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酶解水稻蛋白付加物还绵果糖美拉德反应的光谱

时间:2019-11-28 13:59来源:北京28计划
美拉德反应,又叫“非酶褐变反应”,是指食物中的氨基酸与碳水化合物在常温或加热时发生的一系列复杂反应。 3.1酶解小麦蛋白产物分析 2002年的一项研究发现,面包、饼干等焙烤食

美拉德反应,又叫“非酶褐变反应”,是指食物中的氨基酸与碳水化合物在常温或加热时发生的一系列复杂反应。

3.1酶解小麦蛋白产物分析

2002年的一项研究发现,面包、饼干等焙烤食品中含有特别高的丙烯酰胺,这一发现让以面包为主食的老美非常震惊,于是采取了一些措施来降低它的水平。

1953年,食品化学家约翰·霍奇(John E. Hodge)对美拉德反应机理作出了初步解释,它主要分为三个阶段

美拉德反应通常可分为几个阶段[11]。初始阶段起始于羰基和氨基的缩合,生成Amadori/Heyns化合物;高级阶段主要是Amadori/Heyns化合物降解,释放氨基化合物,糖类物质通过烯醇化生成高反应活性的邻酮糖类[12]、糠醛类等物质;高反应活性的邻酮糖物质极易裂解生成酮类物质,酮类物质可进行醇醛缩合,或重新与氨基化合物反应,生成复杂的具有特征性风味的小分子物质;终级阶段主要是高级阶段产生的小分子物质自身或相互间聚合生成大分子褐色物质,使体系表现出显着的颜色特征。对于产生香味的美拉德反应,高级阶段的糖裂解和Strecker降解是至关重要的反应步骤。该过程产生的小分子物质是赋予特征风味的成分。vanBoekel等[6]构建了产生肉香味美拉德反应框架。实际上,美拉德反应是连续的瀑布式反应过程,生成的风味小分子物质可作为反应物进入终级阶段,使小分子物质的产生速率和积累量随热处理程度而变化。

然而,他的研究并没有提供太多的分析方法来分析反应对烹饪的味道和香气的影响。

路易斯.卡米拉.美拉德

2:实验部分

如果你想要煮熟的食物,你需要打破化学键,以更快的速度将分子重组。

图片来自:compoundchem.com. 汉化by:RSC学生俱乐部

2.2.2酶解小麦蛋白产物分析采用凯氏定氮法测定蛋白含量;3,5 二硝基水杨酸比色法[8]测定还原糖含量;甲醛滴定法[9]测定水解度;高效液相色谱法[1]测定产物分子量分布。

美拉德反应涉及到水分子,氨基酸和糖的结构分解和重组。这种反应发生在分子水平上,有原子的四处移动并重新定位。

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为3个温度下两个吸收峰强度随加热时间的变化曲线。与G 和R 系列相比,C 系列的光吸收强度很小,表明这两个吸收峰主要是美拉德反应产生的。294nm光吸收是由糖裂解产生的酮、醛类等无色小分子物质产生的[14~16]。240nm吸收峰鲜有报道,一般认为具有共轭双键的物质在此波长下有特征光吸收。本研究体系中,240nm吸收峰可能是由于半胱氨酸受热脱硫生成氨基丙烯酸或Amadori化合物降解生成具有共轭双键的邻酮糖类[13]而产生的。美拉德反应高级阶段小分子产物具有强紫外吸收的特征已经被证明和应用,但物质种类复杂,目前尚未对其进行确认。

美拉德反应对面包的颜色的贡献

头条号签约作者

研究表明,美拉德体系中荧光强度与紫外光吸收强度的发展表现为不同的动力学行为[14~16],所以荧光小分子物质被认为是不同于具有紫外光吸收物质的小分子产物。

由于它的复杂性,还有很多我们不知道的美拉德反应产物。

如何做出好吃的烤玉米?

3.3荧光分析对小分子产物的表征

复杂的美拉德反应机制(

要不要试试?

采用紫外 可见吸收光谱和荧光光谱研究了酶解小麦蛋白产物与还原糖不同加热条件下的美拉德反应及其产物。美拉德反应在紫外区240和294nm产生两个特征峰,荧光的最大激发和发射波长为347和450nm;随反应进行,紫外光吸收和荧光强度迅速增加,表明美拉德反应进入高级阶段,产生的糠醛类、呋喃酮类、吡喃酮类、噻吩类及噻唑类等小分子物质表现较大的积累速率。温度升高,强度增加速率增大。在较高温度时,紫外光吸收出现最大平稳值;荧光强度则到达最大值后降低,表明小分子物质间或与肽聚合生成大分子黑素类物质,小分子物质的积累表现消除速率,反应进入终级阶段。

再往下一行,显示出具体需要有哪些物质参与了反应。第一是蛋白质(以氨基酸链的形式呈现);第二是糖,包括葡萄糖和核糖等(都是还原糖,显示出在细胞中的位置,也就是不需要额外加糖);第三是水(也是细胞中就含有的,无需额外添加),第四是热量,最终进行分子重排生成一系列呈色物质和呈味物质。

玉米煮着吃不香,但烤玉米没却有一股特别诱人的香味,是为什么呢?这其实是美拉德反应的功劳。

利用水解植物蛋白制备香味的美拉德反应,主要是反应高级阶段糖降解和Strecker降解产生糠醛类、呋喃酮类、吡喃酮类、吡啶类、吡嗪类、噻吩类及噻唑类等挥发或半挥发性小分子气味物质[6];反应过程复杂,难于应用反应动力学对其进行设计和监控;反应产物种类繁多,已有的检测方法繁琐耗时[7]。因此,研究一种简单、快速、有效的美拉德反应程度监控方法,对于优化反应条件和控制生产是十分必要的。本研究以酶解小麦蛋白产物(wheatproteinenzymatichydrolysates,eWPH)为原料,设计了产生肉香味的美拉德反应,对不同温度 时间组合下的美拉德反应进行了光谱学研究,以紫外 可见吸光谱和荧光分析为指标,对反应程度和产物进行了表征和剖析。

烤的东西能最好地描述美拉德反应(肉、咖啡、面包皮)产生的美妙风味。

实际上,日常生活中有很多美食都是美拉德反应的功劳,比如烤肉,喝咖啡,或喝啤酒。

结合图2和图3,紫外 可见光谱和荧光分析对美拉德反应程度的表征结果是一致的。120℃加热60min,140℃加热20min以及160℃加热10min期间,香味小分子物质具有较大的积累速率,是产生香味的美拉德反应较优的温度 时间组合。

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烤玉米的时候,玉米在高温下就会发生美拉德反应,产生很多香味物质,所以闻起来特别香。

研究确定小分子物质具有最大产生速率和产量的反应条件是有意义的。但是,美拉德小分子产物种类极其复杂,定量分析困难。文献[12]报道,美拉德反应的小分子产物具有强紫外光吸收和荧光,所以应用分光光度法表征小分子物质的产生速率和产量是一种简便、快速且低成本的新选择。美拉德反应主要影响因素是介质pH、加热温度、时间、还原糖和含硫物质种类和用量等。温度 时间组合是最重要的参数,也是生产过程中的易调节因素。本实验采用分光光度法分析不同温度 时间组合下eHWP与还原糖的美拉德反应程度和小分子产物情况。样品在预定温度下加热一定时间。所有添加木糖的样品称为R 系列,添加葡萄糖为G 系列,添加无糖和L 半胱氨酸的对照样品称为C 系列。空白为3个系列的无加热样品。eHWP 还原糖热处理后的紫外 可见吸收光谱如图1所示,混合物加热后即在紫外区240和294nm产生两个特征吸收峰。

研究人员Michael Klopfer对美拉德反应做了一些解释。

其中,中间阶段产物与氨基化合物进行醛基—氨基反应,生成类黑精,还有很多小分子物质,如还原酮及挥发性杂环化合物,正是这些物质为食物提供了动人色泽和摄人心魄的香味

摘要:水解植物蛋白是指用酶、酸或碱水解大豆、小麦、玉米等植物蛋白得到的混合产物。水解植物蛋白由于其价格低廉、质构功能性优良和较高的营养价值而被广泛应用于食品生产中。主要将其作为原料制备美拉德反应型香精料或作为添加成分提升食品的感官和营养品质。水解植物蛋白的这类应用是通过美拉德反应实现的。

第二,各种各样的风味都与成分的含量有关:氨基酸越复杂,含量越高,你就会得到更多的味道。你可以把它看作是一种洗牌:你所能做的组合越多,你所获得的风味物质越多。

1912年,法国化学家路易斯.卡米拉.美拉德(L.C.Maillard)发现氨基酸或蛋白质与葡萄糖混合加热时会形成有特殊味道的褐色物质,后来人们发现氨基酸或蛋白质能与很多糖反应,这类反应不仅影响食品的颜色,而且对食品的香味也有重要作用。

采用2.2.2的方法,分析得到酶解小麦蛋白产物的蛋白质含量为75.5g/L;还原糖含量为0.91%;水解度为21.8%。分子量分布情况为:<1000Da;1000~5000Da;>5000Da。

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目前有1000多种香味物质被鉴定出来,主要包括:内酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物和硫化物等等。

UV 2102PC紫外 可见分光光度计;F 2500荧光分光光度计;Biofuge台式冷冻高速离心机;螺口密封玻璃管(16mm×160mm,德国Schott公司);DKU 3恒温油槽。小麦蛋白,蛋白质含量>70%。L 半胱氨酸、木糖和葡萄糖;碱性蛋白酶、Flavourzyme风味酶和α 淀粉酶为生化试剂。其它试剂均为分析纯。

这一反应最终的分子结构非常复杂,绝非一两个图能代表。

而且,啤酒也会经历美拉德反应,因为用于酿造啤酒的谷物在酿造之前被烘烤。黑啤颜色这么黑,就是美拉德反应的作用。

2.2.3酶解小麦蛋白产物制备肉香味的美拉德反应设计文献[2]报道eWPH与还原糖和含硫化合物制备肉香味的美拉德反应参数主要是pH、温度、时间、还原糖和含硫物质种类和用量。本研究在文献[7,10]的基础上确定将5g木糖/葡萄糖和1.35gL 半胱氨酸溶解于40mL小麦蛋白水解液中,用0.1mol/LHCl或0.5mol/LNaOH调节混合液pH5.5。样品在预定温度下加热一定时间后,取出,冰浴冷却。-40℃冻存12h,室温自然融解,12000r/min离心60min,除去反应产生的褐色不溶物质,上清液用于光谱分析。空白进行同样处理。

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当然,美拉德反应也可以在较低的温度、潮湿的环境下发生。如果你用小火炖8到12个小时——炖鸡肉、牛肉或蔬菜高汤,结果也是一种棕色的、香气四溢的液体——这是美拉德反应发生的确凿证据。不过,你肯定不愿意花几个小时去做一根玉米吧。

2.2.4美拉德反应紫外 可见吸收光谱的测定取所有样品上清液稀释100倍。以空白样品为基线,用1cm石英比色皿于198~450nm波长范围内测定不同条件下美拉德反应的紫外 可见吸收光谱。记录特征吸收峰的波长和强度。

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1:引言

第三,大多数食品都含有蛋白质(氨基酸)和糖(比如葡萄糖和核糖等存在于每一个活细胞)这意味着许多食品都可以发生这个反应。对于富含蛋白质的食物,美拉德反应可以获得更丰富的风味,因为你有更多的N和S可以玩,因此产生的味道组合有更大的多样性。

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3.2紫外 可见吸收光谱的分析和反应产物剖析

因为温度较低,烤一种肉要比煎炸的时间长(煎炸也是为了产生一种美拉德反应的美味涂层)。

想要做出好吃的烤玉米,你也得注意:

3:结果与讨论

美拉德反应示意图(

以烤肉为例,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。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的风味,这是美拉德反应作用的结果。

2.1仪器、材料与试剂

洋葱的美拉德反应

第三阶段:上一步中的酮糖氨会发生一系列复杂的后续反应,生成许多不同类型的产物,这些产物本身也能发生其它的反应。

随着温度升高或加热时间延长,两个特征峰强度增加,表明美拉德反应产生的具有紫外吸收的呋喃酮类、吡喃酮类、吡咯类、噻吩类、吡啶类及吡嗪类等的小分子物质的积累。这些小分子物质是对肉香味有贡献的成分[7]。但是在较高温度时,两个峰强度出现最大稳定值,表明已生成的无色小分子物质之间或与肽等发生聚合反应,进入到终级阶段,生成褐色的大分子黑素类物质,从而使小分子的积累表现出一定的消除速率。当消除速率与生成速率平衡时,在紫外光吸收图谱上即表现为峰强度迟滞不变,甚至有所下降。对于产生香味的美拉德反应,这种使香味小分子消除的聚合反应是不期望的。

在第二行,左边是烤肉,右边是黄色平底锅中的煎炸肉,而美拉德反应主要发生在表皮。因为表皮的温度是发生美拉德反应的最适温度,肉的内部温度没有达到,所以,味道寡淡。在更高的温度下(330℉166℃),发生了焦糖化反应,而温度继续升高到400℉204℃,则风味物质全部破坏。

爆米花香气诱人的秘密:美拉德反应

2.2.5美拉德反应荧光分析取紫外 可见吸收光谱的测试样液,参照文献[11]的方法,扫描确定eWPH与还原糖反应体系的最大激发和发射波长,测定样品在此波长下的荧光强度。

这个反应发生有几个必要条件。

不过,温度也不是越高越好,不然食物就会烤糊。所以,在烤玉米的时候一定要注意火候。

2.2.1酶解小麦蛋白产物的制备取40g小麦蛋白配制10%的悬浮液,调节pH至7.0,预热至50℃,加入碱性蛋白酶、Flavourzyme风味酶和α 淀粉酶,酶与蛋白比例为0.5%,恒温搅拌,水解8h。水解结束后,升温至100℃,保持5min,灭酶活。冷却至室温,以4000r/min离心15min,上清液即为酶解产物。作3个水解平行样品,合并上清液并定容至1200mL。

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复合酶水解法水解度高,产物澄清透明、低苦味,广泛用于蛋白质的水解中。本实验发现,碱性蛋白酶和风味酶复合对小麦蛋白的水解效果较好。小麦蛋白原料中除了蛋白质外,主要是淀粉,所以水解时添加了淀粉酶。酶解产物溶液中还原糖含量为0.91%,与蛋白质的比例约为1∶8。

虽然pH和温度等因素会影响反应过程和产物,但我们对如何调整这些因素对最终产物的影响知之甚少。

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eHWP与还原糖热处理后的荧光分析表明,本反应体系347nm激发的450nm的荧光光谱与其它美拉德反应体系[14,15]的结果相似。但不同于蛋白质因含有色氨酸残基而具有的荧光(λex=290nm,λem=336nm)[17],所以体系的荧光是由美拉德反应引起的,荧光强度表征了高级阶段荧光小分子物质的产生状态。图3为不同温度 时间组合下eHWP与还原糖混合物的荧光强度。C 系列、G1和R1在60min的加热时间内荧光强度持续增加;G2,G3,R2和R3的荧光在加热一定时间时达到最大值,然后降低。表明美拉德反应进入终级阶段,小分子物质相互间或与肽等聚合成大分子褐色黑素类物质,使小分子物质的积累速率降低;荧光强度随时间延长而下降则是小分子物质的聚合消除速率大于生成速率,是产香美拉德反应所不期望的。

这一类反应能带来更美好和更丰富的变化。比如面包表面的晶亮的褐色,烤肉表面的金黄色等等。

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水解植物蛋白是指用酶、酸或碱水解大豆、小麦、玉米等植物蛋白得到的混合产物。水解植物蛋白由于其价格低廉、质构功能性优良和较高的营养价值而被广泛应用于食品生产中。主要将其作为原料制备美...

第一,美拉德反应发生需要有足够的氨基酸、糖和水。水,可能通过水解,有助于打破分子键。

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美拉德反应不仅仅发生在厨房里。它也以一个较慢的速度发生在我们身体里,研究人员认为它可能在某些类型的白内障的形成中起作用。它也被作为其他医疗条件的贡献者联系在一起。

要想产生美拉德反应,食物本身必须保持低湿状态,这样其表面的水分子就能快速蒸发,发出和煎肉时类似的嘶嘶声。但是也并不是完全干燥才最好,水份含量在10%~15%时最好,完全干燥的食品难以发生反应,还容易烤糊。所以,美拉德反应也需要有合适的水分。

他认为第一阶段是糖和氨基酸之间的反应,这产生了一种糖胺化合物,这一化合物在第二步中发生重排产生酮胺。最后阶段由这种化合物,以多种方式反应产生几种不同的化合物,这些化合物本身互相反应可以产生更多的产物。

2.温度。

这是一个在烹饪一系列食物时发生的过程——它影响着烤肉类、炸洋葱、烤咖啡和烤面包的味道。

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注意N和S {

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直到20世纪50年代,人们才更清楚地认识到它的机制和对烹饪的贡献。

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在这个过程当中,氨基酸的氮原子和硫原子与碳氢氧的化合物作用产生新类型的分子,增加了香味的层次。

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这就是为什么鸡肉与羊肉风味不同(或者不如羊肉的风味),因为羊肉可能有更复杂的氨基酸。

第二阶段:上一步反应中生成的葡基胺发生异构化(Amadori 重排反应),生成酮糖氨(ketosamine)。

烹饪条件也会影响产生的风味:比如温度和pH值等因素都对风味有影响。

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我们更倾向于限制接触这些致癌物,然而,在很多情况下,致癌化合物已经成为烹饪的自然结果。

1.适宜的水分。

酶解水稻蛋白付加物还绵果糖美拉德反应的光谱钻探【北京28计划】。烤肉的美拉德反应

正因如此,美拉德反应也被称为世界上最”美味”的反应

第一是要有还原糖,第二是要有氨基酸(复杂的蛋白质的组成成分)。第三是要有较高的温度。通常在159℃到260℃之间,反应最快。

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丙烯酰胺(acrylamide)最下面的这个化合物

第一阶段:羰基基团(糖类中)和氨基基团(氨基酸和蛋白质中)发生反应,生成 N-取代的葡基胺(glycosylamine):

有一种化学反应,不管你是否对化学感兴趣,都是定期的,甚至是每天都会发生。这个反应就是美拉德反应。

美拉德反应让食物更美味

然而,美拉德反应的产物并不都是对人体有益的。有一种致癌化合物,丙烯酰胺,也可以作为反应产物产生,随着食物的加热时间更长,它的水平也会上升。

虽然美拉德反应让我们享受到了很多的美食,但并非所有熟食都会发生美拉德反应。

美拉德反应是褐变反应中重要的一种,它不同于酶促褐变以酶作为催化剂,而是用热的力量加速反应的进程。

巧克力、软糖和太妃糖的颜色也是由糖和牛奶蛋白的反应产生的。烤面包表面的黄褐色和香味也是美拉德反应产生的。

不同种类的化合物可以在不同的食物中形成不同数量的化合物,从而产生各种各样的潜在风味。

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阮光锋

这个图是以洋葱为例子的,洋葱经过美拉德褐变,颜色和风味儿都比之前增加许多。

原标题:为什么煮玉米没有烤玉米香?秘密原来都是它

这反应在低温下也可能发生,但是速度太慢,你要活的够久才能看到反应的成效。

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在顶部的温度栏横跨整个图片,焦糖化反应也会发生,而焦糖化反应和美拉德反应都属于非酶促褐变。焦糖化反应发生在更高的温度。而美拉德反应在较低的温度下也能发生,只是需要更久的时间。

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如下图,N和S赋予风味寡淡的CHO以美妙的风味。

美拉德反应的发生首先需要的是高温。室温下在柜台上放置一周的玉米肯定会发生一些化学变化,但美拉德不会是其中之一。温度越高,反应速度越快。温度相差10℃,褐变速度会相差3-5倍。所以,烧烤要比水煮更容易发生美拉德反应。

美拉德反应在很多食品中都可以发生

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随着我们对它的了解越来越多,我们更多地了解了煮熟食物的反应是如此的好——而不是一个糟糕的应用!

最后一行是两个例子,焦糖洋葱和美味牛排,在这些元素的存在下,会发生美拉德反应。

这种反应不需要调味料,也能产生非常美妙的风味。

酶解水稻蛋白付加物还绵果糖美拉德反应的光谱钻探【北京28计划】。美拉德反应的名字来自法国化学家路易斯-卡米尔·梅拉德(Louis-Camille Maillard),1912年,他是第一个描述了氨基酸和糖之间的反应的人。

美拉德反应总图

这个反应的名字有点欺骗性,因为它其实是一系列反应的统称,可以产生一系列复杂的产品。

1973年,美国化学家约翰·E·霍奇(John E Hodge)发表了该反应的不同步骤的机制,将其分阶段分类,并鉴定出一系列不同产物。

白色=氢。红色=氧气。蓝色=氮。黑色=碳。黄色=硫。可以看到黄色的硫原子存在于各种黄色的风味物质中。

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