木糖醛如何化學反應生成呋喃酮

① 美拉德反應生成物質

美拉德反應是一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產之中，我國還是近幾年才開始的。美拉德反應在香精生產中的應用國外研究比較多,國內研究應用很少,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, 具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業。1 美拉德反應機理1912年法國化學家Ｍａｉｌｌａｒｄ發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現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,並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 席夫鹼的生成(ＳｈｉｆｆＢａｓｅ):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫鹼。1.1.2 Ｎ-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。1.1.3 Ａｍａｄｏｒｉ化合物生成:Ｎ-取代糖基胺經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1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。1.2.2 鹼性條件下:經2,3—烯醇化反應,產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Ａｍａｄｏｒｉ重排產物形成1ｄｅｏｘｙｓｏｍｅ。它是許多食品香味的前驅體。1.2.3 Ｓｔｒｅｃｋｅｒ聚解反應:繼續進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行最後階段反應或與氨基進行Ｓｔｒｅｃｋｅｒ分解反應,產生Ｓｔｒｅｃｋｅｒ醛類。1.3 最終階段此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物,所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分[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,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-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於氨基酸。在氨基酸中,鹼性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質慢。2.2 溫度20～25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高於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,反應易發生,完全乾燥的食品難以發生。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,肉內各種組織成分間發生一系列復雜變化,產生了揮發性香味物質,目前有1000多種肉類揮發性成分被鑒定出來,主要包括:內酯化合物、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[9]。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉製品特有風味,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並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-雜環化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環乙烯硫醚等低分子量前體物質。其中吡嗪是一些主要的揮發性物質。另外,在美拉德反應產物中,硫化物佔有重要地位。若從加熱肉類的揮發性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失[4]。肉香味物質可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、胱氨酸類)通過Ｍａｉｌｌａｒｄ和Ｓｔｒｅｃｋｅｒ降低反應產生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產生肉香味。硫胺產生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產

② 什麼是麥拉德反應

麥拉德反應是很多食品加工貯藏過程中易產生的一系列化學反應的稱謂，其反應的過程、結果因底物、條件而不同，一般地，反應初始期以無紫外吸收的無色溶液為特徵，還原能力強，隨著反應不斷進行，溶液變成黃色，在近紫外區吸收明顯增強，同時少量的糖脫水變成 HMF 以及發生鍵斷裂形成α—羰基化合物和開始生成色素。其最後反應階段，則發生復雜的醇醛縮合和聚合反應，食品或營養液開始變為紅棕色或咖啡色、褐色，出現類黑精物質。

從營養學的觀點看，當一種氨基酸或一部分蛋白質參與麥拉德反應時，顯然會造成氨基酸的損失，這種破壞對必需氨基酸來說顯得特別重要，其中以含有氨基的賴氨酸最為敏感，因而也最容易損失，鹼性的 L- 精氨酸和 L- 組氨酸也非常敏感，易發生反應。有研究表明，鮮牛奶在 100 ℃處理幾分鍾，其 L- 賴氨基酸降解 5% ，脫脂奶粉在 150 ℃處理 3 小時， L- 賴氨酸損失 80% ，因此，發生了麥拉德反應即顏色變深的食品是不能保證其營養價值的。

最近的研究表明，麥拉德反應會形成某些致突變產物，波威爾（ powire ）等已證實 D- 葡萄糖或 D- 果糖與 L- 賴氨酸或 L- 谷氨酸發生褐變反應所生成的某些產物可引起致突變作用，並且在沙門氏菌 A100 菌株中得到證實。因此，控制食品中麥拉德反應十分重要。現在的科學根據麥拉德反應的特點，能夠控制麥拉德反應，因此，大部分的食品是安全的。

知道了褐變的原理，因此，日常生活中如煮牛奶有的人喜歡加糖，最好在牛奶煮好後，小火保持一段時間，關火前再加糖而不要先加糖與牛奶一起煮。在選購含蛋白質和糖（碳水化合物）豐富的食物時，如營養液、飲料等，要仔細觀察其顏色，對於深色者要注意提防是否有褐變現象。

③ 哪些物質可以和糠醛反應，求方程式

糠醛也具有醛的一般性質。。也就能發生相關的反應。。銀鏡反應。氧化成酸，還原為醇的反應就不說了。。這個應該了解。
還能發生如下反應
2（糠醛)+NaOH=呋喃甲酸(酸化得到）+呋喃甲醇 （坎尼扎羅反應）
糠醛+乙酸酐==α-呋喃丙烯酸+乙酸 （ 在醋酸鈉作用下） （鉑金反應）
反應應該還有很多。這里也不好多說了。。具體可以去查看有機化學，關於醛酮那章節

④ 常見的單糖和雙糖，特點、結構

單糖的結構及特點：

1、單糖的開鏈結構和構型

單糖的開鏈結構可用費歇爾（Fischer）投影式表示，即將碳鏈放在垂直線上，主鏈中第一號碳原子在上，「十」字線的交點代表鏈中碳原子，每個鏈中碳原子上各連有一個氫原子和一個羥基（或連有兩個氫原子），分別位於碳鏈的左、右兩側。

單糖的特點

單糖在溶液中、結晶狀態和生物體內主要以環狀結構形式存在。單糖的環狀結構是其羰基與羥基發生半縮醛（或半縮酮）反應而形成的。

常見的是五元環和六元環，形成的半縮醛（或半縮酮）羥基與決定單糖構型的碳原子上的羥基處於碳鏈同側的為a-型，處於異側的為β-型。單糖的a-型和β-型環狀結構之間可以通過鏈狀結構相互轉化。

雙糖結構和特點：

結構：

1、還原性雙糖

還原性雙糖是由一分子單糖的半縮醛羥基與另一分子單糖的醇羥基脫水縮合而成的，分子中還有一個半縮醛羥基，可以開環成鏈式。重要的還原性雙糖有麥芽糖、纖維二糖和乳糖。

2、非還原性雙糖

非還原性雙糖是兩分子單糖的半縮醛（或半縮酮)羥基間脫水而成的，分子中不存在半縮醛羥基，不能開環成鏈式。

特點：

麥芽糖和纖維二糖都是由兩分子葡萄糖彼此以第一和第四個碳原子通過氧原子相連而成的還原性雙糖，區別僅在於成昔的葡萄糖單位中半縮醛羥基的構型不同。

麥芽糖中，成苷的葡萄糖單位的半縮醛羥基是a式的，這樣與另一分子葡萄糖的C4形成的鍵叫a-1,4-苷鍵，而纖維二糖的兩個葡萄糖單位是以β-1,4-苷鍵相連的。麥芽糖和纖維二糖都有a和兩β種異構體。

