美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展

对美拉德反应及其产物在食品加工过程中的多重影响进行梳理,探讨其对食品品质与安全的影响,并对典型的创新性反应产物检测技术进行综述,指出:该反应既能生成导致食品体系发生褐变的棕色聚合物(如5-羟甲基糠醛)或含氮共聚物(类黑素),还能产生显著影响食品风味的物质(如酮类、醛类、烷基化合物等);该反应不但可以改变食品的结构特性(如降低蛋白质的荧光强度和表面疏水性),而且能生成具有特定功能的载体(如乳液凝胶功能载体)。该反应在生成抗氧化产物和消除食物中的过敏原方面具有积极作用,然而,也可能生成高级糖基化终产物、丙烯酰胺、杂环胺、5-羟甲基糠醛等潜在有害物质。目前,美拉德反应产物的主要检测技术包括光谱法、色谱法、荧光化合物表征法等,而荧光化合物作为美拉德反应中的重要中间产物,可被应用于构建荧光探针,实现对美拉德反应的实时监测。未来应深入研究有害物质的形成机制及其影响因素,或进一步优化这些检测方法的精确度和效率,为食品加工技术的持续发展提供更加全面的理论支持。

美拉德反应修饰紫苏蛋白及其抗氧化活性研究

以紫苏饼粕为原料,采用碱溶酸沉法提取蛋白,以糖为修饰剂,以DPPH自由基清除率为考察指标,通过单因素实验、响应面分析法优化制备紫苏蛋白美拉德反应修饰产物工艺,研究其抗氧化活性。结果表明,在料液比1∶12、碱溶pH 9.0、50℃、溶解40 min、酸沉pH 4.4条件下,提取的紫苏蛋白纯度达69.9%。单因素实验制备糖-紫苏蛋白美拉德反应产物的最适工艺为最适糖种类为木糖、紫苏蛋白于100℃加热4 h,紫苏蛋白与木糖最适质量比15∶1,初始pH 9.0。响应面优化结果显示各因素对抗氧化能力影响的主次顺序为起始pH值>紫苏蛋白与木糖的质量比>反应时间;结合实际,其最佳工艺为初始pH 8.2、反应时间4.85 h、紫苏蛋白与木糖的质量比15∶1,此时对DPPH自由基的清除率达55.3%,与预测值54.18%接近,紫苏蛋白美拉德反应产物有较好的抗氧化活性。

基于人工神经网络耦合遗传算法(BP-GA)优化茶氨酸-葡萄糖美拉德反应的条件

为了对美拉德反应体系进行综合评价以及优化茶氨酸-葡萄糖美拉德反应条件,本研究构建了茶氨酸-葡萄糖美拉德反应综合评价值的人工神经网络耦联遗传算法(BP-GA)模型,优化得到了最佳反应条件。先通过熵值法求出荧光值、A294、A420、葡萄糖及茶氨酸剩余量五个评价指标之间的权重,再结合单因素实验及正交试验结果,建立输入为实验因素参数,输出为美拉德反应综合评价值的BP-GA人工神经网络模型,最后使用建立好的模型得到茶氨酸-葡萄糖美拉德反应的最优条件及相应的美拉德反应综合评价值。结果表明,通过建立的BP-GA模型进行全局优化得到茶氨酸-葡萄糖美拉德反应的最优条件为:反应温度117.6℃,反应时间1.8 h,pH7.3,羰基氨比1:2,此条件下美拉德反应的综合评价值为93.22。经过与正交试验得到的结果比较,发现BP-GA模型具有良好的预测性能。利用BP-GA模型,本研究得到了模型美拉德反应的最优条件,这将为美拉德反应模拟体系的构建及反应的预测提供参考。

美拉德反应及其在食品风味中的应用研究

美拉德反应(MaillardReaction)是指氨基化合物和羰基化合物之间发生的反应。在食品中反应物通常是氨基酸、肽、蛋白质和还原糖类,是食品香味产生的主要来源之一。食品在加热过程中发生的美拉德反应(也称非酶褐变反应)会产生某些特有的食品风味,但也会使食品的营养价值降低,甚至还会产生毒性物质。因此,采取适当措施控制maillard反应程度既能为食品提供风味,亦能使有毒副产物尽可能降低。本文就美拉德反应机理、影响因素、控制方法及在食品风味中的应用进行了综述。

生物法制备天然槐花烟用香料的研究

以天然槐花为原材料,分别采用常规水提法、酶解法、美拉德反应法并配合产香微生物发酵法对新型特色天然烟用香料的开发做了初步研究。采用同时蒸馏萃取装置对各反应体系中的挥发性物质进行萃取,并通过气相色谱-质谱(GC/MS)分析萃取物成分。结果表明,经常规水提法、水提发酵法、酶解法、酶解发酵法、美拉德反应法处理后检测出挥发性成分分别有17、21、17、24、31种;主要香气成分有三甲基硅脂棕榈酸、邻苯二甲酸二丁酯、棕榈酸、油酰胺、硬脂酸等;用酶解发酵法和美拉德反应法所得挥发性香味物质比用水直接提取法和单独酶解法所得物质种类多;经过微生物发酵的原料比未经发酵产生的香气物质多。

鲍蒸煮液美拉德反应条件的优化

以鲍蒸煮液为原料,利用美拉德反应获得具有特殊风味的产物。在单因素实验的基础上,利用响应面法对美拉德反应工艺进行优化,建立了温度、时间、糖浓度与褐变程度、中间产物、游离氨基酸含量之间的数学模型。根据模拟得到的二次回归模型确定了美拉德反应的最佳工艺条件:反应温度115℃、反应时间84min、糖(葡萄糖∶木糖=2∶3)浓度5%,得到的反应液为红褐色、烧烤味浓郁,此时D_(420)=0.552、D_(294)=0.653、游离氨基酸含量3.93 mg·m L^(-1)。

几种美拉德反应产物对人脐静脉内皮细胞增殖的影响

以美拉德反应所制得的红烧香型和烤香型的牛肉、鸡肉和猪肉的美拉德反应产物为研究对象,采用噻唑蓝(MTT)比色法,考察美拉德反应产物对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的影响。结果表明:红烧香型和烤香型的牛肉、鸡肉和猪肉的美拉德反应型产物均具有抑制HUVEC细胞增殖的作用,其中烤香型产物对HUVEC细胞增殖抑制效果较强。美拉德反应原料的差异会导致反应产物的差异,最终会对HUVEC细胞增殖抑制效果产生一定影响。

干热条件下大豆分离蛋白—木糖美拉德反应研究

采用干热条件处理大豆分离蛋白(SPI)和木糖,使两者发生美拉德反应,研究反应温度、混合比例、相对湿度及反应时间对美拉德反应的影响,同时检测美拉德反应产物的热性能和流变学性质。结果表明,在干热条件下SPI与木糖极易发生美拉德反应,且最适条件为反应温度80℃、SPI∶木糖混合比例4∶1、相对湿度26.10%、反应时间5 h,在此条件下所得产物在290 nm处有最大吸光值。示差扫描量热法表明美拉德反应产生了易分解的中间产物,流变学研究则表明SPI和木糖通过美拉德反应形成了大分子产物,使得产物溶液的弹性特征明显增强、粘度明显增加。综上所述,干热条件下的美拉德反应在SPI改性中具有较大的应用潜力。

美拉德反应制备鹅肉风味液的研究

[目的]研究美拉德反应条件对鹅肉风味液的影响,为生产鹅肉风味香精提供理论参考。[方法]首先进行单因素试验,通过排序检验法筛选出适合进行响应面分析的美拉德反应参数,选择硫胺素添加量、半胱氨酸添加量、反应温度和反应时间4个因素进行BoxBehnken试验设计,通过响应面分析法获得最佳的美拉德反应条件。[结果]8个单因素中硫胺素添加量、鹅脂添加量、半胱氨酸添加量、反应时间等6个单因素对鹅肉风味有显著影响,根据F值排序,最终选择硫胺素添加量、半胱氨酸添加量、反应温度、反应时间4个单因素进行响应面分析试验。通过方差分析,确定所建立的二次回归模型为有效模型,通过该模型可求得美拉德反应制备鹅肉风味香精的最佳工艺条件为硫胺素1.09 g,半胱氨酸0.62 g,反应温度118.30℃,反应时间56.33 min。[结论]通过优化后的方法制备鹅肉风味液感官评价最高,达到4.186分。

加工方式对甘薯糖类、香味及甜度影响研究进展

甘薯加工食品因具有浓郁诱人的香味、香甜可口的口感,而深受大众喜爱。综述加工方式对甘薯糖类、香味及甜度影响的研究进展,重点论述加工甘薯香味及甜度的形成机制,分析了糖类物质变化及其与香味及甜度的关系。

微骨粉酶解液反应制备肉味香精工艺优化

为了提高微粉碎骨粉的利用效率,文章探讨了采用微骨粉酶解液制备肉味香精的最优工艺。通过分析微骨粉酶解液的蒸发温度、酶解液用量及糖种类对美拉德反应产物呈味效果的影响,发现采用木糖、酶解液用量100mL、蒸发温度120℃的反应条件有利于促进美拉德反应产物的呈味。在对反应温度、糖氨比及反应时间进行单因素实验的基础上,采用响应面法优化了制备肉味香精的工艺,结果发现美拉德反应产物的醇厚感、肉香味与各反应因素间的拟合模型具有较好的可靠性。在验证拟合模型有效性的基础上,以肉香味和醇厚感值最大为优化目标,对反应工艺进行优化,得出反应时间84min、糖氨比0.859、反应温度124.4℃时,反应产物的肉香味及醇厚感值最高,分别为6.05和3.67。

高乳化活性的BSA-葡聚糖接枝物制备工艺的优化

牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)可通过糖基化反应与葡聚糖(dextran)形成复合物,可作为油溶性营养素的乳化包埋载体。以乳化活性为指标,通过单因素试验以及响应面试验,优化湿法美拉德反应制备BSA-dextran复合物的最佳工艺条件。研究结果表明:复合物最佳工艺条件为BSA浓度2.78mg/mL、dextran∶BSA(摩尔比)=6.89∶1、pH8.50、反应时间2.3h、反应温度95.0℃;所得BSA-dextran乳化活性为(31.743±0.45)m2/g;该复合物对叶黄素包埋的包封率为95.86%,明显高于BSA对叶黄素包埋的包封率(77.82%)。

不同烹饪方式对金枪鱼中美拉德反应产物的影响

目的探讨煎制、挂糊油炸、烤制和煮制4种烹饪方式对金枪鱼中美拉德反应的影响。方法研究4种家庭烹饪方式(煎、炸、煮和烤)对金枪鱼鱼块中糠氨酸、羧甲基赖氨酸(carboxy methyllysine,CML)、丙烯酰胺、荧光化合物和赖氨酸含量的作用,探究烹饪方法对美拉德反应产物(Maillard reaction products,MRPs)的影响,从MRPs安全性的角度比较金枪鱼4种家庭烹饪方式的安全性。结果煎制和挂糊油炸烹饪金枪鱼过程中,当鱼块中心温度≤80℃时,MRPs主要为糠氨酸;当鱼块中心温度达90℃时,MRPs中糠氨酸含量下降,荧光产物含量增加。4种烹饪方式中仅300℃条件下烤制10 min的金枪鱼块中有少量CML产生;中心温度达100℃的煎制烹饪、中心温度≥90℃的挂糊油炸烹饪和≥240℃烤制温度的烤制烹饪,均导致鱼块中少量丙烯酰胺产生。煮制烹饪的鱼块中中后期MRPs含量较少。此外,煎制、烤制和煮制均可导致鱼块中赖氨酸含量降低,但鱼块中心温度≤90℃的挂糊油炸烹饪,可使鱼块中赖氨酸几乎没有损失。结论综合对比4种烹饪方式,挂糊油炸可显著保持金枪鱼块营养品质,是值得推荐的一种金枪鱼烹饪加工方式。

湿热条件下大豆分离蛋白与葡萄糖、麦芽糖的美拉德反应

研究湿热条件下反应温度、反应时间及混合质量比对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)与葡萄糖、麦芽糖之间美拉德反应的影响,并对所得美拉德反应产物的溶解性、乳化性、溶液pH值、电势、热性能、结构和分子质量的变化进行表征。结果表明,SPI与2种还原糖发生美拉德反应的最适条件为按质量比4∶1混合后在80℃条件下反应6 h。美拉德反应明显改善了SPI的溶解度,并且麦芽糖比葡萄糖对SPI的改性效果更佳;美拉德反应降低了SPI的乳化性,并对其ζ电势有一定影响,随着美拉德反应程度的增加,SPI的负电荷明显减少;美拉德反应会使SPI溶液的pH值降低;热稳定性分析表明美拉德反应降低了SPI的热稳定性;傅里叶变换红外光谱分析表明美拉德反应在SPI中引入了新的化学键;荧光分析表明美拉德反应增强了SPI的荧光强度;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定表明美拉德反应导致了大分子物质的形成。

基于美拉德反应的狭鳕鱼排复配酶解工艺优化

为提高水产品加工副产物中蛋白质资源的综合利用率,采用复合蛋白酶和风味蛋白酶对阿拉斯加狭鳕鱼排进行复配酶解。以水解度为指标,考察初始p H、温度、料液比、加酶量、复配酶比例、时间对酶解液水解度的影响。在单因素试验基础上,采用Box-Behnken中心组合设计和响应面分析法,确定最佳的酶解工艺条件为:初始p H 7.0,温度47℃,料液比1∶2,加酶量3.0%,复合蛋白酶与风味蛋白酶比例1∶1,酶解时间3 h,此时酶解液水解度可达到38.74%。进一步的美拉德反应试验研究表明,在持续酶解9 h后,酶解液水解度、游离氨基酸含量增加趋势均趋于平缓,同时对美拉德反应产物的风味评价差异不显著,因此最终确定酶解时间为9 h。该研究可为利用狭鳕鱼排酶解液进行美拉德反应制备不同肉风味香料提供理论依据。

干燥方式对油茶籽油中美拉德反应产物及其抗氧化性的影响

以油茶籽油为研究对象,采用热风、红外辐射和微波辐射3种方式进行干燥,通过测定油茶籽油中美拉德反应产物丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖含量等指标的变化情况,考察不同干燥方式对油茶籽油美拉德反应产物抗氧化性的影响。结果表明:随加热时间的延长,美拉德反应产物丙酮醛、3-脱氧奥苏糖的生成量逐渐增多;经过最高强度(150℃红外辐射和热风加热120 min以及高火力微波辐射加热20 min)干燥处理后,3种干燥方式中丙酮醛含量依次为红外辐射>微波辐射>热风,3-脱氧奥苏糖含量依次为红外辐射>微波辐射>热风,3种干燥方式中乙二醛含量均约为7.0μg/g。美拉德反应产物的抗氧化活性测定结果表明,油茶籽油中的丙酮醛和3-脱氧奥苏糖均具有抗氧化活性,且3种干燥方式1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率由高到低依次为红外辐射>微波辐射>热风。研究结果为探究油茶籽油中美拉德反应产物的抗氧化机理以及优化油茶籽加工工艺提供了理论参考。

榴莲的酶解工艺优化及其制备美拉德反应香料的研究

为消除榴莲中不良风味,提高榴莲的利用价值,用纤维素酶、α-淀粉酶、糖化酶组成的复合酶体系将其酶解后得到含丰富还原糖的酶解物,并与甘氨酸反应制备美拉德反应香料。复合酶体系中3种酶的添加量(质量分数)分别为纤维素酶1.2%、α-淀粉酶0.8%、糖化酶1.25%,以还原糖得率为指标,在单因素试验的基础上设计四因素三水平的响应面试验优化酶解工艺。采用Design Expert 7.1.6软件对试验结果进行分析并建立回归模型,在最佳酶解工艺条件下进行验证试验,实际测得的还原糖得率为12.97%,与预测值的误差为1.40%。用榴莲酶解物与甘氨酸进行美拉德反应合成了具有热带水果风味的香料,GC/MS分析表明,经美拉德反应后榴莲中的含硫化合物被去除,且在保留部分热带水果风味成分的同时生成了大量其他致香成分。

干热条件下壳聚糖-木糖的美拉德反应

以木糖为模式还原糖,研究干热条件下壳聚糖与木糖发生美拉德反应的可能性,探讨反应温度、相对湿度、反应时间和壳聚糖/木糖配比4个因素对美拉德反应的影响,并对在最适条件下获得的美拉德反应产物的热性能和流变学性质进行表征。结果表明,在干热条件下壳聚糖与木糖易于发生美拉德反应,且发生反应的最适条件为将两者按1∶1质量比例混合,在90℃及61.2%的相对湿度条件下反应4 h。在此条件下获得的壳聚糖-木糖美拉德反应产物的热分解温度与壳聚糖相比有所降低,流变学研究表明美拉德反应产物在溶液中的弹性明显增强。

干燥方式对鼠李糖乳杆菌微胶囊的活力及储藏稳定性的影响

为了提高鼠李糖乳杆菌在人体胃肠道传递中的活力,以乳清蛋白和低聚异麦芽糖美拉德反应产物为壁材,通过內源乳化冷凝胶方法制作出微胶囊,研究不同干燥方式微胶囊储藏稳定性。研究结果表明:美拉德产物壁材组微观结构更光滑,无缝隙、破裂现象。乳清蛋白与低聚异麦芽糖混合壁材组和美拉德产物壁材组微胶囊经喷雾干燥菌活力下降3.26 g^(-1)和3.15 g^(-1)(对数值),4℃冷藏储藏30 d后微胶囊菌活力分别为6.23 g^(-1)和6.61 g^(-1)(对数值),而冷冻干燥菌活力损失为1.62 g^(-1)和1.51g^(-1)(对数值),4℃冷藏储藏30 d两种壁材微胶囊菌活力分别为7.31 g^(-1)和8.26 g^(-1)(对数值)。美拉德产物壁材微胶囊冷冻干燥后水活度较低,拥有较好的储藏稳定性。

美拉德反应修饰的酪蛋白递送生物活性物质的应用研究进展

食源性活性物质因在健康调节和疾病预防等方面表现出的卓越功效而被研究者广泛关注。然而,其易受环境条件和胃肠道极端pH值的影响而破坏,表现出极低的体内生物利用率,限制了其应用。大量研究表明,利用多糖经美拉德反应修饰的酪蛋白具有良好的功能特性和环境稳定性,同时,基于美拉德反应改性的酪蛋白递送体系能显著提高生物活性物质在胃环境中的稳定性,并使其在小肠中实现靶向释放。本文综述酪蛋白的结构与性质、美拉德反应修饰酪蛋白的制备方法、美拉德反应修饰后的酪蛋白作为生物活性物质递送载体的类型以及在生物活性物质递送体系中的应用,进而讨论了活性物质在胃肠模拟消化系统中的释放特性,展望了酪蛋白经美拉德反应在制备递送体系方面的应用前景和需要解决的问题,为提升食源性活性物质的生物利用率及其深度利用提供思路。