美拉德反应取自 中国食品百科全书跳转到: 导航, 搜索美拉德反应 1912年，L.C.Maillard 发现了发生在氨基酸与还原糖之间的非酶褐变反应（后称Maillard反应），1953年Hodge对该反应的机理提出的解释在该反应中有大量的呋喃、吡嗪、噻吩等小分子化合物生成，这些化合物赋予了各种食品独特的香气例如：葡萄糖与不同氨基酸之间的混合搅拌加热发生的气味，请看下图： 名称 温度 100℃ 180℃精氨酸 爆玉米味 焦砂糖味苏氨酸 巧克力味 焦臭味脯氨酸 焦蛋白味 面包味丙氨酸 肉香味 焦香味半胱氨酸 肉香味 焦香味谷氨酸和葡萄糖的Maillard反应刘国珍，朱巍，黄龙,李丹,马舒翼(武汉烟草集团技术中心，武汉市汉阳区十升路特5号 430051) 关键词 Maillard反应；葡萄糖；谷氨酸；烟草；增香剂 摘要 研究了由谷氨酸和葡萄糖反应合成烟草增香剂的反应条件对反应产物加香效果的影响。
结果表明：摩尔比为1∶2的葡萄糖与谷氨酸在100℃、反应2h的反应产物具有较好的增香效果GC/MS测定证明，在反应体系中添加少量乙醛，可促进多种挥发性致香成分的生成，且主要生成吡嗪类化合物Maillard Reaction of Glucose and Glutamic AcidLIU GUO-ZHEN, ZHU WEI, HUANG LONG, LI DAN, and MA SHU-YITechnology Center of Wuhan Tobacco Group, Wuhan 430051, China Keywords: Maillard reaction; Glutamic acid; Glucose; Tobacco flavorant Abstract: The effects of reaction conditions on the flavoring function of the Maillard reaction products of glutamic acid and glucose were studied. The results showed that when the mixture of glutamic acid and glucose under their molar ratio of one to two reacted at 100℃ for 2hrs., the resulting Maillard reaction products had a better function for flavoring cigarette filler. By gas chromatography-mass spectrometry, it was proved that more volatile aroma components in the Maillard reaction products, particularly pyrazines, were produced by adding a small amount of acetaldehyde to the reaction system of glutamic acid and glucose. 目前，有关Maillard反应产物对食品色、香、味方面影响的研究很多[1-4]，但有关反应条件对Maillard反应产物在卷烟中的加香效果的影响则报道较少。
因此，本研究的主要目的是确定合适的反应物，探索最佳的反应条件，从而制成能明显改善卷烟吸味品质的Maillard反应产物1 实验部分1.1 仪器与试剂 葡萄糖(AR)、蔗糖(AR)、木糖(AR)、谷氨酸(生化级)、甘氨酸(生化级)、丙氨酸(生化级)、赖氨酸(生化级)、半胱氨酸(生化级)、丙三醇（AR）、氢氧化钠(AR)、乙醛(AR) GC6890-MSD5973气质联用仪（美国Agilent公司）、Lambda Bio 40UV/Vis紫外分光光度计（美国PE公司）1.2 实验方法 在装有回流冷凝器的烧瓶中加入适量丙三醇、不同配比的氨基酸与还原糖、少量乙醛，用10%的NaOH溶液调节pH值，油浴加热到100～120℃，回流反应一定时间，测定各产物的颜色强度（A450），请评吸专家评价每种产物的嗅香及其在卷烟中的加香效果，并对加香效果好的反应产物的致香成分进行GC/MS分析1.3 GC/MS分析条件 色谱柱：HP-FFAP柱（50m×0.2mm×0.33μm）；进样口温度：250℃；载气：He气，流速2.0ml/min，分流比10∶1；程序升温：先由50℃以5℃/min速度升到80℃，然后以15℃/min速度升到250℃，保持10min；进样量：2μl。
EI电离能量：70eV；GC/MS传输线温度：280℃；质量扫描范围：35～550amu；离子源温度：230℃利用Wiley275.L谱库检索对采集到的质谱图进行结构鉴定2 结果与讨论2.1 反应物对产物香气的影响 表1列出了葡萄糖、蔗糖和木糖分别与甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、赖氨酸和半胱氨酸在一定反应条件（还原糖与氨基酸的摩尔比1∶2；反应介质：含30%水的丙三醇；pH=7；反应温度：100℃；反应时间：2h）下生成的反应产物的香气可以看出，即使反应条件相同，反应物不同，其产物的香味亦各不相同此外还发现，嗅香好的反应产物改善卷烟吸味的效果并不一定好，如半胱氨酸与葡萄糖的反应产物的爆米花香很怡人，但该反应产物会增加卷烟的刺激性，而且留香时间较短，无实用价值表1 不同氨基酸与不同糖类的反应产物的香气（反应温度100～120℃）糖类香气甘氨酸谷氨酸丙氨酸赖氨酸半胱氨酸葡萄糖焦糖香烘烤香、面包巧克力香烘土豆香爆米花香蔗糖微焦糖香甜香甜香焦糖香焦糖香木糖甜香清香木香焦糖香烤谷物香 与其它糖与氨基酸的反应产物相比，葡萄糖与谷氨酸的反应产物对改善卷烟吸味的效果较好，而且葡萄糖与谷氨酸价格便宜、易得。