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相關知識

糖類也叫碳水化合物，在自然界中分布極為廣泛，例如葡萄糖、澱粉、纖維素、糖原等都屬於糖類。糖類是動、植物體的重要組成成分，是一切生物體維持生命活動所需能量的主要來源。從化學結構上看，它們是多羥基醛、酮或多羥基醛、酮的縮合物。

根據能否水解及水解的產物，糖類可以分為單糖、低聚糖和多糖。

單糖是不能水解成更小的分子的糖類，如葡萄糖、核糖、果糖等。

低聚糖是能水解成2~10個單糖分子的糖類，其中最主要的是能水解成兩分子單糖的雙糖，如蔗糖、麥芽糖、乳糖等。

多糖是指能水解成許多單糖分子的糖類，如澱粉、纖維素、糖原等。

⑤ 所有的單糖都是還原性糖嗎

一、概述

1、概念：單糖不能水解成更簡單的糖的碳水化物叫單糖。單糖有3到7個碳原子。

2、分類

（1）依碳原子數的多少，依次稱為丙、丁、戊、已、庚糖。丙糖和丁糖以中間代謝物的形式存在，自然界存在最多是戊糖和已糖。

（2）根據構造分，有醛基或酮基。有醛基者稱醛糖，有酮基者稱酮糖。多羥基醛稱為醛糖，多羥基酮稱為酮糖。例如，葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。單糖中最重要的與人們關系最密切的是葡萄糖等。

3、最簡單的單糖是甘油醛和二羥 基丙酮。

4、食物中的主要單糖

1.葡萄糖 6碳糖，是構成食物中各種糖類的基本單位，是一類具有右旋性和還原性的醛糖，是人類空腹時唯一游離存在的六碳糖，在人血漿中的濃度是5mmol/L。

2.果糖 6碳酮糖，主要存在於水果及蜂蜜中。玉米糖漿含果糖40-90%，是飲料、冷凍食品、糖果蜜餞生產的重要原料。果糖吸收後經肝臟轉變成葡萄糖被人體利用，部分可轉變為糖原、脂肪或乳酸。

3.半乳糖 是乳糖的組成成分，半乳糖在人體中先轉變成葡萄糖後被利用，母乳中的半乳糖實在體內重新合成的，而不是食物中直接獲得的。

4.其它單糖 （1）戊糖類，如核糖、脫氧核糖等；（2）甘露糖，主存在於水果和根、莖 類蔬菜中；（3）糖醇類，如山梨醇、甘露醇、木糖醇等。

二、單糖的結構

（一）、單糖的構造式

葡萄糖、果糖等的結構已在上個世紀由被譽為「糖化學之父」的費歇爾（Fischer）及哈沃斯（Haworth）等化學家的不懈努力而確定。

實驗證明，葡萄糖的分子式為C6H12O6，為2，3，4，5，6，-五羥基己醛的基本結構。果糖為1，3，4，5，6，-五羥基己酮的基本結構。其構造式如下：

（二）、單糖的構型

葡萄糖有四個手性碳原子，因此，它有24=16個對映異構體。所以，只測定糖的構造式是不夠的，還必須確定它的構型。

1．相對構型的確定

糖的相對構型(D系列和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作為標准，將其進行與糖類化合物有關聯的一系列反應聯系，得到相應的糖類。這樣糖類的相對構型也就可以確定了。例如，己醛糖的D型異構體與D-(+)甘油醛的關聯見P581圖19-1。

19世紀末，20世紀初，費歇爾（E?Fischer）首先對糖進行了系統的研究，確定了葡萄糖的結構。葡萄糖的構型如下：

十六個己醛糖都經合得到，其中十二個是費歇爾一個人取得的（於1890年完成合成）。所以費歇爾被譽為「糖化學之父」。也因而獲得了1902年的諾貝爾化學獎。（38歲出成果，50歲獲諾貝爾化學獎）

2．構型的標記和表示方法

（1）構型的標記

糖類的構型習慣用D / L名稱進行標記。即編號最大的手性碳原子上OH在右邊的為D型，OH在左邊的為L型。八個D型的己醛糖的名稱及構型見P581，另有八個L型異構體。

（2）構型的表示方法

糖的構型一般用費歇爾式表示，但為了書寫方便，也可以寫成省寫式。其常見的幾種表示方法為：

另一種表示方法是用楔型線表示指向紙平面的鍵，虛線表示指向紙平面後面的鍵。如D-(+)葡萄糖可表示為：

應當注意的是：碳鏈上的幾個碳原子並不在一條直線上，著可從分子模型看出。把結構式橫寫更容易看出分子中各原子團之間的立體關系。

（三）、單糖的環狀結構

單糖的開鏈結構是由它的一些性質而推出來的，因此，開鏈結構能說明單糖的許多化學性質，但開鏈結構不能解釋單糖的所有性質，如：

① 不與品紅醛試劑反應、與NaHSO4反應非常遲緩（這說明單糖分子內無典型的醛基）。

② 單糖只能與一分子醇生成縮醛（說明單糖是一個分子內半縮醛結構）。

③ 變旋光現象，如：

葡萄糖晶體 常溫下用乙醇結晶而得（α型） 高溫下用醋酸結晶而得（β型）

m.p 146℃ 150℃

新配溶液的[α]D +112° +19°

新配溶液放置 [α]D 逐漸減少至52° [α]D 逐漸增高至52°

由變旋現象說明，單糖並不是僅以開鏈式存在，還有其它的存在形式。1925~1930年，由X射線等現代物理方法證明，葡萄糖主要是以氧環式（環狀半縮醛結構）存在的。

1．氧環式結構

2．環狀結構的α構型和β構型

糖分子中的醛基與羥基作用形成半縮醛時，由於C=O為平面結構，羥基可從平面的兩邊進攻C=O，所以得到兩種異構體α構型和β構型。兩種構型可通過開鏈式相互轉化而達到平衡。

