现代食品科学技术2010, Vol.26, No.5 441 影响美拉德反应的几个因素（1.广东珠江桥生物科技有限公司，广东广州510100）（2.华南农业大学食品科学学院），广州, 广东 510642) 摘要：本文研究了加热温度、加热时间、反应体系 pH 值、5 种糖类和金属离子对美拉德显色反应的影响。实验表明，在一定条件下，温度越高、时间越长，美拉德反应的颜色越深，当pH低于7.0时反应不明显，当pH低于7.0时，美拉德反应速度加快。 pH 值大于 7.0。五种糖的反应活性为木糖、半乳糖、葡萄糖、果糖，蔗糖无明显反应。Fe 对美拉德反应的影响相对较小。关键词：美拉德反应；温度; PH值; 糖; 金属离子 文章编号：1673-9078 (2010) 5-441-444 1.Guangdong PRB Bio-Tech Co., Ltd., Guangzhou 510100, China) (2.College Food Science, South Chinese Agriculture University, Guangzhou 510642) 摘要：研究了温度、加热时间、pH、糖金属离子美拉德反应。结果显示正向加热时间加快。pH值低于7.0时几乎不发生美拉德反应，pH>7.0时加速。中国) 摘要：对温度、加热时间、pH、糖金属离子美拉德反应进行了研究。结果显示正向加热时间加快。pH值低于7.0时几乎不发生美拉德反应，pH>7.0时加速。中国) 摘要：对温度、加热时间、pH、糖金属离子美拉德反应进行了研究。结果显示正向加热时间加快。pH值低于7.0时几乎不发生美拉德反应，pH>7.0时加速。
美拉德反应是加工食品色素（如烘焙食品色素）和各种香精的重要来源，特别是在调味品的生产中。美拉德反应技术在香精领域的应用打破了传统香精配方和生产技术的范围，是一种全新的香精香料生产和应用技术。该技术在肉类香精和烟草香精中有很好的应用。所形成的香精具有天然肉香精的逼真效果，具有勾兑技术无可比拟的效果，在食品加工生产中具有特殊的意义。由于美拉德反应在反应和产物方面都可以被认为是天然的，因此这些芳香碱被国际权威机构认定为“天然”，因此其应用受到广泛关注。美拉德反应是一个非常复杂的化学过程。反应产物的过程、性质和结构受氨基酸和糖类的种类和性质的影响，还与反应过程中的水分、pH值、温度和时间、金属离子等有关。本文讨论了温度、加热时间、pH值、糖和金属离子对美拉德反应的影响。处理提供了有用的理论基础。赖氨酸是一种碱性必需氨基酸，其美拉德反应的色值与其他氨基酸相同[2,3]。在这项研究中，L-赖氨酸被选为碱性反应物。考虑到美拉德反应过程中pH值的变化，本研究采用一定的pH缓冲液作为反应体系。
1 试验材料和方法 1.1 试验材料 D-葡萄糖、L-赖氨酸、蔗糖、D-木糖、D-半乳糖、D-果糖均为生化试剂，四硼酸钠、氢氧化钠、氯化钾、氯钙、氯化镁、氯化亚铁、三氯化铁均为分析纯。实验用水为双蒸水。1.2 实验仪器 全自动双纯水蒸馏器、751分光光度计、精密pH计、水浴锅、FA2104分析天平、高压锅。1.3 实验方法 1.3.1 不同pH对反应的影响 根据参考，配制pH=5.0~12.0的缓冲溶液。称取适量的赖氨酸和葡萄糖，溶解在相应的pH缓冲液中，定容。氨基酸和葡萄糖的最终浓度均为 0。02 摩尔/升。Modern Food Science Technology2010, Vol.26, No.5 442 使用棕色 将瓶子存放在黑暗的地方以备后用。将一定量的反应液倒入带塞试管中，在100℃水浴中加热1次，反应完成后，加水冷却至25℃来测量它的吸光度。1.3.2 加热温度和时间对反应的影响 称取适量赖氨酸和葡萄糖，用相应的pH=10.0缓冲溶液稀释至0.02 mol/L。选择 80、90 和 100 三个温度分别保持 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟、150 和 180 分钟。将一定量的反应液倒入带塞试管中，在100℃水浴中加热1次，反应完成后，加水冷却至25℃来测量它的吸光度。1.3.2 加热温度和时间对反应的影响 称取适量赖氨酸和葡萄糖，用相应的pH=10.0缓冲溶液稀释至0.02 mol/L。选择 80、90 和 100 三个温度分别保持 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟、150 和 180 分钟。