味差，單糖具有還原力，包括戊糖和己糖。研究標明，單糖中戊糖的反應性比己糖強，且戊糖中核糖反應性最強，其次是阿拉伯糖、木糖。由于葡萄糖和木糖，廉價(jià)易得，一反應性好，所以常用葡萄糖和木糖作為美拉德反應原料。
5、環(huán)境因素對反應的影響
牛肉香精、需要較長(cháng)的時(shí)間和更濃的反應溶液。豬肉和雞肉香精，需較短加熱時(shí)間，較稀的反應溶液，較低的反應溫度。反應混合物pH值低于7（最好在2～6）反應效果較好；pH大于7時(shí)，由于反應速度較快而難以控制，且風(fēng)味也較差。不同種類(lèi)的氨基酸比不同種類(lèi)的糖類(lèi)對加熱反應生成的香味特征更有顯著(zhù)影響。同種氨基酸與不同種類(lèi)的糖，產(chǎn)生的香氣也不同。加熱方式不同，如“煮”、“蒸”、“燒”，不同烹調方式，同樣的反應物質(zhì)產(chǎn)生不同香味。
生產(chǎn)方法
從1960年開(kāi)始，就有研究利用各種單體香精經(jīng)過(guò)調和生產(chǎn)肉類(lèi)香精，但由于各種熟肉香型的特征十分復雜，這些調和香精很難達到與熟肉香味逼真的水平，所以對肉類(lèi)香氣前體物質(zhì)的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質(zhì)制備肉味香精，主要是以糖類(lèi)和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎，通過(guò)加熱時(shí)所發(fā)生的反應，包括脂肪酸的氧化、分解、糖和氨基酸熱降解、羰氨反應及各種生成物的二次或三次反應等。所形成的肉味香精成分有數百種。以這些物質(zhì)為基礎，通過(guò)調和可制成具有不同特征的肉味香精。美拉德反應所形成的肉味香精無(wú)論從原料還是過(guò)程均可以視為天然，所以所得肉味香精可以視為天然香精。
中藥炮制
說(shuō)明
美拉德反應的產(chǎn)物是棕色的，也被稱(chēng)為褐變反應。反應物中羰基化合物包括醛、酮、還原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白質(zhì)、胺、肽。由于該反應的結果能使食品顏色加深并賦予食品一定的風(fēng)味。比如面包外皮的金黃色、紅燒肉的褐色及濃郁的香味，很大程度上都是由于美拉德反應的結果。這些變化在中藥炮制過(guò)程中也處處可見(jiàn)。因此，可將美拉德反應的概念引入中藥炮制領(lǐng)域。
過(guò)程
復方的化學(xué)成分，特別是有效成分是其發(fā)揮藥效的主要物質(zhì)基礎，與美拉德反應關(guān)系密切。研究方劑配伍前后化學(xué)組成的變化、新物質(zhì)的形成和藥效的差異，對于明確復方制劑的藥理、選擇制劑質(zhì)量標準的指標體系、規范制劑工藝、保證新藥的安全性和穩定性有重要意義。復方配伍的物質(zhì)基礎變化可能主要在于美拉德產(chǎn)物——黑色絡(luò )合物。類(lèi)黑素是美拉德產(chǎn)物，其產(chǎn)生與美拉德反應前體物質(zhì)或Vc含量、pH值、水分活度、氧氣濃度和溫度密切相關(guān)。有氧存在時(shí)，非酶褐變反應速度會(huì )大大增加，但是生成類(lèi)黑素的量還取決于還原糖和氨基酸的濃度，因此在中藥煎煮過(guò)程中能生成較多的類(lèi)黑素導致褐色變。羰氨反應與Vc氧化褐變作用具有共同的中間產(chǎn)物，Vc氧化成脫氫Vc后與氨基酸反應生成褐色素。加熱加速Vc氧化和蛋白質(zhì)分解，從而加速了美拉德反應與Vc褐變反應，這可能是導致加熱后中藥制劑色澤變深的原因。氧氣和加熱都極易使Vc氧化破壞，表明褐變與Vc氧化有密切關(guān)系。類(lèi)黑素是還原性膠體，具有較強的抗突變活性。有的研究認為，其抗突變機理是清除致突變自由基和通過(guò)與致突變化學(xué)物結合而減少其致突變毒性。復方化學(xué)組成不是一個(gè)或幾個(gè)單體的機械總和，其藥效也不是一個(gè)或幾個(gè)單體的藥效的機械總和。因此，復方制劑中出現美拉德反應的黑色絡(luò )合物及其相關(guān)藥效將可能成為復方制劑研究的重點(diǎn)。
