美拉德反应在肉味香精中的应用

青岛农业大学 《风味化学》课程论文 论文 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目:美拉德反应在肉类香精中的应用 学生专业班级: 11级质检四班 学生姓名(学号):朱蒙恩(20110224) 指导教师: 郭丽萍 完成时间: 2012-10-15 2012 年 10 月 15 日 1 美拉德反应在肉类香精中的作用 【摘要】:对美拉德反应的原理、肉类香精生成原理、美拉德反应在肉类香精中的应用以及影响因素作了全面综述,以推动美拉德反应技术在香精生产中的应用。 【关键词】:美拉德反应;肉类香精;香精 Abstract:It were reviewed that Maillard reaction theory,the formation mechanism of meat flavor,the application and the effect factors of Maillard reaction in meat flavor,in order to introduce Maillard reaction use in meat flavor industry. Key words::Maillard reaction ; meat flavor ; flavor 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,具有调配技术无可比拟的作用。 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。 一.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(non-enzimic browning)[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]。 初级美拉德反应阶段 初级Maillard反应包括还原糖的羰基与氨基酸或蛋白质中的游离氨基二者之间进行缩合。缩合物迅速失去一分子水转变为希夫碱( Schiff Base),再经环化形成相对应的N-取代的葡基胺,然后又经过阿马多利(Amadori)分子重排转变成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖,这一步包含由醛糖转变到酮糖衍生物。初级Maillard反应不引起褐变,其中关键步骤是阿马多利重排, Amadori重排产物(Amadori rearrangement product,ARP)1-氨基-1-脱氧-2-酮糖是极为重要的不挥发的香味前驱物。 中级美拉德反应阶段 Amadori (或heyns) 化合物在中间阶段所进行的反应,主要经由三种途径,一是在酸性条件下进行1,2-烯醇化反应生成羟甲基呋喃醛或呋喃醛,此为主要路径。二是碱性条件下进行2,3 -烯醇化反应,产生还原酮类及去氢还原酮类,再继续进行分裂反应形成含羰基及含双羰基化合物,以进行最后阶段的反 应;或是与氨基进行Strecker 分解反应产生Strecker 醛类。第三路径则是在高温下进行分裂反应。 终级美拉德反应阶段 此阶段最为复杂,简而言之,中间阶段的产物与含氨基化合物进行醛基–氨基聚合反应产生黑褐色的类黑精色素。带有熟肉特征性的香气化合物也在此阶段产生,这已引起了风味化学家的特殊兴趣。伴随美拉德反应产生二羰基化合物的一个重要的辅助反应是氨基酸斯特勒克降解反应。氨基酸经脱羧脱氨基形成醛,而二羰基化合物转化为a–氨基酮或氨基醇。如果氨基酸是半胱氨酸,斯特勒克降解也可导致硫化氢、氨及乙醛的形成。这些化合物以及由美拉德反应产生的羰基化合物,为进一步风味形成反应提供了丰富的中间产物。并产生很重要的风味化合物,包括呋喃、吡嗪、吡咯、呃唑、噻吩及其它杂环化合物。由核糖和半胱氨酸产生的含硫化合物对肉类特征香气似乎更重要。肉中的核糖主要来源于次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸) 和其它的核糖核苷酸。 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。 二..影响美拉德反应的因素[4~6] 糖的结构、种类及含量 α、β不饱和醛>α-双羰基化合物>酮;五碳糖(核糖>阿拉伯糖>木糖)>六碳糖(半乳糖>甘露糖>葡萄糖);单糖>双糖(如蔗糖,分子比较大,反应缓慢);还原糖含量与褐变成正比。 基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、胺类) 胺类>氨基酸;含S-S,S-H不易褐变;有吲哚,苯环易褐变;碱性氨基酸易褐变;氨基在ε-位或在末端者,比α-位易褐变。 pH值 pH3-9范围内,随着pH上升,褐变上升;pH≤3时,褐变反应程度较轻微; pH在7.8-9.2范围内,褐变较严重。 反应物浓度(水分含量) 10%~15%(H2O)时,褐变易进行;5%~10%(H2O)时,多数褐变难进行; 5%<(H2O)时,脂肪氧化加快,褐变加快。 温度 若△t=10℃,则褐变速度差△v相差3~5倍。一般来讲:t>30℃时,褐变较快;t<20℃时,褐变较慢;t<10℃时,可较好地控制或防止褐变地发生。 