第十九章 Maillard反应的条件控制及其在烟.doc

第十九章 Maillard 反应的条件控制及其在烟草中的应用一、Maillard 反应的条件控制及其在烟草中的应用 1912 年，法国化学家梅拉德（Louis Maillard）曾发现甘氨酸与葡萄糖混合加热时，形成褐色的类黑精后来，人们发现这类反应不仅影响食品的颜色，而且对食品的香味有重要影响，并将此反应称为非酶棕化反应或梅拉德反应研究发现，天然食品的香味物质，例如：萜类、醇类、醛类、酮类、内酯 类、羟酸类、氨类和含硫化合物是在水果与蔬菜中经酶催化而生成的而加工食品产生的香味物质是这些食品本身所含的某些成分之间经加热反应而产生的，也即由非酶棕化反应所产生的二、反应原理非酶棕化反应包括还原糖、醛、酮与胺、氨基酸、蛋白质之间的反应，反应的化学机理是相当复杂的目前，只对该反应产生低，中分子的化学机理比较清楚，而对该反应产生的高分子聚合物的研究比较缺乏梅拉德反应一般可以分为两上阶段、三条反应路线，两个反应阶段即初级段和高级反应的阶段a）初级反应阶段 以葡萄糖和氨基酸的反应为例，初级反应阶段包括葡萄糖与氨基酸缩合反应生成胺基加成物，接着迅速失去一分子水形成希夫碱（schiffbase）,该希夫碱经分子内环合即生成 N-取代的葡基胺，然后又经阿马多利（Amadori）分子重排转变成 1—氨基—1—脱氨—2—酮糖等，这一系列的转变实现了由醛糖向酮糖衍生物的转变。

反应过程如图 3 所示初级反应阶段不会导致颜色变化，也不会产生香味，该阶段中的关键一步是阿马多利重排反应（图 4） 阿马多利重排产物（1—氨基—1—脱氧—2—酮糖）是极为重要的产生香味物质的非挥发性前体物b) 高级反应阶段高级梅拉德反应包括三条反应路线，其中有两条直接从阿马多利产物开始，另一条间接地由阿马利产物开始，也即从阿马多利产物的裂解物开始反应的最终结果都导致类黑精的生成，并伴有香味成分的生成第一条反应路线由 1—氨基—1—脱氧—2—酮糖在 2，3—位不可逆地烯醇化，从 1—位消去胺基生成甲基二羰基中间体进一步反应生成醛类、酮类、二羰基化合物以及还原糖等裂解产物，包括乙醛、丙酮醛、丁二酮和惭酸等成分（图 5） 第二条反应路线是按下面方式进行：烯醇式阿马多利产物 1，2—位烯醇化并消去 3—位的羟基，然后加水生成 3—脱氧已糖酮，然后脱水生成呋喃类香味物质（图 5） 上述的两条路线生成中间物以及随后发生的反应相当复杂，其结果生成了类黑精，此过程包括醇醛缩合、醛氨缩合以及吡嗪、吡啶、吡咯等杂环化合物的生成反应第三条反应路线是斯特勒克降解（strecker degradation） 其中包括阿马多利产物裂解产生的 α—二羰基化合物与氨基酸产生的氧化降解。

在斯特勒克降解中，氨基酸与 α—二羰基化物化反应失去一分子二氧化碳而降解成为少一个碳原子的醛类或酮类参与此反应的二羰基化物包括乙二醛，甲基乙二醛和丁二酮等，反应的结果是氨基转移，氨基转移作用可能是氮并入类黑精的一个重要反应很明显，从梅拉德反应释放出的二氧化碳主要是斯特勒克降解反应产生的斯特勒克醛或酮（α—氨基醛或酮）是产生香味分子的重要物质，它们可以自身缩合，或者与糖醛或其它脱水产物缩合，生成杂环类香味物质以及其它香味物质例如，两分子斯特勒克醛的自身缩合可以生成吡嗪类香味成分。