中藥劑型是藥物的藥效在人體內實(shí)現的載體，任何藥物都有其特定的劑型。由于劑型的不同，對制備加工條件的要求也不盡相同，可能會(huì )發(fā)生不同的美拉德反應，這必然會(huì )影響復方制劑的物質(zhì)基礎、藥效、藥代動(dòng)力學(xué)、毒副作用等。中醫方劑配伍不僅指藥物組成，還指藥物劑量的變化。方中藥物不變、劑量改變，也會(huì )引起配伍關(guān)系的變化，以至影響整個(gè)復方制劑中美拉德反應的產(chǎn)物。長(cháng)期以來(lái)，臨床對于方劑配伍的劑量選擇帶有不同程度的主觀(guān)性和隨意性。因此，研究復方的配伍劑型、劑量與美拉德反應的量效關(guān)系不僅可為臨床用藥提供科學(xué)依據，還可對新藥研發(fā)中處方劑型和劑量的確定有著(zhù)重要的指導價(jià)值。美拉德反應的黑色物質(zhì)——中藥藥理作用的新視角（1）美拉德反應的黑色物質(zhì)的吸附作用
美拉德反應的黑色物質(zhì)有很強的吸附、運送功能，且在人體的細胞組織和新陳代謝過(guò)程中也起著(zhù)很重要的作用。這些黑色物質(zhì)在人體內經(jīng)過(guò)酶的活化后，可能具有很強吸附病毒、細菌和體內代謝產(chǎn)物的作用，從而調整機體內環(huán)境的紊亂，達到陰平陽(yáng)謐。因此要闡明復方制劑的物質(zhì)基礎，不應停留在對體外成分變化的研究上，更重要的是研究其進(jìn)入體內后美拉德反應黑色產(chǎn)物間的相互作用，以及活性成分的轉化、吸收、轉運、分布、代謝、解毒等各個(gè)環(huán)節的影響。
（2）美拉德反應的黑色物質(zhì)的細胞保護作用
美拉德產(chǎn)物的功能主要包括：抗氧化、抗突變、抗癌、抗衰老、抗自由基，從而能提高對細胞的保護作用，這些已被證實(shí)。美拉德產(chǎn)物的抗突變性與其抗氧化活性和還原能力有良好的相關(guān)性。紅參抗腫瘤的效果優(yōu)于白參，這與美拉德反應產(chǎn)物抗氧化、抗突變的結論相應。而且，美拉德產(chǎn)物保護MDC細胞抵抗氧嘧啶損傷實(shí)驗，證實(shí)美拉德產(chǎn)物的細胞保護功能。美拉德反應能生成一氧化碳、堿、黃酮類(lèi)等從組成不同、作用器官不同、結果不同，體現其對藥性的影響。因此，深入研究美拉德反應產(chǎn)物必將完善中藥材的加工與炮制理論。
作用
用于中醫藥理的研究，而忽視古典哲學(xué)理論的指導作用，必將不利于中醫藥理的發(fā)展。因此要實(shí)現中醫藥理的可持續發(fā)展，讓中醫走向世界，就應從其淵源上來(lái)解決中醫藥理發(fā)展緩慢的問(wèn)題。打破試圖用西醫藥理理論來(lái)解釋中醫藥理，要大膽的設想，敢于創(chuàng )新，換一種思維模式，從一個(gè)嶄新的角度來(lái)考慮中醫藥理的基本內容，即在中醫古典哲學(xué)理論指導下，借助現代的科技，將美拉德反應引入中醫藥理學(xué)領(lǐng)域，從而構建一個(gè)全新的認知模式。美拉德反應黑色物質(zhì)的生物學(xué)效應將可能會(huì )為中藥藥理學(xué)帶來(lái)劃時(shí)代的意義，改變西醫傳統的受體和配體的理論，從根本上來(lái)闡明中藥藥理的具體機制，為中藥藥理學(xué)帶來(lái)一個(gè)純正的黑色時(shí)代。
展望
人們對美拉德反應已經(jīng)有了較為深入的認識，但是其反應相當復雜，對其反應機理和各中間產(chǎn)物的了解還不太清楚。而由于美拉德反應對食品、機體的生理和病理過(guò)程密切相關(guān)，越來(lái)越多的結果表明它作為與人類(lèi)自身密切相關(guān)的課題具有重要的研究意義。因此，需要在這個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展大量的研究，不斷挖掘其潛能，以便于開(kāi)拓其應用的領(lǐng)域。
參考資料
[1]
“抗糖化”真能帶來(lái)凍齡美肌嗎2020-06-10T11:56:55+08:00[引用日期2022-06-13 19:09:15]
[2]
“抗糖化”真能帶來(lái)凍齡美肌嗎2020-06-10T11:56:55+08:00[引用日期2022-06-14 10:09:48]
[3]
抗糖：健康生活方式竟成商家“忽悠”手段2019-10-15T08:13:55+08:00[引用日期2022-06-14 10:51:46]
[4]
“抗糖化”就能抗衰老，沒(méi)那么簡(jiǎn)單2022-04-24T17:12:16+08:00[引用日期2022-06-14 10:52:44]
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