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  美拉德反應在香精生產(chǎn)中的應用國外研究比較多,國內(nèi)研究應用很少,該技術在肉類香精及煙草香精中有非常好的應用。所形成的香精具天然肉類香精的逼真效果,具有調(diào)配技術*的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統(tǒng)的香精調(diào)配和生產(chǎn)工藝的范疇,是一全新的香精香料生產(chǎn)應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調(diào)味品行業(yè)。 
    1、美拉德反應機理 
    1912年法國化學家Ｍａｉｌｌａｒｄ發(fā)現(xiàn)*與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質(zhì)。后來人們發(fā)現(xiàn)這類反應不僅影響食品的顏色,而且對其香味也有重要作用,并將此反應稱為非酶褐變反應(ｎｏｎｅｎｚｉｍｉｃｂｒｏｗｎｉｎｇ)[1]。1953年Ｈｏｄｇｅ對美拉德反應的機理提出了系統(tǒng)的解釋,大致可以分為3階段[2～4]。 
    1.1 起始階段 
    1.1.1 席夫堿的生成(ＳｈｉｆｆＢａｓｅ):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫堿。 
    1.1.2 Ｎ-取代糖基胺的生成:席夫堿經(jīng)環(huán)化生成。 
    1.1.3 Ａｍａｄｏｒｉ化合物生成:Ｎ-取代糖基胺經(jīng)Ａｍｉａｄｏｒｉ重排形成Ａｍａｄｏｒｉ化合物(1—氨基—1—脫氧—2—酮糖)。 
    1.2 中間階段在中間階段,Ａｍａｄｏｒｉ化合物通過三條路線進行反應。 
    1.2.1 酸性條件下:經(jīng)1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。 
    1.2.2 堿性條件下:經(jīng)2,3—烯醇化反應,產(chǎn)生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利于Ａｍａｄｏｒｉ重排產(chǎn)物形成1ｄｅｏｘｙｓｏｍｅ。它是許多食品香味的前驅(qū)體。 
    1.2.3 Ｓｔｒｅｃｋｅｒ聚解反應:繼續(xù)進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行zui后階段反應或與氨基進行Ｓｔｒｅｃｋｅｒ分解反應,產(chǎn)生Ｓｔｒｅｃｋｅｒ醛類。 
    1.3 zui終階段 
    此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產(chǎn)物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,zui終生成類黑精。美拉德反應產(chǎn)物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發(fā)性雜環(huán)化合物,所以并非美拉德反應的產(chǎn)物都是呈香成分[5]。 
    2、美拉德反應的影響因素[5～8] 
    2.1 糖氨基結構 
    還原糖是美拉德反應的主要物質(zhì),五碳糖褐變速度是六碳糖的10倍,還原性單糖中五碳糖褐變速度排序為:核糖>阿拉伯糖>木糖,六碳糖則:半乳糖>甘露糖>葡萄糖。還原性雙糖分子量大,反應速度也慢。在羰基化合物中,α-乙烯醛褐變zui慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類zui慢。胺類褐變速度快于氨基酸。在氨基酸中,堿性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質(zhì)慢。 
    2.2 溫度20～25℃氧化即可發(fā)生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高于80℃時,反應速度受溫度和氧氣影響小。
  2.3 水分水分含量在10%～15%時,反應易發(fā)生,*干燥的食品難以發(fā)生。 
    2.4 ｐＨ值當ｐＨ值在3以上時,反應隨ｐＨ值增加而加快。 
    2.5 化學試劑酸式亞硫酸鹽抑制褐變,鈣鹽與氨基酸結合成不溶性化合物可抑制反應。 
    3、肉類香味形成的機理 
    3.1 肉類香味的前體物質(zhì) 
