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梅拉德反应
作者:海淀CDC理化科 点击数:0更新时间:2019-3-27 16:12:19
我们每天的衣食住行离不开化学。例如,我们每天要吃油盐酱醋糖,这些常用佐料的制造,均离不开化学。有人会认为糖是从甘蔗和甜菜等植物中榨取的,以为用不上化学。其实,白糖的制造过程用到的过滤、蒸发、结晶等技术均是常用的化学技术,食盐的制造同样要用到这些技术,酱油和醋的生产主要靠发酵,其中发生了很多生物化学反应,也要用到过滤和精制等传统化学技术。 有一门化学分支,叫食品化学,与我们的饮食关系极大。食品化学是系统研究食品的化学组成、结构、性质以及食品加工和贮藏过程中发生的化学变化的科学。食品在加工工程中会发生很多化学反应,有些化学反应非常有趣。红烧肉是我国老百姓喜爱的家常菜,几乎没有人不喜欢吃红烧肉的。做红烧肉时通常要加白糖和料酒(黄酒),一般认为氨基酸与乙醇发生酯化反应,生成氨基酸乙酯,这一反应显示了料酒去腥的作用,红烧肉的香味主要也是氨基酸乙酯的功劳。其实,红烧肉的香味主要是白糖的功劳。今天介绍做红烧肉的过程中发生的一个化学反应,这一化学反应是红烧肉色泽、香味和好味道的主要因素。 1912年法国化学家L.C.Maillard发现氨基酸或蛋白质与葡萄糖混合加热时形成褐色的物质。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,人们将此反应称为美拉徳(Maillard)反应或非酶褐变(nonenzymaticbrowning)反应。只要温度不高,如做红烧肉,这种反应产生的褐色物质无毒,且香气扑鼻,色泽诱人,是红烧肉、红烧鱼等成为美食的功臣。 不同的氨基酸与不同的糖反应,能产生不同的香味。例如,亮氨酸与葡萄糖在高温下反应,能够产生令人愉悦的面包香。红烧肉的香味比较复杂,还不知什么氨基酸与糖反应的,可能是多种氨基酸与多种糖反应的产物。美拉德反应还促进了香料化学的发展,该反应在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴,产生了一种全新的香料生产技术,尤其在调味品行业应用广泛。该反应所形成的香精能产生天然肉类香味的逼真效果。美拉德反应的机制还不十分清楚,1953年Hodge对美拉德反应的机理提出了系统的解释,可分为三个阶段:初期、中期和末期。初期是氨基酸的氨基与糖的羰基发生亲核加成反应生成席夫碱,席夫碱环化形成氮代糖基胺,经阿姆德瑞分子重排反应,生成烯醇式和酮式糖胺。中期是烯醇式和酮式糖胺在酸性条件下经1,2-烯醇化反应,生成羰基呋喃醛,在碱性条件下经2,3-烯醇化反应,产生还原酮类和脱氢还原酮类化合物。这些多羰基不饱和化合物通过斯特勒克(Strecker)降解反应,生产醛类、吡嗪类化合物和一些容易挥发的化合物,这些化合物能产生特殊的香味。最后阶段的机制非常复杂,多羰基不饱和化合物进行缩合、聚合反应,产生褐黑色的类黑精物质。类黑精物质是红烧肉色泽的物质基础,控制糖的量和温度,缩合、聚合反应的程度不同,产生不同的类黑精物质,红烧肉的色泽也不同。有人烧红烧肉时喜欢加冰糖(砂糖重结晶产物),烧出的红烧肉色泽光亮,道理说不清楚,这有可能与药物的不同晶型产生不同的药效有点类似。 建议平时烧红肉不要用市场上的肉香香精,而是用我们老祖宗积累的经验做红烧肉,加糖、黄酒、桂皮、生姜、八角等天然调味佐料。这些佐料中的化学物质与肉中成份产生复杂的化学反应,除酯化反应、美拉德反应、糖焦化反应(见下),其他反应目前不清楚,可能有全新的化学反应,值得研究。美拉德反应是食品化学研究的重要领域,每年有很多论文发表,目前还应用于疾病预防,例如有人研究出有利于糖尿病和慢性肾病患者食用的烤牛排的烹饪条件。我国科学家还用色谱和质谱技术研究北京烤鸭香味的指纹图谱,指纹图谱中的化合物多数是美拉德反应的产物。今后,如果把我国的高级厨师、民间烧菜高手做的红烧肉进行化学分析,做成指纹图谱数据库,并与他们烧制的配方和工艺过程相关联,进行大数据分析,产生出系列红烧肉烹饪工艺,家家户户都可以烧出适合自己口味的红烧肉。
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