發(fā)布時間:2024-10-29閱讀(28)
美拉德反應(yīng)
相信大家在選擇面包時一定是先看見面包的色澤以及它的香味,所以我們會選擇色澤豐富且香味濃郁的產(chǎn)品。那為什么我們的面包會有這樣漂亮的顏色和香味呢!它是從什么而來的呢!可能我們有些面包小白們不知道,但是像我們的面包師們都知道它是一種叫做美拉德反應(yīng)的一種化學(xué)反應(yīng)。所以今天帶大家了解美拉德反應(yīng)以及它在面包中的重要性。

美拉德反應(yīng)的歷史
在1913年,法國一個叫美拉德的科學(xué)家發(fā)表了一篇論文,以解釋當氨基酸在高溫下與糖反應(yīng)時會發(fā)生什么。然而,化學(xué)家約翰·霍奇(John E. Hodge)在伊利諾斯州皮奧里亞州的美國農(nóng)業(yè)部工作,將這個反應(yīng)正式命名為美拉德反應(yīng),他于1953年出版了一篇論文,為美拉德反應(yīng)建立了一個反應(yīng)機制。1912年時,美拉德把自己將氨基酸和糖類水溶液混合加熱后溶液產(chǎn)生黃棕色的發(fā)現(xiàn)講給法國科學(xué)院的其他科學(xué)家聽,但當時在座者中幾乎沒有人能意識到這個反應(yīng)背后的潛在意義。然而時至今日,美拉德反應(yīng)已經(jīng)成為與現(xiàn)代食品工業(yè)密不可分的一項技術(shù),在肉類加工、食品儲藏、香精生產(chǎn)、中藥研究、烘焙食品等領(lǐng)域處處可見。目前的研究也顯示出其與機體的生理和病理過程密切相關(guān)。


什么是美拉德反應(yīng)
美拉德反應(yīng)(Maillard reaction),它是以法國化學(xué)家路易斯·卡米拉·美拉德(英語:Louis Camille Maillard)(Louis-Camille Maillard)命名。又稱麥拉德反應(yīng)、梅拉德反應(yīng)、梅納反應(yīng)、羰胺反應(yīng),是廣泛分布于食品工業(yè)的非酶褐變反應(yīng),指的是食物中的還原糖(碳水化合物)與氨基酸/蛋白質(zhì)在常溫或加熱時發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng),其結(jié)果是生成了棕黑色的大分子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素。除產(chǎn)生類黑精外,反應(yīng)過程中還會產(chǎn)生成百上千個有不同氣味的中間體分子,包括還原酮、醛和雜環(huán)化合物,這些物質(zhì)為食品提供了宜人可口的風(fēng)味和誘人的色澤。
該反應(yīng)是一種非酶促褐變的形式,其通常快速從約140至165℃(280至330°F)進行。在較高的溫度下,焦糖化和隨后的裂解變得更加明顯。
在此過程中,產(chǎn)生了數(shù)百種不同的風(fēng)味化合物。這些化合物又分解從而形成更多新的風(fēng)味化合物等等。每種類型的食物都具有在美拉德反應(yīng)期間形成的非常獨特的風(fēng)味化合物。風(fēng)味科學(xué)家多年來一直使用這些相同的化合物來制造人造風(fēng)味。以及現(xiàn)在我們的美食制作家們也在運用這一反應(yīng)來制作不同的美食。

美拉德反應(yīng)的過程
美拉德反應(yīng)總共有三個階段:起始階段、中間階段、最終階段
起始階段:又是一個無色階段(產(chǎn)物無色,不吸收紫外光)。第一步是糖與氨基化合物的縮合反應(yīng)。這個反應(yīng)在25度時就開始自發(fā)進行,這也是美拉德反應(yīng)的開始。第二部是Amadori重排又稱為葡糖胺重排反應(yīng)復(fù)。就是N-糖基胺在酸催化下異構(gòu)為相應(yīng)的1-氨基-1-脫氧-2-酮糖的Amadori重排反應(yīng)。
中間階段:又是一個產(chǎn)色階段(產(chǎn)物無色至黃色,強烈吸收紫外光)。 在此階段Amadori化合物通過3條不同的反應(yīng)路線:一是在酸性(pH小于或等于7) 條件下進行1,2-烯醇化反應(yīng),經(jīng)過1,2-烯胺醇、3-脫氧-1,2-二羰基化合物,最終生成羰基甲基呋喃醛或呋喃醛;二是堿性條件下進行 2,3-烯醇化反應(yīng),產(chǎn)生還原酮類及脫氫還原酮類;三是繼續(xù)進行裂解反應(yīng)形成含羰基或二羰基化合物,或與氨基進一步氧化降解,在Strecker降解中,α-氨基酸與α-二羰基化合物反應(yīng),失去一分子CO2降解成為少一個碳原子的醛類及烯醇胺,各種特殊醛類是造成食品不同香氣的因素之一。
最后階段:又是一個成色階段(產(chǎn)物有很深的顏色)。第一步是羥醛縮合,第二步是醛類與氨基化合物的縮合反應(yīng)以及含氮雜環(huán)化合物的生成。主要為醛類和胺類在低溫下聚合成為高分子的類黑精或稱類黑素。除類黑精外,還會生成一系列美拉德反應(yīng)的中間體還原酮、醛類及揮發(fā)性雜環(huán)化合物。


影響美拉德反應(yīng)的因素
1. 氨基酸的種類:氨基酸是產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的重要物質(zhì)。氨基酸共有二十種,每種氨基酸所產(chǎn)生的風(fēng)味都不一樣。其中His(組氨酸)、Lys(賴氨酸)、Pro(脯氨酸)可產(chǎn)生烤面包香味;
2. 糖的種類:糖也是美拉德反應(yīng)中必不可少的物質(zhì)。在美拉德反應(yīng)中,參與反應(yīng)的糖可以是雙糖、五碳糖和六碳糖。可用的雙糖有乳糖和蔗糖;五碳糖有木糖、核糖和阿拉伯糖;六碳糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等。每種糖的反應(yīng)速度也是不一樣的。
3. 溫度:溫度是美拉德反應(yīng)當中最重要的影響因素之一。一般情況下,美拉德反應(yīng)速度隨加工溫度的上升而加快,香味物質(zhì)也主要在較高溫度下反應(yīng)形成的。
4. 反應(yīng)時間:反應(yīng)時間也是美拉德反應(yīng)的重要因素。反應(yīng)的時間它影響這食品的營養(yǎng)成分。若溫度過高,時間過長,不僅使食品中營養(yǎng)成分氨基酸和糖類遭到破壞,而且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì),隨加工溫度的升高,其含量也越高。
5.水分的活度:美拉德反應(yīng)的強度很大程度上取決于介質(zhì)的水合作用,為達到最大的反應(yīng)活性,一般要求食品水分含量在 10%以上,通常為15%為好。在一定范圍內(nèi)(10~25%),美拉德反應(yīng)速度隨水分的增加有上升趨勢,完全干燥的食品難以發(fā)生美拉德反應(yīng)。
6.PH值: 一般美拉德反應(yīng)隨著pH(3~10)上升呈上升趨勢,在偏酸性環(huán)境中,美拉德反應(yīng)會被抑制,反應(yīng)速率降低。
7.輻照:輻照也可以引起Maillard的進行,但是在輻照條件下的反應(yīng)與加熱情況下有所不同。當非還原雙糖、蔗糖在加熱的條件下不產(chǎn)生褐色色素,但是在輻照的條件下有褐色物質(zhì)形成,它表明在輻照的情況下,蔗糖也出現(xiàn)了還原性。在輻照時,糖類參與反應(yīng)的速度為蔗糖>果糖、阿拉伯糖、木糖>葡萄糖,但是在熱反應(yīng)中,糖類參與反應(yīng)的速度是戊醛糖>庚醛糖刪掉>己酮糖>雙糖。這可能是因為輻照釋放出來的能量使糖苷鍵斷裂,從而釋放出羰基,進一步與氨基化合物發(fā)生反應(yīng)。

美拉德反應(yīng)對面包的影響
1. 使面包上色:面包中的還原糖在經(jīng)過加熱時發(fā)生的聚合、縮合等反應(yīng),經(jīng)過復(fù)雜的過程,最終生成棕色甚至是棕黑色的大分子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素,從而使面包產(chǎn)生非常誘人的金黃色至深褐色。
2.增加風(fēng)味:氨基酸與等量的葡萄糖在180度作用下經(jīng)過了熱分解、氧化、重排或降解形成的香味,從而使面包增加風(fēng)味。
3.營養(yǎng)價值的降低:美拉德反應(yīng)會降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)質(zhì)量、蛋白質(zhì)改性以及抑制胰蛋白酶活性等。氨基酸與糖結(jié)合造成了營養(yǎng)成分的損失,蛋白質(zhì)與糖結(jié)合,結(jié)合產(chǎn)物不易被酶利用,營養(yǎng)成分不被消化 。
4.抗氧化作用:抗氧化性的產(chǎn)生,美拉德反應(yīng)中產(chǎn)生的褐變色素對油脂類自動氧化表現(xiàn)出抗氧化性,這主要是由于褐變反應(yīng)中生成醛、酮等還原性中間產(chǎn)物。


面包糖含量對美拉德反應(yīng)的影響
面包種類有很多其含糖量高低都有不同。美拉德反應(yīng)又叫褐變反應(yīng),受溫度高低的影響決定黑精色素的生產(chǎn)高低。糖含量越高它的反應(yīng)速度就快,如果溫度在高會導(dǎo)致他的反應(yīng)速度加快,所以若糖含量高的面團不宜用高的溫度來烘烤。反之,含糖量過低的面團則需用高溫來烘烤。
充足的烘烤,給予了面包美好的烤色的外表,以及馥郁飽滿的香甜氣味。面包在冷卻過后,排除了體內(nèi)的酒精味道,讓面包充滿了食材與發(fā)酵的柔和香氣,與表皮甜美的濃郁焦香,這兩種的交融從而形成了面包整體的芳香。


發(fā)酵對美拉德反應(yīng)的影響
面包最主要的是發(fā)酵,而酵母在發(fā)酵時會不停的產(chǎn)酸使面團的PH值降低,而在偏酸性環(huán)境中,美拉德反應(yīng)會被抑制,反應(yīng)速率降低,所以面包如果發(fā)酵過度會導(dǎo)致面團PH過低,面團偏酸,會使美拉德反應(yīng)被抑制,反應(yīng)不強烈,使上偏慢。酵母在發(fā)酵時會消耗面團中的糖,如果發(fā)酵過度,會使面團中的糖消耗過多,也會影響美拉德反應(yīng),使其上色偏慢。
然而發(fā)酵不足酵母消耗面團中的糖少,會比正常發(fā)酵的面團含糖量高,所以美拉德反應(yīng)會偏強烈,上色會過快,顏色偏深。

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