這就是糖具有變旋光現象的原因。

α構型——生成的半縮醛羥基與決定單糖構型的羥基在同一側。

β構型——生成的半縮醛羥基與決定單糖構型的羥基在不同的兩側。

α-型糖與β-型糖是一對非對映體，α-型與β-型的不同在C1的構型上故有稱為端基異構體和異頭物。

3．環狀結構的哈沃斯式（Haworth）透視式

糖的半縮醛氧環式結構不能反映出各個基團的相對空間位置。為了更清楚地反映糖的氧環式結構，哈沃斯透視式是最直觀的表示方法。

將鏈狀結構書寫成哈沃斯式的步驟如下：

① 將碳鏈向右放成水平，使原基團處於左上右下的位置。

② 將碳鏈水平位置彎成六邊形狀。

③ 以C4-C5為軸旋轉120°使C5上的羥基與醛基接近，然後成環（因羥基在環平面的下面，它必須旋轉到環平面上才易與C1成環。

α-型

β-型

糖的哈沃斯結構和吡喃相似，所以，六元環單糖又稱為吡喃型單糖。因而葡萄糖的全名稱為：

α-D-(+)-吡喃葡萄糖 β-D-(+)-吡喃葡萄糖

（四）單糖的構象

研究證明，吡喃型糖的六元環主要是呈椅式構象存在與自然界的。

從D-(+)-吡喃葡萄糖的構象可以清楚的看到，在β-D-(+)-吡喃葡萄糖中，體積大的取代基-OH和-CH2OH，都在e鍵上；而在α-D-(+)-吡喃葡萄糖中有一個-OH在a鍵上。故β型是比較穩定的構象，因而在平衡體系中的含量也較多。

（五）果糖的結構

1．構型

D-果糖為2-己酮糖，其C3、C4、C5的構型與葡萄糖一樣。

2．果糖的環狀結構

果糖在形成環狀結構時，可由C5上的羥基與羰基形成呋喃式環，也可由C6上的羥基與羰基形成吡喃式環。兩種氧環式都有α型和β型兩種構型，因此，果糖可能有五種構型。

果糖是D系的、β異構體、左旋的，全名是β，D（-）果糖。它的環由五個碳原子組成，在同一平面上。

圖4－2 β，D（-）果糖

半乳糖是葡萄糖的異構體，所不同的是第4個碳原子上的羥基在環的上面，而葡萄糖的在環的下面。符號Gal。 六碳以下的D型醛糖

幾種重要單糖的哈 沃斯式如下：

把具有呋喃環結構 的糖稱為呋喃糖。

三、單糖的性質

（一）物理性質

單糖都是無色晶體，味甜，有吸濕性。極易溶於水，難溶於乙醇，不溶於乙醚。單糖有旋光性，其溶液有變旋現象。

（二）化學性質

單糖主要以環狀結構形式存在，但在溶液中可與開鏈結構反應。因此，單糖的化學反應有的以環式結構進行，有的以開鏈結構進行。

1、單糖在弱鹼溶液中的互變異構反應

在弱鹼（如Ba(oH)2）溶液中，D-葡萄糖可以通過烯二醇中間體進行互化轉化，得到含有D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖等幾種單糖的混合物。

2、酸性條件下的脫水反應

單糖與濃酸作用可發生分子內脫水反應。例如：葡萄糖與濃硫酸作用，生成5-羥甲基呋喃甲醛：

（1）Molish反應即用濃硫酸使糖類脫水生成呋喃甲醛衍生物，後者再與α-萘酚縮合成紫色物質以檢查糖類（包括單糖、低聚糖及多糖）。

（2）謝里瓦洛夫反應：酮糖或醛糖與濃鹽酸/間苯二酚加熱縮合成紅色物質，酮糖反應快，醛糖反應慢。

3、氧化反應

（1）土倫試劑、費林試劑氧化（鹼性氧化）

醛糖與酮糖都能被象土倫試劑或費林試劑這樣的弱氧化劑氧化，前者產生銀鏡，後者生成氧化亞銅的磚紅色沉澱，糖分子的醛基被氧化為羧基。

凡是能被上述弱氧化劑氧化的糖，都稱為還原糖，所以，果糖也是還原糖。

果糖具有還原性的原因：

差向異構化作用——果糖在稀鹼溶液中可發生酮式-烯醇式互變，酮基不斷地變成醛基（土倫試劑和費林試劑都是鹼性試劑，故酮糖能被這兩種試劑氧化）。其反應如下：

（2）溴水氧化（酸性氧化）

溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，因為酸性條件下，不會引起糖分子的異構化作用。可用此反應來區別醛糖和酮糖。

（3）硝酸氧化

稀硝酸的氧化作用比溴水強，能使醛糖氧化成糖二酸。例如：

（4）高碘酸氧化

糖類象其他有兩個或更多的在相鄰的碳原子上有羥基或羰基的化合物一樣，也能被高碘酸所氧化，碳碳鍵發生斷裂。反應是定量的，每破裂一個碳碳鍵消耗一摩爾高碘酸。因此，此反應是研究糖類結構的重要手段之一。

4、還原反應

單糖還原生成多元醇。D-葡萄糖還原生成山梨醇，D-甘露醇還原生成甘露醇，D-果糖還原生成甘露醇和山梨醇的混合物。

山梨醇、甘露醇等多元醇存在於植物中，山梨醇無毒，有輕微的甜味和吸濕性，用於化妝品和葯物中。

5、遞升和遞降

（1）遞升——將低一級的糖經與HCN加成而增加一個碳原子後，在水解、還原生成高一級的糖的方法稱為遞升。其過程見P589：

（2）遞降——從高一級糖減去一個碳原子而成低一級糖的方法稱為遞降。常用的遞降法為沃爾（Wohl）遞降法。

6、成苷反應

糖分子中的活潑半縮醛羥基與其它含羥基的化合物（如醇、酚），含氮雜環化合物作用，失水而生成縮醛的反應稱為成苷反應。其產物稱為配糖物，簡稱為「苷」，全名為某糖某苷。

注意幾點：

① 苷似醚不是醚，它比一般的醚鍵易形成，也易水解。

② 苷用酶水解時有選擇性

③ 糖苷化學性質上與縮醛相似。在中性或鹼性條件下比較穩定。但在稀酸或酶的作用下，在苷鏈處容易發生水解，得到相應的糖和配基。

④ 由於糖苷分子中已沒有半縮醛（酮）羥基，不能再轉變成開鏈結構，因此糖苷無還原性和變旋光現象。

⑤ 糖苷在自然界的分布很廣，與人類的生命和生活密相關。如糖苷類化合物是有生物活性的中草葯的有效成分。

7、成酯反應

單糖分子中含多個羥基，這些羥基能與酸作用生成酯。人體內的葡萄糖在酶作用下生成葡萄糖磷酸酯，如1-磷酸吡喃葡萄糖和6-磷酸吡喃葡萄糖等。

單糖的磷酸酯在生命過程中具有重要意義，它們是人體內許多代謝的中間產物。

8、成脎反應：單糖與苯肼反應生成的產物叫做脎，

生成糖脎的反應是發生在C1和C2上。不涉及其他的碳原子，所以，如果僅在第二碳上構型不同而其他碳原子構型相同的差向異構體，必然生成同一個脎。例如，D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖的C3、C4、C5的構型都相同，因此它們生成同一個糖脎。

糖脎為黃色結晶，不同的糖脎有不同的晶形，反應中生成的速度也不同。因此，可根據糖脎的晶型和生成的時間來鑒別糖。

9、甲基化反應

將葡萄糖甲苷在甲基化（用硫酸二甲酯和氫氧化鈉）可得到0-五甲基葡萄糖。此反應可用於推測糖的環狀結構的大小。

四、重要的單糖及其衍生物

自然界已發現的單糖主要是戊糖和已糖。常見的戊糖有D-（-）-核糖、D-（-）-2-脫氧核糖、D-（+）木糖和L-（+）-阿拉伯糖。它們都是醛糖，以多糖或苷的形式存在於動植物中。常見的已糖有D-（+）-葡萄糖、D-（+）-甘露糖、D-（+）-半乳糖和D-（-）-果糖，後者為酮糖。已糖以游離或結合的形式存在於動植物中。

1、D-（-）-核糖、D-（-）-2-脫氧核糖

核糖以糖苷的形式存在於酵母和細胞中，是核酸以及某些酶和維生素的組成成全分。核酸中除核糖外，還有2-脫氧核糖（簡稱為脫氧核糖）。核糖和脫氧核糖的環為呋喃環，故稱為呋呋喃糖。

β-D -（-）-呋喃核糖 β-D-（-）-脫氧呋喃核糖

核酸中的核糖或脫氧核糖C-1上的β-苷鍵結合成核糖核苷或脫氧核糖核苷，統稱為核苷。

核苷中的核糖或脫氧核糖，再以C-5或C-3上的羥基與磷酸以酯鍵結合即成為核苷酸。含核糖的核苷酸統稱為核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位；含脫氧核糖的核苷酸統稱為脫氧核糖核苷酸，是DNA的基本組成單位。

2、D-（+）-葡萄糖

D-（+）-葡萄糖在自然界中分布極廣，尤以葡萄中含量較多，因此叫葡萄糖。葡萄糖也存在於人的血液中（389-555umol/l）叫做血糖。糖尿病患者的尿中含有葡萄糖，含糖量隨病情的輕重而不同。葡萄糖是許多糖如蔗糖、麥芽糖、乳糖、澱粉、糖原、纖維素等的組成單元。

葡萄糖是無色晶體或白色結晶性粉末，熔點146℃，易溶於水，難溶於酒精，有甜味。天然的葡萄糖具有右旋性，故又稱右旋糖。在肝臟內，葡萄糖在酶作用下氧化成葡萄糖醛酸，即葡萄糖末端上的羥甲基被氧化生成羧基。 葡萄糖醛酸在肝中可與有毒物質如醇、酚等結合變成無毒化合物由尿排出體外，可達到解毒作用。

3、D-（+）-半乳糖

半乳糖與葡萄糖結合成乳糖，存在於哺乳動物的乳汁中，。腦髓中有些結構復雜的腦苷脂中也含有半乳糖。半乳糖是己醛糖，是葡萄糖的非對映體。兩者不同之處僅在於C-4上的構型正好相反，故兩者為C-4的差向異構體。半乳糖也有環狀結構，C-1上也有α-和β-兩種構型。

α-D-吡喃半乳糖β-D-吡喃半乳糖

半乳糖是無色晶體，熔點165-166℃。半乳糖有還原性，也有變旋現象，平衡時的比旋光度為+83.3°。

人體內的半乳糖是攝入食物中乳糖的水解產物。在酶的催化下半乳糖能轉變為葡萄糖。

半乳糖的一些衍生物廣泛分布於植物界。例如，半乳糖醛酸是植物粘液的主要成分；石花菜膠9也叫瓊脂）的主要組成是半乳糖衍生物的高聚體。

4、D-（-）-果糖

D-果糖以游離狀態存在於水果和蜂蜜中，是蔗糖的一個組成單元，在動物的前列腺和精液中也含有相當量的果糖。

果糖為無色晶體，易用溶於水，熔點為105℃。D-果糖為左旋糖，也有變旋現象，平衡時的比旋光度為-92°。這種平衡體系是開鏈式和環式果糖的混合物。

β-D-（-）-吡喃果糖 β-D-（-）-呋喃果糖

果糖在游離狀態下時，主要以吡喃環形式存在：在結合狀態時則多以呋喃環形式存在。

果糖也可以形成磷酸酯，體內有果糖-6-磷酸酯，（用F-6-表示）和果糖-1，6-二磷酸F-1，6-二 ）。

果糖磷酸酯體內糖代謝的重 要中間產物，在糖代謝中有其重要的地位。F-1，6-二 在酶的催化下，可生成甘油醛-3-磷酸酯和二羥 基的丙酮磷酸酯。

體內通過此反應將己糖變為丙糖，這是糖代謝過程中的一個中間步驟。此反應類似於羥醛縮合反應的逆反應。

（五）單糖的衍生物

1、概述

（1）第一類：單糖的衍生物低聚糖和多糖不僅能由單糖組成，還能由單糖的衍生物所組成。表4-1列出了它們的

類別，每類舉一例表示結構式及其名稱和符號。

表4－1 單糖的衍 生物

類別 結構式 名稱 符號
氨基糖
β-D氨基葡萄糖 ΒDGlen
乙醯氨基糖 N-乙醯氨基-β-D葡萄 ΒDGlcNAc
糖醛酸 α-L-艾杜糖醛酸 Αlt
硫酸酯 4-硫酸-β-D-半乳糖 ΒDGal-6SO3h

（2）另有一類組成低聚糖和多糖的單糖衍生物，叫做唾液酸，除有乙醯氨基和羥基外，還和甘油連在一起。結構式見圖4-7，符號NeuAc。

（3）氧化衍生物：糖的醛基被氧化後，得糖酸如D-葡萄酸（圖4-8）。醛基被還原成羥基後，得糖醇如山梨醇（圖4-9）。

2、氨基糖

自然界的氨基糖是己醛糖分子中C-2上的羥基被氨基取代的衍生物。

β-D-氨基葡萄糖β-D-氨基半乳糖

氨基糖常以結合狀態存在於粘蛋白和糖蛋白中，但游離的氨基半乳糖對肝臟有毒性。
參考資料： http://www.yuanshengsh.com/dt.htm

⑥ 美拉德反應是怎麼回事

美拉德反應是一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產之中，我國還是近幾年才開始的。 美拉德反應在香精生產中的應用國外研究比較多,國內研究應用很少,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, 具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業。 1 美拉德反應機理 1912年法國化學家Ｍａｉｌｌａｒｄ發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現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,並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 席夫鹼的生成(ＳｈｉｆｆＢａｓｅ):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫鹼。 1.1.2 Ｎ-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。 1.1.3 Ａｍａｄｏｒｉ化合物生成:Ｎ-取代糖基胺經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1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。 1.2.2 鹼性條件下:經2,3—烯醇化反應,產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Ａｍａｄｏｒｉ重排產物形成1ｄｅｏｘｙｓｏｍｅ。它是許多食品香味的前驅體。 1.2.3 Ｓｔｒｅｃｋｅｒ聚解反應:繼續進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行最後階段反應或與氨基進行Ｓｔｒｅｃｋｅｒ分解反應,產生Ｓｔｒｅｃｋｅｒ醛類。 1.3 最終階段 此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物,所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分[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,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-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於氨基酸。在氨基酸中,鹼性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質慢。 2.2 溫度20～25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高於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,反應易發生,完全乾燥的食品難以發生。 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 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,肉內各種組織成分間發生一系列復雜變化,產生了揮發性香味物質,目前有1000多種肉類揮發性成分被鑒定出來,主要包括:內酯化合物、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[9]。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉製品特有風味,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 並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-雜環化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環乙烯硫醚等低分子量前體物質。其中吡嗪是一些主要的揮發性物質。另外,在美拉德反應產物中,硫化物佔有重要地位。若從加熱肉類的揮發性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失[4]。肉香味物質可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、胱氨酸類)通過Ｍａｉｌｌａｒｄ和Ｓｔｒｅｃｋｅｒ降低反應產生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產生肉香味。硫胺產生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產生肉香味。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生肉香味。可見,雜環化合物來源於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的形成起了重要作用[11]。 3.3 氨基酸種類對肉香味物質的影響 對牛肉加熱前後浸出物中氨基酸組分分析,加熱後有變化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等,這些氨基酸在加熱過程中與糖反應產生肉香味物質。吡嗪類是加熱滲出物特別重要的一組揮發性成分,約佔50%。另外從生成的重要揮發性肉味化合物結構分析,牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等, 是產生牛肉香氣不可少的前體化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸產生強烈的肉香味,胱氨酸味道差,蛋氨酸產生土豆樣風味,谷胱氨酸產生出較好的肉味。當加熱半胱氨酸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,可得到更完全和完美的風味,蛋白水解物對此很合適。 3.4 還原糖對肉類香味物質的影響 對於反應來說,多糖是無效的,雙糖主要指蔗糖和麥芽糖,其產生的風味差,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最強,其次是阿拉伯糖、木糖。由於葡萄糖和木糖,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值低於7(最好在2～6) 反應效果較好;ｐＨ大於7時,由於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徵更有顯著影響。同種氨基酸與不同種類的糖,產生的香氣也不同。加熱方式不同,如「煮」、「蒸」、「燒」,不同烹調方式,同樣的反應物質產生不同香味。 4 肉類香精的生產 從1960年開始,就有研究利用各種單體香精經過調和生產肉類香精,但由於各種熟肉香型的特徵十分復雜,這些調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的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質制備肉味香精,主要是以糖類和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎,通過加熱時所發生的反應,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百種。以這些物質為基礎,通過調和可製成具有不同特徵的肉味香精[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。
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⑦ 何謂----美拉德反應

美拉德反應在食品添加劑中的應用
近年來，人們已用動、植物水解蛋白，醇母自溶產物作原料，制備出成本低、安全，且更為逼真的、更接近天然風味的香味料。然而，僅靠用美拉德反應產物作為香味料，其香味強度有時還是不夠的，通常還需要添加某些可使食品具有特殊風味的極微量的所謂關鍵性化合物。如在肉類香味料中可加l-甲硫基-乙硫醇等化合物，在雞香味料中可加順-4-癸烯醛和二甲基三硫等物質；在土豆香味料中可加2-烷基-3-甲氧基吡嗪等物質，在蘑菇香味料中可加1-辛烯-3-醇、環辛醇、苄醇等物質。如此調配出來的香味料，不僅風味逼真，而且濃度高，作為食品添加劑只要添加少量到其他食品中即可明顯增強食品香味，如將這些香味料加在湯粉料、麵包、餅乾中，或用於植物蛋白加香中，都只要添加少量，就可獲得滿意時效果。

美拉德反應是一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產之中，我國還是近幾年才開始的。

美拉德反應在香精生產中的應用國外研究比較多,國內研究應用很少,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,具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業。

1 美拉德反應機理

1912年法國化學家Maillard發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現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,並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 席夫鹼的生成(ShiffBase):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫鹼。

1.1.2 N-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。

1.1.3 Amadori化合物生成:N-取代糖基胺經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1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。

1.2.2 鹼性條件下:經2,3—烯醇化反應,產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Amadori重排產物形成1deoxysome。它是許多食品香味的前驅體。

1.2.3 Strecker聚解反應:繼續進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行最後階段反應或與氨基進行Strecker分解反應,產生Strecker醛類。

1.3 最終階段

此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物,所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分[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,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-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於氨基酸。在氨基酸中,鹼性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質慢。

2.2 溫度20～25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高於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,反應易發生,完全乾燥的食品難以發生。

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

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,肉內各種組織成分間發生一系列復雜變化,產生了揮發性香味物質,目前有1000多種肉類揮發性成分被鑒定出來,主要包括:內酯化合物、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[9]。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉製品特有風味,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

並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-雜環化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環乙烯硫醚等低分子量前體物質。其中吡嗪是一些主要的揮發性物質。另外,在美拉德反應產物中,硫化物佔有重要地位。若從加熱肉類的揮發性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失[4]。肉香味物質可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、胱氨酸類)通過Maillard和Strecker降低反應產生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產生肉香味。硫胺產生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產生肉香味。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生肉香味。可見,雜環化合物來源於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的形成起了重要作用[11]。

3.3 氨基酸種類對肉香味物質的影響

對牛肉加熱前後浸出物中氨基酸組分分析,加熱後有變化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等,這些氨基酸在加熱過程中與糖反應產生肉香味物質。吡嗪類是加熱滲出物特別重要的一組揮發性成分,約佔50%。另外從生成的重要揮發性肉味化合物結構分析,牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等,是產生牛肉香氣不可少的前體化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸產生強烈的肉香味,胱氨酸味道差,蛋氨酸產生土豆樣風味,谷胱氨酸產生出較好的肉味。當加熱半胱氨酸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,可得到更完全和完美的風味,蛋白水解物對此很合適。

3.4 還原糖對肉類香味物質的影響

對於反應來說,多糖是無效的,雙糖主要指蔗糖和麥芽糖,其產生的風味差,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最強,其次是阿拉伯糖、木糖。由於葡萄糖和木糖,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值低於7(最好在2～6)反應效果較好;pH大於7時,由於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徵更有顯著影響。同種氨基酸與不同種類的糖,產生的香氣也不同。加熱方式不同,如「煮」、「蒸」、「燒」,不同烹調方式,同樣的反應物質產生不同香味。

4 肉類香精的生產

從1960年開始,就有研究利用各種單體香精經過調和生產肉類香精,但由於各種熟肉香型的特徵十分復雜,這些調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的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質制備肉味香精,主要是以糖類和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎,通過加熱時所發生的反應,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百種。以這些物質為基礎,通過調和可製成具有不同特徵的肉味香精[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。

⑧ 美拉德反應產物溶解性如何

美拉德反應
美拉德反應是一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產之中，我國還是近幾年才開始的。

美拉德反應在香精生產中的應用國外研究比較多,國內研究應用很少,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,具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業。

1 美拉德反應機理

1912年法國化學家Maillard發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現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,並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 席夫鹼的生成(ShiffBase):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫鹼。

1.1.2 N-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。

1.1.3 Amadori化合物生成:N-取代糖基胺經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1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。

1.2.2 鹼性條件下:經2,3—烯醇化反應,產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Amadori重排產物形成1deoxysome。它是許多食品香味的前驅體。

1.2.3 Strecker聚解反應:繼續進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行最後階段反應或與氨基進行Strecker分解反應,產生Strecker醛類。

1.3 最終階段

此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物,所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分[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,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-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於氨基酸。在氨基酸中,鹼性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質慢。

2.2 溫度20～25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高於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,反應易發生,完全乾燥的食品難以發生。

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

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,肉內各種組織成分間發生一系列復雜變化,產生了揮發性香味物質,目前有1000多種肉類揮發性成分被鑒定出來,主要包括:內酯化合物、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[9]。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉製品特有風味,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

並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-雜環化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環乙烯硫醚等低分子量前體物質。其中吡嗪是一些主要的揮發性物質。另外,在美拉德反應產物中,硫化物佔有重要地位。若從加熱肉類的揮發性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失[4]。肉香味物質可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、胱氨酸類)通過Maillard和Strecker降低反應產生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產生肉香味。硫胺產生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產生肉香味。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生肉香味。可見,雜環化合物來源於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的形成起了重要作用[11]。

3.3 氨基酸種類對肉香味物質的影響

對牛肉加熱前後浸出物中氨基酸組分分析,加熱後有變化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等,這些氨基酸在加熱過程中與糖反應產生肉香味物質。吡嗪類是加熱滲出物特別重要的一組揮發性成分,約佔50%。另外從生成的重要揮發性肉味化合物結構分析,牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等,是產生牛肉香氣不可少的前體化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸產生強烈的肉香味,胱氨酸味道差,蛋氨酸產生土豆樣風味,谷胱氨酸產生出較好的肉味。當加熱半胱氨酸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,可得到更完全和完美的風味,蛋白水解物對此很合適。

3.4 還原糖對肉類香味物質的影響

對於反應來說,多糖是無效的,雙糖主要指蔗糖和麥芽糖,其產生的風味差,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最強,其次是阿拉伯糖、木糖。由於葡萄糖和木糖,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值低於7(最好在2～6)反應效果較好;pH大於7時,由於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徵更有顯著影響。同種氨基酸與不同種類的糖,產生的香氣也不同。加熱方式不同,如「煮」、「蒸」、「燒」,不同烹調方式,同樣的反應物質產生不同香味。

4 肉類香精的生產

從1960年開始,就有研究利用各種單體香精經過調和生產肉類香精,但由於各種熟肉香型的特徵十分復雜,這些調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的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質制備肉味香精,主要是以糖類和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎,通過加熱時所發生的反應,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百種。以這些物質為基礎,通過調和可製成具有不同特徵的肉味香精[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。

於是是抄的....................

⑨ 誰能給我講一講美拉德反應，要明白一點的

美拉德反應一種普遍的非酶褐變現象，將它應用於食品香精生產應用之中，國外研究比較多,國內研究應用很少,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,具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業

簡介
美拉德反應又稱為「非酶棕色化反應」，是反應圖示法國化學家L.C.Maillard在1912年提出的。所謂美拉德反應是廣泛存在於食品工業的一種非酶褐變，是羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（氨基酸和蛋白質）間的反應，經過復雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰胺反應。 將它應用於食品香精生產應用之中，國外研究比較多,國內研究應用很少,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,具有調配技術無法比擬的作用。美拉德反應技術在香精領域中的應用打破了傳統的香精調配和生產工藝的范疇,是一全新的香精香料生產應用技術,值得大力研究和推廣,尤其在調味品行業
[編輯本段]反應機理
1912年法國化學家Maillard發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現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,並將此反應稱為非酶褐變反應(nonenzimicbrowning)。1953年Hodge對美拉德反應的機理提出了系統的解釋,大致可以分為3階段。
起始階段
1、 席夫鹼的生成(ShiffBase):氨基酸與還原糖加熱,氨基與羰基縮合生成席夫鹼。 2、 N-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。 3、 Amadori化合物生成:N-取代糖基胺經Amiadori重排形成Amadori化合物(1—氨基—1—脫氧—2—酮糖)。
中間階段
在中間階段,Amadori化合物通過三條路線進行反應。 1、 酸性條件下:經1,2—烯醇化反應,生成羰基甲呋喃醛。 2、 鹼性條件下:經2,3—烯醇化反應,產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Amadori重排產物形成1deoxysome。它是許多食品香味的前驅體。 3、 Strecker聚解反應:繼續進行裂解反應,形成含羰基和雙羰基化合物,以進行最後階段反應或與氨基進行Strecker分解反應,產生Strecker醛類。
最終階段
此階段反應復雜,機制尚不清楚,中間階段的產物與氨基化合物進行醛基—氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外,還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物,所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分。反應經過復雜的歷程，最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑素。目前研究發現其與機體的生理和病理過程密切相關。越來越多的研究結果顯示出美拉德反應作為與人類自身密切相關的研究具有重要的意義，目前研究焦點在蛋白質交聯、類黑素、動力學以及丙烯醯胺，而這些方面在中葯炮製、制劑、葯理作用中處處可見。因此，隨著現代科技的不斷進步，相信美拉德反應的研究將可能成為中葯研究的新視角。

影響因素
1 、糖氨基結構 還原糖是美拉德反應的主要物質,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-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於氨基酸。在氨基酸中,鹼性氨基酸速度慢,氨基酸比蛋白質慢。 2 、溫度20～25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3～5倍。30℃以上速度加快,高於80℃時,反應速度受溫度和氧氣影響小。 3、 水分水分含量在10%～15%時,反應易發生,完全乾燥的食品難以發生。 4、 pH值當pH值在3以上時,反應隨pH值增加而加快。 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。

抑制消除方法
美拉德反應是一個十分復雜的反應過程，中間產物眾多，終產物結構十分復雜，完全抑制美拉德反應相當困難，又由於美拉德反應影響因素眾多，有效抑制美拉德反應必須是多種因素協同作用的結果，一般認為可採用以下方法抑制美拉德反應： 1.使用不易褐變的原料 2.調節影響美拉德反應褐變速度的因素 3.降低溫度 4.降低pH 值 5.調節水分活度 6.氧氣 7.使用氧化劑 8.使用酶制劑 等等
[編輯本段]對食品的影響
美拉德反應對食品的影響
①香氣和色澤的產生,美拉德反應能產生人們所需要或不需要的香氣和色澤。例如亮氨酸與葡萄糖在高溫下反應，能夠產生令人愉悅的麵包香。而在板栗、魷魚等食品生產儲藏過程中和製糖生產中，就需要抑制美拉德反應以減少褐變的發生 ②營養價值的降低，美拉德反應發生後，氨基酸與糖結合造成了營養成分的損失，蛋白質與糖結合，結合產物不易被酶利用，營養成分不被消化 ③抗氧化性的產生，美拉德反應中產生的褐變色素對油脂類自動氧化表現出抗氧化性，這主要是由於褐變反應中生成醛、酮等還原性中間產物 ④有毒物質的產生。
肉類香味形成的機理
1、 肉類香味的前體物質 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,肉內各種組織成分間發生一系列復雜變化,產生了揮發性香味物質,目前有1000多種肉類揮發性成分被鑒定出來,主要包括:內酯化合物、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。肉在加熱過程中瘦肉組織賦予肉類香味,而脂肪組織賦予肉製品特有風味,如果從各種肉中除去脂肪則肉之香味是一致的沒有差別。 2 、美拉德反應與肉味化合物 並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-雜環化合物和其他含硫成分,包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和環乙烯硫醚等低分子量前體物質。其中吡嗪是一些主要的揮發性物質。另外,在美拉德反應產物中,硫化物佔有重要地位。若從加熱肉類的揮發性成分中除去硫化物,則形成的肉香味幾乎消失。肉香味物質可以通過以下途徑分類即氨基酸類(半胱、胱氨酸類)通過Maillard和Strecker降低反應產生的。糖類、氨基酸類、脂類通過降解產生肉香味。脂類(脂肪酸類)通過氧化、水解、脫水、脫羧產生肉香味。硫胺產生肉香味。硫化氫硫醇與其他組分反應產生肉香味。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生肉香味。可見,雜環化合物來源於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的形成起了重要作用。 3 、氨基酸種類對肉香味物質的影響 對牛肉加熱前後浸出物中氨基酸組分分析,加熱後有變化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等,這些氨基酸在加熱過程中與糖反應產生肉香味物質。吡嗪類是加熱滲出物特別重要的一組揮發性成分,約佔50%。另外從生成的重要揮發性肉味化合物結構分析,牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等,是產生牛肉香氣不可少的前體化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸產生強烈的肉香味,胱氨酸味道差,蛋氨酸產生土豆樣風味,谷胱氨酸產生出較好的肉味。當加熱半胱氨酸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,可得到更完全和完美的風味,蛋白水解物對此很合適。 4、 還原糖對肉類香味物質的影響 對於反應來說,多糖是無效的,雙糖主要指蔗糖和麥芽糖,其產生的風味差,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最強,其次是阿拉伯糖、木糖。由於葡萄糖和木糖,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。 5 、環境因素對反應的影響 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值低於7(最好在2～6)反應效果較好;pH大於7時,由於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徵更有顯著影響。同種氨基酸與不同種類的糖,產生的香氣也不同。加熱方式不同,如「煮」、「蒸」、「燒」,不同烹調方式,同樣的反應物質產生不同香味。

肉類香精的生產
從1960年開始,就有研究利用各種單體香精經過調和生產肉類香精,但由於各種熟肉香型的特徵十分復雜,這些調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的研究和利用受到人們的重視。利用前體物質制備肉味香精,主要是以糖類和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎,通過加熱時所發生的反應,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百種。以這些物質為基礎,通過調和可製成具有不同特徵的肉味香精。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。

中葯炮製
美拉德反應的產物是棕色的，也被稱為褐變反應。反應物中羰基化合物包括醛、酮、還原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白質、胺、肽。由於該反應的結果能使食品顏色加深並賦予食品一定的風味。比如麵包外皮的金黃色、紅燒肉的褐色及濃郁的香味，很大程度上都是由於美拉德反應的結果。這些變化在中葯炮製過程中也處處可見。因此，可將美拉德反應的概念引入中葯炮製領域。
中葯復方制劑過程與美拉德反應
復方的化學成分，特別是有效成分是其發揮葯效的主要物質基礎，與美拉德反應關系密切。研究方劑配伍前後化學組成的變化、新物質的形成和葯效的差異，對於明確復方制劑的葯理、選擇制劑質量標準的指標體系、規范制劑工藝、保證新葯的安全性和穩定性有重要意義。復方配伍的物質基礎變化可能主要在於美拉德產物——黑色絡合物。類黑素是美拉德產物，其產生與美拉德反應前體物質或Vc含量、pH值、水分活度、氧氣濃度和溫度密切相關。有氧存在時，非酶褐變反應速度會大大增加，但是生成類黑素的量還取決於還原糖和氨基酸的濃度，因此在中葯煎煮過程中能生成較多的類黑素導致褐色變。羰氨反應與Vc氧化褐變作用具有共同的中間產物，Vc氧化成脫氫Vc後與氨基酸反應生成褐色素。加熱加速Vc氧化和蛋白質分解，從而加速了美拉德反應與Vc褐變反應，這可能是導致加熱後中葯制劑色澤變深的原因。氧氣和加熱都極易使Vc氧化破壞，表明褐變與Vc氧化有密切關系。類黑素是還原性膠體，具有較強的抗突變活性。有的研究認為，其抗突變機理是清除致突變自由基和通過與致突變化學物結合而減少其致突變毒性。復方化學組成不是一個或幾個單體的機械總和，其葯效也不是一個或幾個單體的葯效的機械總和。因此，復方制劑中出現美拉德反應的黑色絡合物及其相關葯效將可能成為復方制劑研究的重點。 中葯劑型是葯物的葯效在人體內實現的載體，任何葯物都有其特定的劑型。由於劑型的不同，對制備加工條件的要求也不盡相同，可能會發生不同的美拉德反應，這必然會影響復方制劑的物質基礎、葯效、葯代動力學、毒副作用等。中醫方劑配伍不僅指葯物組成，還指葯物劑量的變化。方中葯物不變、劑量改變，也會引起配伍關系的變化，以至影響整個復方制劑中美拉德反應的產物。長期以來，臨床對於方劑配伍的劑量選擇帶有不同程度的主觀性和隨意性。因此，研究復方的配伍劑型、劑量與美拉德反應的量效關系不僅可為臨床用葯提供科學依據，還可對新葯研發中處方劑型和劑量的確定有著重要的指導價值。美拉德反應的黑色物質——中葯葯理作用的新視角 （1） 美拉德反應的黑色物質的吸附作用 美拉德反應的黑色物質有很強的吸附、運送功能，且在人體的細胞組織和新陳代謝過程中也起著很重要的作用。這些黑色物質在人體內經過酶的活化後，可能具有很強吸附病毒、細菌和體內代謝產物的作用，從而調整機體內環境的紊亂，達到陰平陽謐。因此要闡明復方制劑的物質基礎，不應停留在對體外成分變化的研究上，更重要的是研究其進入體內後美拉德反應黑色產物間的相互作用，以及活性成分的轉化、吸收、轉運、分布、代謝、解毒等各個環節的影響。 （2）美拉德反應的黑色物質的細胞保護作用 美拉德產物的功能主要包括：抗氧化、抗突變、抗癌、抗衰老、抗自由基，從而能提高對細胞的保護作用，這些已被證實。美拉德產物的抗突變性與其抗氧化活性和還原能力有良好的相關性。紅參抗腫瘤的效果優於白參，這與美拉德反應產物抗氧化、抗突變的結論相應。而且，美拉德產物保護MDC細胞抵抗氧嘧啶損傷實驗，證實美拉德產物的細胞保護功能。美拉德反應能生成一氧化碳、鹼、黃酮類等從組成不同、作用器官不同、結果不同，體現其對葯性的影響。因此，深入研究美拉德反應產物必將完善中葯材的加工與炮製理論。
中葯葯理作用的黑色時代
用於中醫葯理的研究，而忽視古典哲學理論的指導作用，必將不利於中醫葯理的發展。因此要實現中醫葯理的可持續發展，讓中醫走向世界，就應從其淵源上來解決中醫葯理發展緩慢的問題。打破試圖用西醫葯理理論來解釋中醫葯理，要大膽的設想，敢於創新，換一種思維模式，從一個嶄新的角度來考慮中醫葯理的基本內容，即在中醫古典哲學理論指導下，藉助現代的科技，將美拉德反應引入中醫葯理學領域，從而構建一個全新的認知模式。美拉德反應黑色物質的生物學效應將可能會為中葯葯理學帶來劃時代的意義，改變西醫傳統的受體和配體的理論，從根本上來闡明中葯葯理的具體機制，為中葯葯理學帶來一個純正的黑色時代。

⑩ 脫氧核糖是醛糖，醛基在哪

名稱：吡喃糖
結構式：自己去看網路的吡喃糖
性質：糖的5位羥基與1位醛基縮合即生成一個六元環的半縮醛，稱為吡喃糖。葡萄糖、甘露糖、半乳糖等己糖大都以吡喃糖的形式存在，葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、氨基葡萄糖也以吡喃糖的形式存在，木糖、核糖、阿拉伯糖等戊糖也能形成吡喃糖的衍生物。游離的吡喃糖與呋喃糖在一定比例下處於平衡中。澱粉、纖維素、甲殼素等多糖都是由吡喃糖連接而成的多糖。
自然界的戊糖、己糖等都有兩種不同的結構，一種是多羥基醛的開鏈形式；另一種是[u糖[/子中醛基和其他碳原子上羥基成環反應生成的產物——半縮醛。如果C1 與C5上的羥基形成六元環，稱為吡喃糖。

摘自網路
另注:不止脫氧核糖是醛糖，核糖也是
此羥基具有醛基的性質，所以也是還原性糖。
再注:糖，從化學性質上是多羥基醛或酮，果糖就是酮糖，而葡萄糖和半乳糖都是5個醇羥基最後連一個醛基的。