综合考虑，选择葡萄糖与谷氨酸作为研究的对象2.2 反应物配比的影响 由表2可看出，在相同反应条件（反应温度：100℃，反应时间：2h）下，葡萄糖与谷氨酸的摩尔比为1∶2的反应产物对改善卷烟吸味的效果较好；而图1表明，在相同的反应条件下，随着葡萄糖与谷氨酸的摩尔比的增大，其反应产物的A450值升高，说明反应程度加深但当比值超过1∶2后，反应产物的A450值几乎不再随反应物配比的增加而增大，意味着在此条件下，1∶2的配比反应已较完全而且配比过大，相对消耗的试剂较多，势必增加反应产物的原料成本因此认为 1∶2的配比较佳图1 物料比与Maillard反应产物颜色强度A450关系表2 葡萄糖与谷氨酸的配比对其Maillard反应产物加香效果的影响（100℃下反应2h）葡萄糖与谷氨酸的摩尔比加香效果①1∶1外加香不明显，杂气、刺激性大1∶2增加烟香，烟气柔和，杂气、刺激性少，余味干净1∶3焦糖香，杂气、刺激性较大1∶4不愉快的焦糖香，杂气、刺激性较大 注：①反应产物的用量为待处理烟丝质量的0.5%，对照为用0.5%水处理的烟丝2.3 反应温度和反应时间的影响 实验发现，在相同反应时间内， Maillard反应产物的A450值随着反应温度的升高而增大，而且其致香成分主要是在较高温度（一般约80～120℃）下产生的。
若温度继续升高，虽然反应程度加深，但主要产生与烟香不协调的焦糖香，影响产物的加香效果（表3）因而，此反应体系的最佳反应温度应为100℃表3 反应温度对葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应产物加香效果的影响（反应时间2h）反应温度（℃）加香效果①40无外加香感，刺激性增大60无外加香感，喉部欠舒适80有轻微外加香，杂气、刺激性无明显降低100烤面包香，烟香谐调，口感舒适，卷烟吸味有明显改善120烤面包香，烟香谐调，但喉部有不愉快的焦糊味残留140焦糊香，烟香不谐调，口感不舒适，喉部刺激严重 注：①含义同表2 在0.5h内将反应体系加热到100℃后，每0.5h取一次样进行加香实验发现随着反应时间的延长，产物的香味越来越浓，烤面包香中伴有焦香，但反应2h后，嗅香的香味强度及香味特征基本不变，反应产物对卷烟的吸味品质不但没有起到改善作用，还增加了刺激性，余味不舒适（表4）所以，最佳的反应时间为2h表4 反应时间对葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应产物加香效果的影响（反应温度100℃）反应时间（h）加香效果①0.5 有外加香感，卷烟吸味改善不大1.0增加烟香，杂气、刺激性稍有降低1.5烤面包香，杂气、刺激性降低较明显2.0烟香谐调，香味持久，杂气、刺激性有明显降低2.5焦糖香，刺激性较大，焦糊味明显3.0不愉快的焦糖香，余味较苦，口感不舒适 注：①含义同表2。
2.4 溶剂和水分含量的影响 实验表明，在多元醇如乙二醇、丙三醇溶液中葡萄糖与谷氨酸容易发生Maillard反应，在水溶液中反应则进行得较慢这可能是因为多元醇溶液中存在某种溶剂化作用，从而加快了反应进程但是水分是Maillard反应所必需的，其含量一般控制在25%～40%为宜实验还发现，当溶剂为多元醇时，反应产物的稳定性好，留香时间较长，对卷烟的吸味品质有较好的改善作用（表5）表5 溶剂和水分含量对葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应产物加香效果的影响（100℃下反应2h）溶剂和水分含量加香效果①H2O②+10%NaOH+几滴乙醛反应慢，增加烟香，加入反应产物2d后几乎没有香味，而且刺激性增大丙三醇②+10%NaOH+几滴乙醛反应加快，几乎嗅不到特征香气，余味不舒适丙三醇②+30%H2O+10%NaOH+几滴乙醛增加烟香，加入反应产物1周后仍有香味，烟气柔和，杂气少，刺激性小，余味干净乙二醇②+30%H2O+10%NaOH+几滴乙醛增加烟香，烟气柔和，杂气、刺激性稍有，余味一般 注：①含义同表2；②表示溶剂2.5 pH值的影响 实验发现，在其它条件都相同的情况下，葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应产物的香味随着反应体系pH值的增大而增强，其加香效果也明显提高（表6）。
说明碱性介质较适合葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应生成香味物质，且与烟香比较谐调但碱性太强，不利于改善余味因此，我们用NaOH溶液或氨水将葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应体系的pH值调节至7～8，使最终产物略偏碱性2.6 少量乙醛的影响 D. Louise S. Wu[5]曾报道，在Maillard反应体系中加入少量的乙醛或氨水可以得到理想的增香剂，本实验结果也证明了这一点在优化的实验条件下，乙醛的加入大大促进了Maillard反应产物中吡嗪类及其它致香物质的生成（表7），并且加入的少量乙醛完全参与了反应（GC/MS未检出），而在未加乙醛的谷氨酸与葡萄糖的Maillard反应产物中，未检测到有价值的致香成分表6 pH值对葡萄糖与谷氨酸的Maillard反应产物加香效果的影响（100℃下反应2h）pH值加香效果①6.5无外加香感，喉部刺激加重7烤面包香，。