    生肉是沒有香味的,只有在蒸餾和焙烤時才會有香味。在加熱過程中,肉內(nèi)各種組織成分間發(fā)生一系列復雜變化,產(chǎn)生了揮發(fā)性香味物質(zhì),目前有1000多種肉類揮發(fā)性成分被鑒定出來,主要包括:內(nèi)酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物和硫化物。大致研究標明形成這些香味的前體物質(zhì)主要是水溶性的糖類和含氨基酸化合物以及磷脂和三甘酯等類脂物質(zhì)[9]。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉制品*風味,如果從各種肉中除去脂肪則肉之香味是一致的沒有差別[10]。 
    3.2 美拉德反應與肉味化合物 
    并不是所有的美拉德反應都能形成肉味化合物,但在肉味化合物的形成過程中,美拉德反應起著很重要的作用。肉味化合物主要有Ｎ.Ｓ.Ｏ-雜環(huán)化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環(huán)乙烯硫醚等低分子量前體物質(zhì)。其中吡嗪是一些主要的揮發(fā)性物質(zhì)。另外,在美拉德反應產(chǎn)物中,硫化物占有重要地位。若從加熱肉類的揮發(fā)性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失[4]。肉香味物質(zhì)可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、*類)通過Ｍａｉｌｌａｒｄ和Ｓｔｒｅｃｋｅｒ降低反應產(chǎn)生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產(chǎn)生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產(chǎn)生肉香味。硫胺產(chǎn)生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產(chǎn)生肉香味。核糖核苷酸類、核糖—5’—磷酸酯、甲基呋喃醇酮通過硫化氫反應產(chǎn)生肉香味?？梢?雜環(huán)化合物來源于一個復雜的反應體系,而肉類香氣的形成過程中,美拉德反應對許多肉香味物質(zhì)的形成起了重要作用[11]。 
    3.3 氨基酸種類對肉香味物質(zhì)的影響 
    對牛肉加熱前后浸出物中氨基酸組分分析,加熱后有變化的主要是*、*、半*、*等,這些氨基酸在加熱過程中與糖反應產(chǎn)生肉香味物質(zhì)。吡嗪類是加熱滲出物特別重要的一組揮發(fā)性成分,約占50%。另外從生成的重要揮發(fā)性肉味化合物結構分析,牛肉中含硫氨基酸、半*和*以及*等,是產(chǎn)生牛肉香氣不可少的前體化合物。半*及其他含硫化合物。半*產(chǎn)生強烈的肉香味,*味道差,蛋氨酸產(chǎn)生土豆樣風味,谷*產(chǎn)生出較好的肉味。當加熱半*與還原糖的混合物時,便得到一種刺激性“生”味,如有其他氨基酸混合物存在的話,可得到更*和的風味,蛋白水解物對此很合適。 
    3.4 還原糖對肉類香味物質(zhì)的影響 
    對于反應來說,多糖是無效的,雙糖主要指蔗糖和麥芽糖,其產(chǎn)生的風味差,單糖具有還原力,包括戊糖和己糖。研究標明,單糖中戊糖的反應性比己糖強,且戊糖中核糖反應性zui強,其次是阿拉伯糖、木糖。由于葡萄糖和木糖,廉價易得,一反應性好,所以常用葡萄糖和木糖作為美拉德反應原料。 
    3.5 環(huán)境因素對反應的影響[1] 
    牛肉香精、需要較長的時間和更濃的反應溶液。豬肉和雞肉香精,需較短加熱時間,較稀的反應溶液,較低的反應溫度。反應混合物ｐＨ值低于7(在2～6)反應效果較好;ｐＨ大于7時,由于反應速度較快而難以控制,且風味也較差。不同種類的氨基酸比不同種類的糖類對加熱反應生成的香味特征更有顯著影響。同種氨基酸與不同種類的糖,產(chǎn)生的香氣也不同。加熱方式不同,如“煮”、“蒸”、“燒”,不同烹調(diào)方式,同樣的反應物質(zhì)產(chǎn)生不同香味。 
    4、肉類香精的生產(chǎn) 
    從1960年開始,就有研究利用各種單體香精經(jīng)過調(diào)和生產(chǎn)肉類香精,但由于各種熟肉香型的特征十分復雜,這些調(diào)和香精很難達到與熟肉香味逼真的水平,所以對肉類香氣前體物質(zhì)的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質(zhì)制備肉味香精,主要是以糖類和含硫氨基酸如半*為基礎,通過加熱時所發(fā)生的反應,包括脂肪酸的氧化、分解、糖和氨基酸熱降解、羰氨反應及各種生成物的二次或三次反應等。所形成的肉味香精成分有數(shù)百種。以這些物質(zhì)為基礎,通過調(diào)和可制成具有不同特征的肉味香精[4]。美拉德反應所形成的肉味香精無論從原料還是過程均可以視為天然,所以所得肉味香精可以視為天然香精