美拉德反应

一种非酶褐变现象
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美拉德反应亦称非酶棕色化反应，是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变。指的是含氨基的化合物和羰基化合物在常温或加热时发生的聚合、缩合等反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，故又称羰氨反应（1912年法国化学家L.C.Maillard提出）。该反应对食品的色泽、风味及营养均有重要影响，因此在烘焙、咖啡加工、肉类加工、香精生产与酿酒等领域应用广泛。有研究表明，用多种氨基酸的混合物与糖反应的产物效果好于单一氨基酸的反应产物，它对提高白肋烟的质量有较明显的作用。[1]此外，该反应还与生物体的生理和病理过程有关，因此在国际上也是一个热门的研究领域。产物的形成以及反应条件（如温度、时间、浓度、含水量、pH、盐度）对反应有重要影响。[2][3]

发现历史

1908年，A.R.Ling曾发现甘氨酸和葡萄糖混合液共热时会形成褐色的类黑精，并可以闻到香气。1912年，法国科学家美拉德（1878~1936，L.C.Maillard）发现该现象。1953年，霍奇（J.E.Hodge）等人经总结归纳，把氨基化合物（如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸）和羰基化合物（如还原糖、脂质、醛、酮、多酚、抗坏血酸以及类固醇等）之间的一类复杂化学反应正式命名为Maillard反应（Maillard Reaction）或羰-氨反应（Amino－carbonyl Reaction）。因其最终产物主要是棕色的类黑素，且无需酶的参与所以亦被称为类黑素反应（Melanoidin Reaction）或非酶褐变反应（Non-enzymatic Browning Reaction）。1995年，Tressl等人进一步发展和修订了Hodge的理论。[4][5]

反应原理

在经典的美拉德反应中，美拉德反应机理分为初期、中期和末期三个阶段，醛或酮[tóng]（例如葡萄糖、丙酮等）与氨基化合物（例如氨、胺和氨基酸等）在高温下共同反应，形成一系列的中间化合物和终产物。热反应和长时间储藏都可以促使Maillard反应形成。其反应机理可以分为三个阶段: