1、美拉德反應產物抗氧化活性研究進展食品工程1043115344121美拉德反應產物 美拉德反應過程中產生的大量產物成為美拉德反應產物（Maillard reaction products,MRPs)。美拉德反應產物不僅在許多種類食品的顏色、風味、穩定性和貨架期等方面發揮著重要作用，且具有多種多樣的生物活性如抗氧化、抗誘變、抗病毒、抗增殖、降血壓等。3 美拉德反應的廣泛性及復雜性,決定了美拉德反應產物種類繁多,Hodge等曾將美拉德反應產物致香成分分為四個類別:第一類是含氮雜環化合物,如吡嗪、吡啶、吡咯等;第二類是環狀烯醇結構化合物,如麥芽酚等;第三類是多羰基化合物如丙酮醛等;第四類是單羰基化合物

2、,如斯特勒克降解產生的斯特勒克降醛類。除揮發性致香成分外,還包括具有抗氧化活性的類黑精中的褐變色素及其他成分。1美拉德反應產物4 MRPs抗氧化活性的研究目的和意義在于由于目前食品工業常用的合成抗氧化劑BHA和BHT等可能具有致癌性，許多國家已禁止使用，而MRPs是食品加工和儲藏過程中自身產生的一類物質，可視為天然物，且其某些物質的抗氧化活性比常用的合成抗氧化劑效果更好。多數研究證實MRPs具有多種多樣的生物活性如抗誘變作用、抗腫瘤作用、抗增殖作用、降血壓作用等，對于防治疾病、提高全人類的身體健康方面起著重要意義，所以在國內外對的研究持續不斷。1美拉德反應產物5 類黑精是一類聚合度不等的高分子

3、混合體,多以短肽或蛋白復合物(即蛋白黑素Melanoprotein)的形式存在,親水性極強,具有類似膳食纖維的功能,可降低人體餐后血糖,抑制胰蛋白酶活性,阻斷致癌物亞硝胺合成,抗雜環胺誘變,結合封閉金屬離子,具有很強的抗氧化活性和自由基清除能力。2 類黑精類物質及其活性6 類黑精是食品色澤和各種濃郁芳香風味的主要來源,其生理活性和保健功能亦引起了世界各國的高度重視。關于類黑精抗氧化性能方面的研究在國外成為熱門課題。到目前為止,關于類黑精類物質的結構還不是很清楚。起始原料、反應條件的不同影響類黑精類物質組成。2 類黑精類物質及其活性7 據楊榮華等對醬油、豆醬褐色色素生理功能的綜述表明,類黑精是一

4、類聚合度不等的高分子混合體,多以短肽或蛋白復合物(即蛋白黑素)的形式存在。同時,從類黑精骨架肽段的氨基酸組成看,最具類黑精形成活性的氨基酸殘基主要是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、賴氨酸(Lys)和脯氨酸(Pro)。2 類黑精類物質及其活性8 近年來,國外對類黑精物質抗氧化作用和抗菌作用進行了較多的研究。據日本與臺灣媒體報道,類黑精系非消化性高分子化合物而存在于消化器官中,發揮食物纖維素類似生理機能既,可以促進血清膽固醇降低,又可以使腸道內乳酸菌素增值。可與糖類在腸內的移動速率減慢并阻礙粘膜消化素的作用,以致可抑制血糖值升高。2 類黑精類物質及其活性9 Hayase等對

5、類黑精類物質捕獲自由基進行了研究,他們認為類黑精類物質中應該還有還原酮、烯胺或吡咯類的結構。Homma等研究了類黑精類物質及氧化還原后的性質差異,發現氧化還原后類黑精類物質的顏色強度都降低,而氧化或還原后的分子量都增加了,可以認為氧化或還原是生色團斷裂,但是又有新的聚合發生。2 類黑精類物質及其活性10 MRPs抗氧化活性是從1954年首次發現的，隨后二三十年對MRPs抗氧化活性的研究較少，直到二十世紀八十年代才受到重視，一度成為了食品工業、食品營養和食品化學領域關注的焦點。研究表明，美拉德反應產物中含有類黑精、還原酮及一系列含、的雜環化合物。研究表明,這類物質具有一定的抗氧化性能,其中某些物

6、質的抗氧化強度可以與食品中常用的抗氧化劑BHA和BHT相媲美。3美拉德反應產物的抗氧化性11 美拉德反應產物中非揮發性成分抗氧化機理比較復雜,人們還沒有完全了解其作用原理,但目前有報道指出該類物質的抗氧化原理主要表現在兩個方面:具有螯合金屬離子的特性;具有很強消除活性氧的能力。Hayase認為美拉德反應產物的抗氧化性能可能是由美拉德反應終產物類黑精具有很強的消除活性氧的能力。Eichner也認為美拉德反應產物的中間體(還原酮化合物)通過供氫原子而終止自由基的鏈,具有還原過氧化物的特性。3美拉德反應產物的抗氧化性12 馬志玲等的研究表明,MRPs的抗氧化能力是隨反應時間的增加而提高,葡萄糖甘氨酸

7、的抗氧化能力較強,在120可抑制70%的亞油酸氧化。隨美拉德反應產物制備時間的增長,MRPs的抗氧化能力顯著增加,同時抗氧化能力與褐變的顏色成正比,這是因為MRPs相互聚合最終形成類黑精。Yamaguchi等報道,一部分類黑精的抗氧化能力在亞油酸中甚至超過BHA、沒食子酸丙酯等。3美拉德反應產物的抗氧化性13 Kenichi等詳細研究了吡咯、呋喃、噻吩、噻唑和吡嗪等含硫、氮化合物的抗氧化作用,吡咯抗氧化能力最強,它對己醛氧化的抑制率甚至可以達到100%。并且吡咯甲酰基化后還可大大增強其抗氧化能力。硫醇類雜環化合物如2-甲基-3-呋喃硫醇,2-噻吩硫醇和糠硫醇是烹飪肉類制品芳香風味的重要來源,并

8、能增加各種烹飪食品的氧化穩定性,應用這類化合物抑制富脂類食品的氧化作用在食品工業上有著很重要的意義。3美拉德反應產物的抗氧化性14 Lingnert等研究發現,在弱堿性(pH值為79)條件下組氨酸與木糖的美拉德反應產物表現出較高的氧化活性,beckel等先后報道在弱酸性(pH值為57)條件下,精氨酸與木糖的反應產物的抗氧化活性最佳。也有人研究木糖與甘氨酸、木糖與賴氨酸、木糖與色氨酸、二羥基丙酮與組氨酸、二羥基丙酮與色氨酸、殼聚糖和葡萄糖的氧化產物有很好的抗氧化作用。3美拉德反應產物的抗氧化性15 美拉德反應產物(MRPs)的抗氧化性能,被用以代替酚類食用抗氧化劑,正逐漸引起人們的關注,木糖與氨

9、基酸或賴氨酸經美拉德反應可分別得到具有抗氧化活性的反應產物。在一定的濃度下,上述條件制備的MRPs的抗氧化能力優于TBHQ,而且木糖-賴氨酸MRPs的抗氧化活性較木糖-甘氨酸MRPs的高,有望開發一種新的食用抗氧化劑。3美拉德反應產物的抗氧化性16 孫月娥等研究了美拉德反應對大蒜抗氧化活性的影響。研究表明美拉德反應提高了大蒜的抗氧化能力，較白蒜都有了很大的提高黑蒜的還原能力、在卵磷脂脂質體中的抗氧化能力、羥基自由基的清除率、超氧陰離子自由基的清除率、及DPPH.的IC50值依次是普通大蒜的10、3、7、10、50倍。黑蒜的抗氧化能力的增加在一定程度上其含有的總酚抗氧化活性與多和羥甲基糠醛等美拉

10、德反應產物的增加有關。3美拉德反應產物的抗氧化性17 大蒜不但可以作為調味品，而且具有行滯氣、暖脾胃、消淤積之功效，是一種良好的藥食兼用的植物性食物。但大蒜本身帶有辛辣味和強烈的刺激性臭味，很大程度上影響了其食療價值的充分發揮。為了克服大蒜及其制品的缺點，近年來在日本和韓國出現了一種新型大蒜產品，即“黑蒜”,它是將完整大蒜( 帶外皮) 在一定條件下經過較長時間的美拉德反應，使整個蒜瓣都呈現出黑色,黑蒜酸甜適口，口感柔軟類似果脯，直接食用時很少甚至沒有辛辣味，而且食后沒有吃生大蒜所特有的蒜臭氣味，同時也不會對腸胃產生不良刺激。3美拉德反應產物的抗氧化性1819 黑蒜具有極強的抗氧化活性，可以減少糖