A Maillard-reakció, más néven karbonil-ammónia reakció vagy nem-enzimatikus barnulási reakció, az aminovegyületek és a karbonilvegyületek között lejátszódó reakció, amely az élelmiszer-íz előállításának egyik fő forrása.

A Maillard-reakciót az egyik legfontosabb kémiai reakciónak tartják, amely az élelmiszer-feldolgozás során játszódik le. Befolyásolja az élelmiszer minőségi jellemzőit, például a színt, az ízt, a tápértéket és az élelmiszer-összetevők fizikai-kémiai tulajdonságait.

A melard-reakció termékei (főként melanoidinok, redukált ketonok és N-, S- és O-tartalmú heterociklusos vegyületek) a húskészítmények fő ízforrása, és a fenolos élelmiszer-antioxidánsok helyettesítésére használt melard-reakció termékeinek (MRP-k) antioxidáns tulajdonságai egyre nagyobb figyelmet kapnak.

A Maillard-reakció mechanizmusa

A Maillard-reakció egy nem enzimatikus barnulási reakció, amely elsősorban a karbonilvegyületek (különösen a redukáló cukrok) és az aminovegyületek (beleértve az aminokat, aminosavakat, peptideket, fehérjéket stb.) közötti komplex reakció. Az élelmiszer-feldolgozó ipar azóta használja a Maillard-reakciót, amióta az emberek elkezdték grillezni az ételeket. a Maillard-reakció nemcsak a hagyományos élelmiszerek előállítása szempontjából fontos, hanem a modern élelmiszeriparban is, például a pékáruk, a kávé stb. esetében. a Maillard-reakció biztosítja az élelmiszerek ízletes ízét és vonzó színét.

HODGE élelmiszerkémikus szerint a Maillard-reakció folyamata három szakaszra osztható: kezdeti, köztes és végső szakaszra, amelyek mindegyike több reakcióra osztható. A reakció összetett, számos keresztreakciót és bomlási reakciót tartalmaz, és egy sor aromás vegyületet (többek között ketonokat, aldehideket, alkoholokat, furánokat és származékaikat, pirrolokat, piridineket, piridineket, pirazinokat, tiofeneket, tiazolokat, umizolokat, gelzolinokat és szulfidokat) eredményez HJ. Ezek közé tartoznak a heterociklusos vegyületek (pirrolok, furánok, tiofenek, tiazolinok és pirazinok S és N vegyületei), a tiolvegyületek, a redukáló ketonok és a végül előállított analóg fekete kristályok.

A Melad-reakciót befolyásoló tényezők

Az élelmiszerek feldolgozása és tárolása során a redukáló cukrok és az aminosavak között lejátszódó kémiai reakciósorozatot Maillard-reakciónak nevezik. A Maillard-reakció mértékét befolyásoló fő tényezők a feldolgozási körülmények hőmérséklete és ideje, valamint a pH, a vízaktivitás és a reagáló anyagok típusa és aránya.

A reaktánsok azonban a feldolgozott élelmiszertől és nyersanyagtól függően változhatnak. Ezeknek a tényezőknek a Maillard-reakcióra gyakorolt hatásának megértése segít az élelmiszerek barnulásának szabályozásában, és nagy gyakorlati jelentőséggel bír az élelmiszeripar számára.

1) Reakció szubsztrát

A Maillard-reakcióban a reakcióban részt vevő cukrok főként redukáló cukrok, amelyek lehetnek diszacharidok, pentózok és hexózok. A reakció sebessége pentóz > hexóz > hexanon > diszacharid. A diszacharidok rossz ízt adnak, és a leggyorsabban reagáló és legjobb ízű a százas cukrok közül a ribóz, de ez drága és nehezen beszerezhető.

A nyersanyagok árát figyelembe véve általában glükózt és xilózt használnak.A Maillard-reakció a reakcióban részt vevő cukortól függően változik a termékek íze és koncentrációja. Ezek közül a xilóz reakciója a legjobb.

Az aminosavak típusa és koncentrációja szintén nagyon fontos hatással van a reakciótermék ízének típusára és értékére, és a különböző aminosavak különböző ízanyagokat eredményezhetnek a Maillard-reakcióban. Ezek közül a kéntartalmú aminosavaknak nagyon fontos hatásuk van a hús ízének kialakulására a melaminreakcióban.

A gyakorlatban, mivel a cisztein nehezen oldódik, az emberek általában a cisztein sóit (főként cisztein-hidrokloridot) használják. Bizonyos más aminosavak is nélkülözhetetlenek az íz kialakulásához a Maillard-reakcióban, nagyon fontos szerepet játszanak a termék ízjellemzőinek fokozásában, ami segíthet a Maillard-reakcióban a tökéletesebb és lágyabb húsíz kialakításában.

2) Hőmérséklet

A Maillard-reakciót nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet, minden 10 ℃ hőmérsékletváltozás esetén a barnulás mértéke 3~5-ször eltérő lesz, ezért a könnyen barnuló élelmiszereket alacsony hőmérsékleten kell tárolni. A hőmérséklet amellett, hogy befolyásolja a reakció sebességét, de befolyásolja a termék aromáját is, a hőmérséklet eltérő, a keletkező aroma is eltérő.

Egyes tudósok megállapították, hogy a reakcióhőmérséklet emelkedésével a Maillard-reakció ízanyagának keletkezése növekszik. A húsíz íz előállítása során a reakcióhőmérséklet általában nem több, mint 180 ℃, annak érdekében, hogy több hús ízanyagot kapjunk, és a mártás ízének kialakulásának megfelelő ellenőrzése, a 115 ℃ reakcióhőmérséklet megfelelő.

3) pH és vízaktivitás

Egy bizonyos tartományon belül a Maillard-barnulási reakció sebessége, a vízaktivitás és a pH pozitívan korrelál egymással. Lúgos körülmények között könnyen keletkeznek nitrogéntartalmú illékony anyagok (például pirazin); általában nem több, mint 8, mert a 8-nál nagyobb pH-nál a reakció gyorsabban halad és nehezen szabályozható, az aminonitrogén is jelentősen csökken, és az ízképződés is viszonylag gyenge.

Maillard-reakció színképződés pH>7,0, a hús ízének előállítása pH 5,0 és 5,5 között, és minél magasabb a pH, annál több ízanyag keletkezik, és a különböző pH-val a termelt ízanyagok összetevői is eltérőek.

A Maillard-reakció a mérsékelt vízaktivitású élelmiszerekben játszódik le a legkönnyebben. Ha a Maillard-reakciót húsíz előállítására használják, a 0,65-0,75 közötti nedvességaktivitás a legmegfelelőbb, és a reakció lassú, ha a nedvességaktivitás 0,30-nál kisebb vagy 0,75-nél nagyobb.

4) Reakcióidő

A reakcióidő jelentős hatással van a Maillard-reakció termékének színére és az aromavegyületek keletkezésére. Túl rövid idő esetén a reakció nem teljes, a keletkező íz nem sűrű, gazdag; túl hosszú idő esetén a reakció túlságosan hosszú, ami égett ízt és egyes rákkeltő anyagokat eredményezhet.

A Maillard-reakció hatása az élelmiszer-feldolgozásra

A Maillard-reakcióra először a glükóz és a glicin barna anyagokat előállító reakciója miatt figyeltek fel, és a reakció során keletkező barna anyagok az élelmiszerek egyik fontos színforrása.

A pékáruk, például a kenyér, a péksütemények és a kávébabok felületén található aranysárga anyag jelentős része a Maillard-reakcióból származik. Ezt várjuk, de a MailIard-reakció által termelt szín az élelmiszerben nincs szükség, mint például a tejtermékek sterilizálásánál, néha a nem megfelelő sterilizálásnál, a tejtermékek sárgulását a Maillard-reakció okozza.

Ezért az élelmiszer-feldolgozás folyamatában ellenőrizni kell a reakció körülményeit, hogy a reakció az emberek elvárásainak irányába menjen.

(1) A Maillard-reakció hatása az élelmiszerek ízére és színére

Az élelmiszerek hosszú távú tárolása vagy magas hőmérsékleten történő melegítése a Maillard-reakció végtermékeként melaninszerű barna pigmentet eredményez.

Számos élelmiszer tartalmaz melanoidint, például szójaszósz, szójabab, kenyér, grillezett hús, grillezett hal, grillezett kenyérszeletek, sült mogyoró és kávé. Ezeket az élelmiszereket úgy dolgozzák fel, hogy nagyon vonzó aranysárga vagy sötétbarna színt kapjanak, ami erős érdeklődést kelthet az emberekben, és növelheti az étel érzékszervi értékét.

Mivel azonban az ízanyagok előállításához szükséges anyagok többsége az élelmiszerben lévő tápanyagokból származik, mint például cukrok, fehérjék, zsírok és nukleinsavak, vitaminok stb., táplálkozási szempontból és bizonyos technológiai szempontokból is kedvezőtlen az élelmiszerek tárolása és feldolgozása során lejátszódó Maillard-reakciót és az ízanyagok előállítását figyelembe venni.

Ezenkívül a barnulás bizonyos mértékben befolyásolja egyes termékek (pl. tej és tejtermékek) érzékszervi minőségét, mivel a fehér termékek színe megváltozik, a világos termékek pedig sötétebbé válnak.

(2) A Maillard-reakció hatása az élelmiszerek táplálkozási tulajdonságaira

Az ételek barnulása az ételek tápértékének nem kívánt csökkenését okozhatja. Először is a klorogénsav és a redukáló cukrok Maillard-reakcióban való részvétele miatt, ami az aminosavak és a redukáló cukrok elvesztését okozhatja. Ezen kívül azt is megállapították, hogy az élelmiszerben lévő ásványi elemek hatékonysága is csökken, amint a Maillard-reakció bekövetkezik.

3) A Maillard-reakció hatása az élelmiszerekben lévő fehérjékre

A fehérjék és cukrok karbonil-ammónia útján történő kondenzációjával létrehozott fehérje-monoszacharid kovalens vegyületek jobb funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az eredeti fehérjék, például jobb emulgeáló, oldhatósági és antimikrobiális tulajdonságokkal. Ez növeli a fehérjék felhasználási lehetőségeit az élelmiszer- és gyógyszeripari alkalmazásokban.

A Maillard-reakció azonban csökkenti egyes fehérjék táplálkozási minőségét is, és gátolja a tripszin aktivitását. A gabonatermékek esetében a Maillard-reakció kétségtelenül alacsonyabbá teszi a fehérje biomassza árát. Egyes tudósok megerősítették, hogy 200 ℃ sütés tészta 15min, a fehérje PER értéke 3,6 a sütés előtt le 2,4, ha továbbra is sütni 130 ℃ 1h, tovább csökken 0,8, ami miatt a csökkenés a lizin okozta.

4) A Maillard-reakció által termelt káros anyagok és hatások

Az akrilamid és az AGE-k az élelmiszer-feldolgozás során keletkeznek, például sütés és sütés során. Az akrilamid a műanyagok gyártásához használt kémiai alapanyag, amely idegkárosodást okozhat és ismert rákkeltő, ezért az élelmiszerekben található akrilamid problémája világszerte figyelmet keltett.

A Maillard-reakció végstádiumában a fehérjék keresztkötése, a glikozilációs végtermékek (AGE-k) keletkezése szintén rendkívül káros az emberi egészségre, a hazai és nemzetközi kutatások megerősítették, hogy az AGE-k részt vesznek az öregedésben, az érelmeszesedés, a nefropátia és a cukorbetegség, valamint más, a fejlődési folyamatban előforduló betegségek kialakulásában.

Az élelmiszer-feldolgozás során piruvikus aldehid is keletkezik, amelynek az orvostudomány szerint lehetséges szerepe van a szervezet mutációinak előidézésében, de a piruvikus aldehid csak a reakció köztes terméke, amely nagyon reaktív és gyorsan reagál más anyagokkal. Általánosságban elmondható, hogy a reakcióban a piruvikus aldehid előnyös, és a reakció során a lehető legjobban kell szabályozni, hogy a reakció során kedvező irányba haladjon, csökkentse toxicitását és megakadályozza felhalmozódását.

Maillard-reakció

Racionális ellenőrzés az élelmiszer-feldolgozásban

A Maillard-reakció széles körben megtalálható az élelmiszer-feldolgozásban és az élelmiszerek hosszú távú tárolásában, és az élelmiszer-íz előállításának egyik fő forrása. Az élelmiszer-előállításban a Maillard-reakciót a különböző feldolgozási céloknak és a különleges feldolgozási körülményeknek megfelelően ésszerűen kell szabályozni.

(1) A Maillard-reakció ellenőrzése a gyümölcs- és zöldségitalok előállítása során

A gyümölcs- és zöldségitalok feldolgozásában és előállításában az enzim barnulás gyakran a termékminőség romlásához vezet, bár a gyümölcsök és zöldségek barnulása általában az enzim barnulása a fő ok, de a citrusfélék és a zöldségek esetében a nitrogéntartalmú anyagok nagyobb mennyisége miatt gyakran könnyű a Maillard-reakció előfordulása és a termelés barnulásához vezet, a PH koncentrációjának és a cukoroldatnak a termelésére kell figyelni.

A gyümölcs- és zöldségitalok feldolgozása és előállítása során a normál íz biztosítása érdekében a PH-értéket a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni kell a Maillard-reakció sebességének lassítása érdekében. A gyümölcs- és zöldségitalok előállítása során az eredeti szirup koncentrációját 30% és 50% között szabályozzák a legmegfelelőbb Melad-reakció elérése érdekében.

(2) A Maillard-reakció ellenőrzése a tejtermékek előállítása során

Tej és tejtermékek feldolgozása során a kazein terminális aminosavak miatt a lizin amino- és laktóz (vagy más redukáló cukrok), hogy létrehozza a glükózamin, majd Amadori átrendeződés, hasítás, dehidratálás és egyéb folyamatok létrehozásához barna anyagok. Tej és tejtermékek barnulása, íz és megjelenés romlása, fizikai tulajdonságok csökkenése.

Mivel a barnulási folyamat során nagy mennyiségű szén-dioxid keletkezik, a "konzervdoboz-tágulás" jelensége lép fel, amikor a tejpor és a sűrített tej a zárt tárolóban komolyabb barnuláson megy keresztül.

A tej és a tejtermékek barnulásának szabályozására szolgáló módszerek közé tartoznak: a hőmérséklet szabályozása, alacsony redukálócukor-tartalmú cukrok használata, megfelelő stabilizátorok kiválasztása, a nyers tej pH-értékének szabályozása, a késztermék víztartalmának szabályozása és inhibitorok hozzáadása.

3) A Maillard-reakció ellenőrzése a főzési folyamat során

Sütés, sütés, párolás és más főzési módszerek során a magas hőmérséklet és a hosszú ideig tartó melegítés Mamard reakciótermékek, akrilamid és AGE-k keletkezéséhez vezet.

Az akrilamid főként a sült vagy sült keményítőtartalmú élelmiszerekből származik, és egyes tudósok bebizonyították, hogy az aszparagin az akrilamid képződésének fontos prekurzora. A főzés során lejátszódó Maillard-reakció mértékét befolyásolja a nyersanyagban lévő cukrok és aminosavak típusa és mennyisége, valamint a főzési módszerrel is összefügg.

Ez a tűz kezelésével, az alapanyag mennyiségével, a fűszerek elhelyezésével és a hőátadó közegek használatával kapcsolatos. A főzési folyamat során a főzési fűtési hőmérséklet és a fűtési idő szabályozására, az aminovegyületek és a karbonilvegyületek tartalmának szabályozására, a főzési módszerek ésszerű megválasztására, az akrilamid és az AGE-k termelésének megakadályozására, az ételek jó színének és aromájának kialakulásának elősegítése érdekében.

A Melad alkalmazása az élelmiszer-feldolgozásban és -tárolásban

1. Az MRP-k antioxidáns tulajdonságai

Az 1980-as évek óta az MRP-k antioxidáns tulajdonságainak kutatása fokozatosan felkeltette a kutatók figyelmét, és népszerű témává vált az élelmiszertáplálkozás és az élelmiszerkémia területén. Az élelmiszeriparban széles körben használt antioxidánsok, mint a BHA, BHT, TBHQ stb. használatát Európában és az Egyesült Államokban betiltották lehetséges rákkeltő hatásuk miatt.

Az MRPS az élelmiszerek feldolgozása és tárolása során keletkező anyagok egy olyan osztálya, amely természetesnek tekinthető, és várhatóan a természetes és nem toxikus antioxidánsok következő generációja lesz.

Maillard-reakció termékek (Maillard-reakció termékek, MRP-k), amelyek a fekete esszencia, a redukált ketonok és egy sor nitrogéntartalmú, kéntartalmú illékony heterociklusos vegyületek osztályába tartoznak, ezek az anyagok bizonyos antioxidáns tulajdonságokkal rendelkeznek, és antioxidáns tulajdonságaikat a fenolos élelmiszer-antioxidánsok helyettesítésére használják, fokozatosan vonzza az emberek figyelmét.

Néhány ilyen anyag antioxidáns ereje még az élelmiszerekben általánosan használt antioxidánsokéval is összehasonlítható. A reakció végstádiumában lévő nagy molekulatömegű anyagokat, mint például a melanotropin felszabadító hormon, az MRP-k fő antioxidánsainak tekintik.

2.A Maillard-reakció alkalmazása az aromakészítésben

①A hazai ízek fejlesztése

Kína húsízesítő ipara későn indult, az instant tésztaipar megjelenésével párhuzamosan. A legkorábbi ízgyártási módszerek kezdetlegesek, de jól elnyelték a kínai hagyományos húsfőzés gyártási folyamatát.

A jelenlegi hazai aroma cégek és kutatóintézetek elkötelezettek a termikus reakció hús íz kutatás és fejlesztés és alkalmazása a fő alkalmazása termikus reakció aroma nyersanyagok, mint például a fehérje nitrogénforrás, szénhidrát szénforrás enzimatikus hidrolízis, kontroll hidrolízis fok, a vonatkozó paraméterek az ésszerű kiigazítás és a termikus reakció folyamaton keresztül annak érdekében, hogy reális, gazdagon ízesített hús íz. Ezek a termékek jó ízűek és tiszta ízűek, és egyszerűsíthetik az élelmiszer-feldolgozási eljárásokat, ami elősegíti a termelési költségek csökkentését.

Az elmúlt években a fogyasztás szintjének javulásával Kína ízek iránti kereslete növekszik, Kína íz- és illatanyag-gyártása összességében növekvő tendenciát mutat, ez a gyors fejlődési lendület várhatóan hosszú ideig folytatódik.

② Külföldi ízek fejlődési trendje

1960 óta a brit MoIrton megkapta az első Maillard-reakció előkészítése hús aromák óta a szabadalom, hús aromák gyors fejlődés és a kereskedelmi termelés. Ma a hőreagált húsaromák éves termelése az Egyesült Államokban és Európában meghaladja a 30 000 tonnát, és széles körben használják folyékony levesekben, szilárd levesekben, snack-ételekben, konzervekben, új fehérjetartalmú élelmiszerekben, szimulált húskészítményekben és egyéb élelmiszerekben.

Európában és az Egyesült Államokban a hőkezelt húsaromák gyártása az aromák összmennyiségének több mint 65%-át tette ki. Az elmúlt években a kutatók itthon és külföldön is találtak egy új aminosav nyersanyagot egy élesztőkivonat, élesztőkivonat helyett egy része a hús kivonat, lehet, hogy a termelt hús aroma íz íz íz és íz jobb.

Következtetés

A Maillard-reakció és termékeinek kutatása és alkalmazása az elmúlt években fontos és népszerű téma volt az élelmiszer- és ízkémia területén itthon és külföldön egyaránt. Az emberek Maillard-termékek kutatása nem csak az ízek nyersanyagára korlátozódik, hanem egyre mélyrehatóbb kutatásokat végeznek funkcionális tulajdonságairól, mint például az antioxidáns, antimikrobiális, antimutagén, emulgeáló, az élelmiszerek ízmódosításának javítása és a bioaktív anyagok hatása.

Mivel a Maillard-reakció folyamata meglehetősen összetett, több tucat, több száz vagy akár több ezer termékkel, még mindig sok hiányosság van, amelyeket tovább kell tanulmányozni. Az elmúlt évtizedekben az analízis, a kimutatási technológia és az analitikai módszerek, például a HPLC, GC, GC ~ MS, GC-O és más fejlett kutatási eszközök fejlődésével a Maillard-termékek elválasztására, tisztítására és azonosítására alkalmazzák.

A Maillard-termékek sokféleségéből és összetettségéből adódóan a termékek jelentős része hasznos az élelmiszeripar számára, de természetesen a káros komponensek sem zárhatók ki, ezért a jövőbeni kutatások során a reakció körülményeit a lehető legjobban ellenőrizni kell, hogy a reakciót az emberek elvárásainak megfelelő irányba lehessen fejleszteni. Úgy véljük, hogy a reakciómechanizmus és az alkalmazás alapos tanulmányozásával a Maillard-reakció alkalmazása a száraz élelmiszer-feldolgozó iparban szélesebb perspektívát fog nyújtani.