将一定量的反应液倒入带塞试管中，在100℃水浴中加热1次，反应完成后，加水冷却至25℃来测量它的吸光度。1.3.2 加热温度和时间对反应的影响 称取适量赖氨酸和葡萄糖，用相应的pH=10.0缓冲溶液稀释至0.02 mol/L。选择 80、90 和 100 三个温度分别保持 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟、150 和 180 分钟。2 加热温度和时间对反应的影响 称取适量赖氨酸和葡萄糖与相应的pH=10.0缓冲溶液，稀释至0.02 mol/L。选择 80、90 和 100 三个温度分别保持 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟、150 和 180 分钟。2 加热温度和时间对反应的影响 称取适量赖氨酸和葡萄糖与相应的pH=10.0缓冲溶液，稀释至0.02 mol/L。选择 80、90 和 100 三个温度分别保持 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟、150 和 180 分钟。
110和121两个温度分别保持10分钟、20分钟和30分钟三个时间段。冷却至25℃测吸光度，室温放置4℃测相应吸光度。1.3.3 赖氨酸与不同浓度、不同糖类的反应称取适量赖氨酸和pH=10.0的缓冲液稀释至0.1 mol/L。取糖溶液2 mL、4 mL、mL、8 mL分别加入4支试管中，然后每支试管中加入2 mL 0.1 mol/L赖氨酸溶液，最后加入一定量的缓冲溶液至使反应体系达到10.mL，调节pH=10.0，将试管置于100℃水浴中加热，40min后取出，冷却至25℃，测定吸光度。1.3. 4 金属离子对反应的影响 准确称取KCl和FeCl双蒸水至100 mL，得到0.01 mol/L的溶液。分别吸取溶液 5 mL 和 2.5 mL，用双蒸水稀释至 50 mL，制备 1 mmol/L 和 0.5 mmol/L 溶液。用pH=10.0缓冲液称取葡萄糖和赖氨酸至定容，得到0.02 mol/L氨基酸和葡萄糖反应液，取一定量反应液于带塞锥形瓶中，加入金属离子溶液（0.05 mL/10 mL反应液) 金属离子的添加量以世界卫生组织饮用水标准中的铁含量为准。
也做空白。调节 pH 至 10.0 并在 100 的水浴中加热 60 分钟。冷却至25℃后分别测定吸光度。1.3.5 色值测定 美拉德反应色值检测方法是在波长420 nm和490 nm处比色测定。本研究中，考虑到较深的色值，避免比色过程中因稀释引起的误差，采用490 nm比色测定。Fe在加热前测定一次，加热后测定值与加热前测定值之差作为最终吸光度。所有值均一式三份平均。结果与讨论 2.1 不同pH对反应的影响 可以看出，美拉德反应的吸光度在pH 5.0~7.0时趋于零，所以美拉德反应的色值在pH=5.0~7.0的酸性范围内趋于零。当pH>7.0时，吸光度明显增加，在pH=8.0和pH=10.0出现两个突变点，而pH=9.0~10.0变化相对较小，pH=11.0~12.0趋于稳定。pH对美拉德反应影响的原因一般认为是[7-9] (1)在酸性溶液中，由于氨基处于质子化状态，电子更容易离开C，因为带正电的n原子的吸引力，使葡萄糖胺不能形成。同时，羰胺缩合是一个可逆过程。在酸性条件下，羰胺缩合产物容易水解。在羰基胺缩合过程中，游离氨基被封闭，且反应体系的pH值降低，酸性条件不利于反应的继续进行。执行。
因此，在这种条件下，美拉德反应并不显着。(2)在碱性条件下，由于相邻n原子的影响，糖基上的电子密度增加，使1,2-烯醇化困难，所以在碱性介质中，一般进行2,3-烯醇化。. pH值对美拉德反应的影响 图1 影响pH值 美拉德反应 美拉德在碱性条件下促进颜色加深，对咸味香料的生产具有特殊意义。为了从反应中了解各种因素对美拉德反应的响应速度，我们选择pH=10.0体系作为实验反应条件，比较各种因素的影响程度。2.2 温度对反应的影响 温度和时间对美拉德反应的影响 2 影响Maillardreaction 可以看出在不同温度下加热相同时间的吸光度是不同的。总体而言，吸光度随温度和加热时间而增加。80 时吸光度较低，100 时吸光度明显增加。每次加热时100的吸光度约为1.5。Modern Food Science Technology2010, Vol.26, No.5 443 是 90 的 1.5。随着加热时间的延长，吸光度的差异变得更加显着。表明低于100时，反应温度越高，反应越剧烈，时间越长，颜色越深。吸光度较低，100 处吸光度明显增加。每次加热时100的吸光度约为1.5。Modern Food Science Technology2010, Vol.26, No.5 443 是 90 的 1.5。随着加热时间的延长，吸光度的差异变得更加显着。表明低于100时，反应温度越高，反应越剧烈，时间越长，颜色越深。吸光度较低，100 处吸光度明显增加。每次加热时100的吸光度约为1.5。Modern Food Science Technology2010, Vol.26, No.5 443 是 90 的 1.5。随着加热时间的延长，吸光度的差异变得更加显着。表明低于100时，反应温度越高，反应越剧烈，时间越长，颜色越深。
当温度高于100℃时，同一时间加热的吸光度大于常压加热。110加热10 min可相当于90加热180 min所得产物的吸光度大于100 30min。121 10 分钟大于 90 180 分钟 90 分钟。121 加热 30 分钟和 100 加热 180 分钟的吸光度相似。因此，加热后吸光度的变化大于 100。 图 3 加热处理后的吸光度变化 将反应液冷却至室温放置，测定其吸光度为 4。结果如图 3 所示。反应液在不同温度下，静置4 ℃后吸光度下降。美拉德反应在一定温度下冷却，并且反应没有结束。美拉德反应产物及其中间产物的组成很复杂。在本实验条件下，加热后吸光度仍在变化。可能是美拉德反应的中间产物继续反应或重排，产生吸光度。显示少量漂移。2.3 不同糖和浓度对反应的影响 可以看出，除蔗糖外，吸光度随糖浓度的增加而增加，说明在此范围内[c(sugar):c(lysine)=1:1 ~4:1 )] 增加糖浓度可以促进美拉德反应。蔗糖是一种非还原糖，不含游离羰基，因此在实验条件下不表现出与氨基酸的反应性。美拉德反应产物及其中间产物的组成很复杂。在本实验条件下，加热后吸光度仍在变化。可能是美拉德反应的中间产物继续反应或重排，产生吸光度。显示少量漂移。2.3 不同糖和浓度对反应的影响 可以看出，除蔗糖外，吸光度随糖浓度的增加而增加，说明在此范围内[c(sugar):c(lysine)=1:1 ~4:1 )] 增加糖浓度可以促进美拉德反应。蔗糖是一种非还原糖，不含游离羰基，因此在实验条件下不表现出与氨基酸的反应性。美拉德反应产物及其中间产物的组成很复杂。在本实验条件下，加热后吸光度仍在变化。可能是美拉德反应的中间产物继续反应或重排，产生吸光度。显示少量漂移。2.3 不同糖和浓度对反应的影响 可以看出，除蔗糖外，吸光度随糖浓度的增加而增加，说明在此范围内[c(sugar):c(lysine)=1:1 ~4:1 )] 增加糖浓度可以促进美拉德反应。蔗糖是一种非还原糖，不含游离羰基，因此在实验条件下不表现出与氨基酸的反应性。
对于不同的糖，它们与赖氨酸的活性顺序为：木糖>半乳糖>葡萄糖>果糖>蔗糖。据介绍，五碳糖的褐变速度是六碳糖的10倍。五碳糖在还原单糖中的褐变速度为：核糖>阿拉伯糖>木糖，六碳糖的顺序为：半乳糖>甘露糖>葡萄糖。还原性二糖分子量大，反应速度慢[10]，与结果一致。木糖是一种五碳糖。与六碳糖相比，它的碳链更短，碳框架的位阻效应小，因此活性大[11]。葡萄糖属于醛糖，果糖属于酮糖，醛糖比酮糖更容易反应，因为醛糖末端基团的空间位阻作用较小，更容易与氨基酸发生反应[12]。因此，葡萄糖的活性大于果糖。糖对美拉德反应的影响 图4 美拉德反应的影响 2.4 金属离子对美拉德反应的影响 图5 金属离子对美拉德反应的影响 显示了加入5 个金属离子后美拉德反应的颜色变化。在金属离子浓度为0.005 mmol/L时吸光度达到最大值，然后略有下降。有报道铁和亚铁离子可以促进美拉德反应，钙和镁离子可以减缓美拉德反应，钾和钠离子对美拉德反应影响不大[13]。