金属离子 Fe(Fe+3> Fe+2);Cu催化还原酮的氧化;Na+对褐变无影响。Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。 亚硫酸盐SO2和亚硫酸盐是最广泛用于抑制褐变的化学物质。 三.肉味形成的机理 肉类香味的前体物质 生肉是没有香味的,只有在蒸馏和焙烤时才会有香味。在加热过程中,肉内各种组织成分间发生一系列复杂变化,产生了挥发性香味物质,目前有lOOO多种肉类挥发性成分被鉴定出来,主要包括:内酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物和硫化物。大致研究标明形成这些香味的前体物质主要是水溶性的糖类和含氨基酸化合物以及磷脂和三甘酯等类脂物质。 肉在加热过程中瘦肉组织赋予肉类香味,而脂肪组织赋予肉制品特有风味,如果从各种肉中除去脂肪则肉之香味是一致的没有差别[8]。 美拉德反应与肉昧化合物 并不是所有的美拉德反应都能形成肉味化合物,但在肉味化合物的形成过程中,美拉德反应起着很重要的作用。肉味化合物主要有N.S.0一杂环化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、毗啶和环乙烯硫醚等低分子量前体物质。其中吡嗪是一些主要的挥发性物质。 另外,在美拉德反应产物中,硫化物占有重要地位。若从加热肉类的挥发性成分中除去硫化物,则形成的肉香味几乎消失[3]。 肉香味物质可以通过以下途径分类即氨基酸类(半胱、胱氨酸类)通过Maillard 和Strecker降低反应产生的。 糖类、氨基酸类、脂类通过降解产生肉味。 脂类(脂肪酸类)通过氧化、水解、脱水脱羧产生肉香味。 硫胺产生肉香味。 硫化氢硫醇与其他组分反应产生肉香味。 核糖核苷酸类、核糖一5一磷酸酯呋喃醇酮通过硫化氢反应产生肉香味。 可见,杂环化合物来源于一个复杂的反应体系,而肉类香气的形成过程中,美拉德反应对许多肉香味物质的形成起了重要作用[9]。 氨基酸种类对肉香味物质的影响 对牛肉加热前后浸出物中氨基酸组分分析,加热后有变化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等,这些氨基酸在加热过程中与糖反应产生肉香味物质。吡嗪类是加热渗出物特别重要的一组挥发性成分,约占50%。另外从生成的重要挥发性肉味化合物结构分析,牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等,是产生牛肉香气不可少的前体化合物。 半胱氨酸及其他含硫化合物。 半胱氨酸产生强烈的肉香味,胱氨酸味道差,蛋氨酸产生土豆样风味,谷胱氨酸产生出较好的肉味。 当加热半胱氨酸与还原糖的混合物时,便得到一种刺激性“生”味,如有其他氨基酸混合物存在的话,可得到更完全和完美的风味,蛋白水解物对此很合适。还原糖对肉类香味物质的影响 对于反应来说,多糖是无效的,双糖主指蔗糖和麦芽糖,其产生的风味差,单糖具有还原力,包括戊糖和己糖。研究标明,单糖中戊糖的反应性比己糖强,且戊糖中核糖反应性最强,其次是阿拉伯糖、木糖。由于葡萄糖和木糖,廉价易 得,一反应性好,所以常用葡萄糖和木糖作为美拉德反应原料。 环境因素对反应的影响[1] 牛肉香精、需要较长的时间和更浓的反应溶液。 猪肉和鸡肉香精,需较短加热时间,较稀的反应溶液,较低的反应温度。反应混合物pH值低于7(最好在2~6)反应效果较好;pH大于7时,由于反应速度较快而难以控制,且风味也较差。 不同种类的氨基酸比不同种类的糖类对加热反应生成的香味特征更有显著影响。同种氨基酸与不同种类的糖,产生的香气也不同。 加热方式不同,如“煮"、“蒸’’、“烧”,烹调方式,同样的反应物质产生不同香味。 四.肉类香精的生产 从1960年开始,就有研究利用各种单体香精经过调和生产肉类香精,但由于各种熟肉香型的特征十分复杂,这些调和香精很难达到与熟肉香味逼真的水平,所以对肉类香气前体物质的研究和利用受到人们的重视。 利用前体物质制备肉味香精,主要是以糖类和含硫氨基酸如半胱氨酸为基础,通过加热时所发生的反应,包括脂肪酸的氧化、分解、糖和氨基酸热降解、羰氨反应及各种生成物的二次或三次反应等。所形成的肉味香精成分有数百种。以这些物质为基础,通过调和可制成具有不同特征的肉味香精[3]。 美拉德反应所形成的肉味香精无论从原料还是过程均可以视为天然,所以所得肉味香精可以视为天然香精。 参考文献: [1]魏冰.Maillard反应在肉味香精生产中的应用『J』.北京轻工业学院学 报,2000,(3):21—23. [2]汪秋安.利用美拉德反应制备(上接第36页)肉类香味料[J].广西轻工 业,2002,(1):14—15. [3]蔡秒颜,李冰,袁向华.肉味香精研究概况[J].冷饮与速冻食品工业, 2002,(4):40一44. [4]高晓杉,魏力军.浅谈食品中碳水化合物在加热处理中的几种变化[J].食 品科技,2000,(1):61—63. [7]李林,卢家炯.亚硫酸盐抑制糖汁美拉德反应的研究[J].广西轻工业, 2001,(4):38—42. [6]张开诚.美拉德反应在微波食品中的应用[J].武汉工业学院学报,2000, (4):9-11. [8]丁耐克.食品风味化学[M].北京:中国轻工出版社,1996. [9]艾萍,张伟民.论述利用美拉德反应制备牛肉香精[J].中国调味品,2002, (7):32—35. 继续阅读