在这个浓度范围内，铁离子促进了美拉德反应，而铁离子促进了反应颜色的加深，可能是因为反应过程中铁离子可以促进反应。据报道，一些金属离子通过形成络合物促进席夫碱的形成[14]，这可能是铁离子促进反应的原因之一。当金属离子浓度大于 0.005 mmol/L 时，Ca 对反应颜色的抑制作用更大。据报道，钙可以与氨基酸结合成为无活性的化合物[15]，从而抑制氨基酸与羰基的结合。Mg 的强抑制作用可能是由于镁-氨基酸结合化合物比钙-氨基酸结合化合物的稳定性更强。当金属离子浓度大于0.005 mmol/L时，反应的色值与没有金属离子时的色值差异较小，随着金属离子浓度的增加，颜色更接近对照。当金属离子浓度为0.01 mmol/L时，两者的吸光度几乎相同，可能是K没有与反应物结合，即使结合了，对反应进程的影响也较小。可以看出，在实验条件下，一定浓度的K对美拉德反应影响不大。金属离子对美拉德反应的影响很大程度上取决于金属离子的种类，影响程度在反应的不同阶段有所不同。并且随着金属离子浓度的增加，颜色更接近于对照。当金属离子浓度为0.01 mmol/L时，两者的吸光度几乎相同，可能是K没有与反应物结合，即使结合了，对反应进程的影响也较小。可以看出，在实验条件下，一定浓度的K对美拉德反应影响不大。金属离子对美拉德反应的影响很大程度上取决于金属离子的种类，影响程度在反应的不同阶段有所不同。并且随着金属离子浓度的增加，颜色更接近于对照。当金属离子浓度为0.01 mmol/L时，两者的吸光度几乎相同，可能是K没有与反应物结合，即使结合了，对反应进程的影响也较小。可以看出，在实验条件下，一定浓度的K对美拉德反应影响不大。金属离子对美拉德反应的影响很大程度上取决于金属离子的种类，影响程度在反应的不同阶段有所不同。对反应进程的影响较小。可以看出，在实验条件下，一定浓度的K对美拉德反应影响不大。金属离子对美拉德反应的影响很大程度上取决于金属离子的种类，影响程度在反应的不同阶段有所不同。对反应进程的影响较小。可以看出，在实验条件下，一定浓度的K对美拉德反应影响不大。金属离子对美拉德反应的影响很大程度上取决于金属离子的种类，影响程度在反应的不同阶段有所不同。
根据 Gomyo 和 Horikoshi [16]，在不同离子的存在下，美拉德反应中类黑素的聚集受到抑制。Fallico Ames[17]等研究表明，铁离子对半胱氨酸的美拉德反应模型体系影响很小，这与我们的结果不一致，可能是由于反应体系不同。E Lim[18] 在美拉德反应模型体系中加入 Fe 等金属离子，结果表明在金属离子，尤其是亚铁离子和二价铜离子的存在下，褐变趋于加速，这与我们的结果一致. 匹配。结论 由于美拉德反应的复杂性，不同的反应体系有不同的结果。本实验采用固定 pH 系统研究美拉德反应的影响因素。在本实验条件下，得出如下结论： 3.1 pH值对美拉德反应的影响大于温度和时间。在 pH 7.0 时反应明显加速，当 pH > 11.0 时美拉德反应的颜色发生显着变化，因此当 pH>11.0 时，pH 变化对美拉德反应的影响降低了 3.2。相同条件下，加热时间越长，美拉德反应颜色越深。温度越高，反应越快，低于80℃时显色反应不明显。温度每升高10℃，达到相同吸光度所需时间约减少2-3倍。100以上，响应速度明显更快。3. 三种糖，即蔗糖、木糖、
蔗糖没有表现出反应性。3.4 Fe对美拉德反应有促进作用，Fe对美拉德反应有抑制作用，Mg对美拉德反应影响不大。参考文献 非酶褐变反应必需氨基酸：效应美拉德反应动力学[J]．AgricFood Chem,1999,47:1786-1793 Maillardbrowning common氨基酸FoodSci.,1984,49:1206-1207 李龙泉,林常山,朱玉瑞,等.定量化学分析[M]. 中国科学技术大学出版社, 1997, 320-321 水分析化学[M]. 中国建筑轻工业出版社，1997，355-357胡伟旺，谢碧君。食品化学[M]．科学出版社, 1992, 50-53 pH 和加热时间对美拉德反应挥发性产物的影响[J]. 食品工业科技，2009，（4）：122-125 崔春，赵某明，刘山，等。低值鱼蛋白酶分解产物对茅台味美拉德反应产物风味的影响[J].现代食品科技,2008,22(2):9-12 Dalleore,et al. 影响美拉德反应动力学果糖-赖氨酸模型系统。食品科学杂志, 2001, 66(7):926-931 [10] 孟德尔弗里德曼。食品褐变及其防治[J]．Agric.Food Chem.,1996,(44):631-648 [11] 荆抗氧化活性糖-赖氨酸美拉德反应产物无细胞细胞培养系统[J]. 档案生物物理学, 2004, 429: 631-648 [11] Jing 抗氧化活性糖-赖氨酸美拉德反应产物无细胞细胞培养系统[J]. 档案生物物理学, 2004, 429: 631-648 [11] Jing 抗氧化活性糖-赖氨酸美拉德反应产物无细胞细胞培养系统[J]. 档案生物物理学, 2004, 429:
