美拉德反应（一种非酶褐变现象）

内容简介

将它应用于食品香精生产应用之中，国外研究比较多，国内研究应用很少，该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。所形成的香精具天然肉类香精的逼真效果，具有调配技术无法比拟的作用。美拉德反应技术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，是一全新的香精香料生产应用技术，值得大力研究和推广，尤其在调味品行业。

1912年法国化学家Maillard发现甘氨酸与葡萄糖混合加热时形成褐色的物质。^[3]后来人们发现这类反应不仅影响食品的颜色，而且对其香味也有重要作用，并将此反应称为非酶褐变反应（nonenzymatic browning）。

早在1908年，A.R.Ling曾发现甘氨酸和葡萄糖混合液共热时会形成褐色的类黑精，并可以闻到香气。1912年，法国科学家美拉德（1878~1936，L.C.Maillard）对该现象进行了报道。

1953年，霍奇（J.E.Hodge）等人经总结归纳，把氨基化合物（如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸）和羰基化合物（如还原糖、脂质、醛、酮、多酚、抗坏血酸以及类固醇等）之间的一类复杂化学反应正式命名为Maillard反应（Maillard Reaction）或羰-氨反应（Amino－carbonyl Reaction）。因其最终产物主要是棕色的类黑素，且无需酶的参与所以亦被称为类黑素反应（Melanoidin Reaction）或非酶褐变反应（Non-enzymatic Browning Reaction）。同年，Hodge提出了Maillard反应模拟体系及其反应历程框架，成为Maillard反应发展史中的一个重要里程碑。1995年，Tressl等人进一步发展和修订了Hodge的理论。随后，Hodge等人对Maillard反应原理作了论述，提出了较完整Maillard反应原理。

自20世纪50年代后Maillard反应一直备受关注，60年代的研究集中在对其挥发性化合物的分离与鉴定。70年代和80年代初，Maillard反应的研究重点聚焦于模拟反应系统、反应条件以及生成的风味化合物的分析研究。近年来，Maillard反应在中药现代化和疾病生理等研究中成为新的研究热点。Maillard反应自发现以来，在食品学、营养学、香料化学、毒理学以及中药学研究中成为经久不衰的研究课题。目前，美拉德反应产物的生理活性和保健功能也引起了世界各国的高度重视，越来越多的研究结果显示出美拉德反应与人类自身的生命活动密切相关。有关美拉德反应的研究非常活跃，自1979年第1次美拉德反应国际大会以来，由国际美拉德协会（International Maillard Reaction Society）组织的系列会议已经开过10次，会议吸引了众多的化学、生物学和医学界的研究者参加。

反应机理

1953年Hodge对美拉德反应的机理提出了系统的解释，大致可以分为3阶段。

1、席夫碱的生成（Shiffbase）：氨基酸与还原糖加热，氨基与羰基缩合生成席夫碱。

2、N-取代糖基胺的生成：席夫碱经环化生成。

3、Amadori化合物生成：N-取代糖基胺经Amiadori重排形成Amadori化合物（1—氨基—1—脱氧—2—酮糖）。

在中间阶段，Amadori化合物通过三条路线进行反应。

1、酸性条件下：经1,2—烯醇化反应，生成羰基甲呋喃醛。

2、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。有利于Amadori重排产物形成1-deoxysome。它是许多食品香味的前驱体。

3、Strecker降解反应：继续进行裂解反应，形成含羰基和双羰基化合物，以进行最后阶段反应或与氨基进行Strecker分解反应，产生Strecker醛类。

此阶段反应复杂，机制尚不清楚，中间阶段的产物与氨基化合物进行醛基—氨基反应，最终生成类黑精。美拉德反应产物除类黑精外，还有一系列中间体还原酮及挥发性杂环化合物，所以并非美拉德反应的产物都是呈香成分。反应经过复杂的历程，最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑素。目前研究发现其与机体的生理和病理过程密切相关。越来越多的研究结果显示出美拉德反应作为与人类自身密切相关的研究具有重要的意义，目前研究焦点在蛋白质交联、类黑素、动力学以及丙烯酰胺，而这些方面在中药炮制、制剂、药理作用中处处可见。因此，随着现代科技的不断进步，相信美拉德反应的研究将可能成为中药研究的新视角。

影响因素

Maillard反应机制相当复杂，不仅与参加反应的糖类的羰基化合物及氨基酸等氨基化合物种类有关，而且还与温度及反应时间、水分活度和pH、金属离子和化学试剂、辐照等外界因子有关。了解这些因素对Maillard反应的影响，有助于我们控制食品褐变，对食品工业具有重大的现实意义。 

糖是Maillard反应中必不可少的一类物质。有资料表明，单糖和ARP（Amadori Rearrangement Product）的喃喃或吡喃糖比其它形式的糖更能脱水。环状ARP脱水后随着温度的升高形成共轭产物，再经过专一的再环化，可形成5、6、7环杂环化合物，而许多杂环类化合物本身就是风味物质。有研究者认为随着环状结构的增大，Maillard反应速度急剧降低。所以，在食品加工中可以人为的添加适量的糖，使形成诱人的风味、色泽。 

在美拉德反应中，参与反应的糖可以是双糖、五碳糖和六碳糖。可用的双糖有乳糖和蔗糖；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。反应的速度为五碳糖>己醛糖>己酮糖>双糖，开环的核糖比环状的核糖反应要快，因为开环核糖更利于Amadori产物形成。有研究表明，Gly、Ala、Tyr、Asp等氨基酸于180℃和等量葡萄糖反应可产生焦糖香气；而Val能产生巧克力香气；His、Lys、Pro可产生烤面包香味；Phe则能产生一种特殊的紫罗兰香气；L－精氨酸，能产生烤蔗糖香气、香味；L－蛋氨酸，能产生土豆香气、香味；L－谷氨酸，能产生奶油糖果香气、香味；L－亮氨酸，能产生烤干酪香气、香味；L－异亮氨酸，能产生烤干酪香味。因此在加工过程中，我们可以利用氨基酸的这种性质，将其和葡萄糖直接加入食品并热处理，使食品产生宜人的风味和色泽，以提高营养和改善食品的风味。

温度是美拉德反应当中最重要的影响因素之一，一般情况下，Maillard反应速度随加工温度的上升而加快，香味物质也主要在较高温度下反应形成的。一些低分子量的杂环化合物在高温下有利于形成。其中吡喃环对热敏感，开环后使产物结合增加，然后再环化，从而形成新的碳环或杂环化合物，大多数是含有6、7、8个原子的芳香族化合物如苯、呋喃、噻唑、咪咯、吡咯、吡啶等。烯醇胺或α-氨基酸在高温下也可缩合成吡嗪类化合物。

若温度过高，时间过长，不仅使食品中营养成分氨基酸和糖类遭到破坏，而且可能产生致癌物质，随加工温度的升高，其含量也越高。如花生、油脂等物料的焦化，以及在制作咸味香精膏体，如鸡肉，牛肉，豆酱等膏体时都可能产生致癌物质，对食品安全造成影响；若温度过低，反应比较缓慢，同时也会影响呈香风味物质的形成，达不到成品的风味效果；所以，在香物香料的生产中如何控制反应温度和时间使反应中生成更多的特征香味成分及在食品加工处理中预测并提供有效的控制点为避免生成致癌物质将是近阶段研究的一大热点。

美拉德反应的强度很大程度上取决于介质的水合作用，为达到最大的反应活性，一般要求食品水分含量在10%以上，通常为15%为好。在一定范围内（10～25%），Maillard反应速度随水分的增加有上升趋势，完全干燥的食品难以发生Maillard反应；一般Maillard反应随着pH（3～10）上升呈上升趋势，在偏酸性环境中，美拉德反应会被抑制，反应速率降低，吡嗪类物质难于形成。在强酸环境下，氨基处于质子化状态，使N-糖基化合物（葡基胺）难以形成，从而使反应难以进行下去，因为在强酸条件下，N-葡萄糖胺容易被水解，而葡萄糖胺是Maillard特征风味形成的前体物质，这就导致呈香达不到预期效果；在偏碱性环境下，美拉德反应加速，反应物质生成得很快，速度很难控制，因氨基酸是一类两性离子，它在碱性介质中呈阴离子，此时氨基反应活性较强，易发生褐变反应。若用Maillard反应制备肉类香精，水分活度在0.65～0.75最适宜，水分活度小于0.30或大于0.75反应很慢。

金属铁离子和亚铁离子能加速反应进度，铜能催化还原酮的氧化，而钙镁离子则对反应有一定的抑制作用。研究表明，钙盐与氨基酸结合生成不溶性化合物；Leonard研究发现，在磷酸盐缓冲溶液中，随着缓冲液浓度的增加，甘氨酸减少，色素增多。这可能是因为磷酸盐影响醛糖的稳定性，所以它的存在会加速Maillard反应进行。

辐照也可以引起Maillard的进行，但是在辐照条件下的反应与加热情况下有所不同。当非还原双糖、蔗糖在加热的条件下不产生褐色色素，但是在辐照的条件下有褐色物质形成，它表明在辐照的情况下，蔗糖也出现了还原性。

在辐照时，糖类参与反应的速度为蔗糖>果糖、阿拉伯糖、木糖>葡萄糖，但是在热反应中，糖类参与反应的速度是戊醛糖>庚醛糖删掉>己酮糖>双糖。这可能是因为辐照释放出来的能量使糖苷键断裂，从而释放出羰基，进一步与氨基化合物发生反应。

美拉德反应的褐变初期是食品加工过程产生风味物质中间体所必须的，但它对食品的保藏，品质不利，这也是从事食品行业科研人员所必须研究去遏制的。为防止褐变可采用以下方法：（1）隔氧法，以阻止由于与氧接触所发生的氧化反应；（2）降低温度，Maillard反应是一个吸热反应，随着温度的增加，反应速率也随之加快。一般温度每升高10℃，反应速度提高3～5倍。有研究表明，在100℃得到的甘氨酸和葡萄糖色度，在56℃下要求反应250小时才能达到这个色度。因此，食品冷藏或低温贮藏有利于抑制食品的褐变。（3）降低pH值和调节水分活度，在酸性条件下（pH<3.0）美拉德反应中的羰氨缩合是一个可逆过程，因为羰氨缩合过程中封闭了游离氨基酸，反应体系pH下降，因此碱性条件有利于反应的进行。（4）添加酶或化学物质，在干蛋白粉储藏过程中由于赖氨酸与葡萄糖发生褐变导致成品失色，若预先添加葡萄糖氧化酶于蛋白粉中，使葡萄糖氧化成酸则可防止褐变。

反应产物的功能特性

抗氧化作用

科学研究表明，癌症、衰老或其它疾病大都与过量自由基的产生有关联。研究清除自由基、抗氧化可以有效克服其所带来的危害，所以抗氧化被保健品、化妆品企业列为主要的研发方向之一，也是市场最重要的功能性诉求之一。众多的研究资料表明，美拉德反应产物具有抗氧化活性。但是其抗氧化能力受多重因素的影响，如美拉德反应的底物、反应的温度、反应时间、pH等。

抑菌作用

美拉德反应产物的抑菌作用已经被研究的较多。有学者研究了沙蚕美拉德反应产物的水溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、蜡质芽抱杆菌、水稻纹枯菌、黄瓜枯萎病菌、白菜丝核菌和黑曲霉菌的体外抑制效果。结果显示沙蚕与葡萄糖的美拉德反应产物没有明显抑菌效果，但是沙蚕与蔗糖的美拉德反应产物对大肠杆菌和蜡质芽抱杆菌有很强的抑制效果，对其它的几种菌也表现出一定的抑菌效果；另有研究发现，聚酞胺纤维素和木糖发生反应的美拉德反应产物不管是对革兰氏阳性细菌还是革兰氏阴性细菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌都表现出很强的抑制效果；还有报道称，美拉德反应产物可以抑制嗜热微生物一敏捷气热菌的生长。因此，美拉德反应有望被应用于食品的保藏。

抗过敏作用

过敏，也称变态反应，指的是身体的免疫应答超出了正常范围，对无害物质进行攻击。过敏反应会对身体健康造成一定的伤害，尤其是当免疫系统对正常的身体组织和器官进行攻击和破坏时。含有氨基酸或蛋白质和糖等组分的食品在适宜的条件下发生美拉德反应，反应的产物能减少食品的抗原性，并可能对引起过敏反应的关键位点进行修饰。研究表明，核糖参与的美拉德反应产物具有显著的抗过敏作用。因此，特定的美拉德反应可以用于对一些强致敏性食物成分进行改性，使它们的致敏性降低或消除。这一特性将使得美拉德反应在一些强致敏性食品的加工中具有广泛的应用前景。

抗突变作用

除了抗菌，抗过敏功能以外，一些研究资料还表明，美拉德反应产物具有抗突变作用。有学者将焙烤可可豆的美拉德反应产物用于沙门氏菌，研究了该美拉德反应产物的抗菌，抗突变和清除自由基作用，结果表明，该美拉德反应产物确有抗菌，清除自由基及抗突变作用。

保护心血管健康

有学者研究了牛奶蛋白在美拉德反应和发酵的双重作用下对心血管疾病的预防作用。以牛奶蛋白如浓缩乳清蛋白，酪蛋白酸钠和乳糖发生反应制备美拉德反应产物，再经发酵得到的水解产物具有很强的DPPH自由基清除能力，其抗氧化活性远远高于未经任何处理的牛奶蛋白，而且发酵可以使美拉德反应产物的作用得到增强。同时，他们还惊喜地发现美拉德反应产物具有抗血栓形活性和抑制经甲基戊二酸单酞辅酶A还原酶（HMGR）活性。多项指标均表明，美拉德反应产物及其发酵水解液可以有效地降低心血管疾病的风险。这一结论将为美拉德反应产物用于预防心血管疾病的保健食品的开发提供了理论基础。

中药研究中应用

Maillard反应可能普遍存在于中药加热提取或加工炮制过程中，是引起内在成分变化的共性途径。某些中药在加工前后氨基酸含量有很大变化，据推测可能发生了Maillard反应。加工过程产生的Maillard产物的生物活性，肯定对中药功效的改变有影响，但目前化学家却忽视了对该影响的研究，对此也引起其他中医药研究者的重视。中药是一个复杂体系，发挥作用的有效成分除药材本身已有的成分外，加工炮制、制剂工艺过程中内在成分之间会发生复杂的化学反应，以及所形成的反应产物都会直接或间接影响中药整体功效的发挥。研究这些反应的特点，对于阐明中药功效和确定活性成分具有重要意义。

Maillard产物的功能主要包括：抗氧化、抗突变、抗癌、抗衰老、抗自由基，从而能提高对细胞的保护作用，这些已被证实。Maillard产物的抗突变性与其抗氧化活性和还原能力有良好的相关性。红参抗肿瘤的效果优于白参，这与Maillard反应产物抗氧化、抗突变的结论相应。有的研究认为，其抗突变机理是清除致突变自由基和通过与致突变化学物结合而减少其致突变毒性。而且，Maillard产物保护髓系树突状细胞（MDC）抵抗氧嘧啶损伤实验，证实Maillard产物的细胞保护功能。Maillard反应能生成一氧化碳、碱、黄酮类等。组成不同、作用器官不同，药性也不尽相同。因此，深入研究Maillard反应产物必将会完善中药材的加工与炮制理论。

烟草研制中的应用

Science杂志2009年报道吸食低烟碱香烟不会降低有关疾病的发病率，而吸入的焦油量升高，则会增加患病的机率。因此，低焦烟的生产成为卷烟制造商十分关心的问题。但一旦降低烟气中焦油含量，会致使烟味不足和香味减弱。开发低焦油且能弥补香味的损失和提高烟气香味质量至关重要。而Maillard反应能产生烟草协调香味，对提高香烟的特征香气、掩盖杂气、减轻刺激、改善余味有较明显的作用。因此Maillard反应在降低烟草尼古丁含量和增香中的应用研究广受关注。 

烟草在调制、陈化、加工、保存及燃吸中常常发生Maillard反应，其反应产物对烟草的颜色、香味起着主要作用。自20世纪70年代以来，美国、日本、西德都已出现过以棕色化反应产物作为烟草增香剂的专利、文献。最初，大多是以纯氨基酸和还原糖或其他羰基化物（如异戊醛、丁二酮等）作为反应原料，以多元醇作为溶剂进行反应的，后来发展了以多种氨基酸、天然蛋白质代替单一氨基酸来进行棕色化反应的文献报道。有研究表明，用多种氨基酸的混合物与糖反应的产物效果好于单一氨基酸的反应产物，它对提高白肋烟的质量有较明显的作用。大量的研究显示，Maillard反应产物可以作为一种天然的抗氧化剂。通过不同条件的优化所获得的Maillard反应产物可以在对烟草增香的同时，有效清除烟气中出现的自由基，达到卷烟产品降焦减害的目的。具有抗氧化作用的Maillard反应产物在烟草中将具有良好的应用前景。

其他领域的应用

Maillard反应是伴随饲料储藏和加工过程中必然出现的一种现象。其负面影响是热加工过程及成品和原料的长期储藏过程会致使营养成分可利用率下降。关于正面作用方面，Maillard反应产物可以使饲料和食物具有理想的蒸煮风味，有利于提高饲料的风味和适口性。有关此方面有意义的研究资料贫乏，因此需要作进一步的研究以利用饲料生产不可避免的加工过程的优点。总之，尽可能减少热加工和缩短储藏时间是克服Maillard反应负面影响的关键；另外，原料的选择和混合对减少热敏感组分进一步发生营养成分损失也很重要。 

白酒酿造中的Maillard反应每时每刻都发生在生产过程中，譬如制曲时产生的褐变、曲香，高温堆积时产生的褐变、醅香。相对而言，窖内发酵后期就以Maillard反应为主。Maillard反应产物不仅是酒体香和味的微量物质，同时也是其他香味物质的前驱物质。它富含含硫香味物质，在香味成分中占有重要地位，凡是能释放出硫化氢的物质都可以成为含硫香味物质的前体。中国白酒在酿造过程中，尤其是浓香型白酒生产过程中，有少量硫化氢存在，它可能转化为烷基硫醇、硫醚等，这些物质含量高可呈杂味和异臭，但痕迹微量时可增强香味，使香气更浓郁或进一步转化为含硫的杂环香味物质。

可通过调整酒业生产过程中的制曲、酿造（蒸馏）、贮存、勾兑、包装等工艺参数，对其科学原理进行论证，从而提高酒的质量、延长低度酒货架期、改善酒口感风味，推动酒业技术进步，为酒业发展从理论上找到一些生产经验和规律的科学依据。

常用分析方法

Maillard反应产物及其复杂，前期对其成分的理论研究较少，导致在应用中更多停留在“经验”性上，即更多依靠感官（色、香和味）来定性，使其机理研究有一定难度。经过科研工作者长期不懈的努力，至今，已发展了多种Maillard产物分离提纯和表征方法。分离提纯方法有：薄层层析、超滤、凝胶柱层析、膜透析、超速离心、固相萃取、电泳等方法，其中薄层层析色谱和超滤最为常用。

薄层层析色谱是快速分离和定性分析少量物质的一项重要实验技术，常用于Maillard产物的分离和半定性分析。膜透析法是分离提纯Maillard产物的一种简便而有效的方法。采用膜透析法能有效地将体系中未反应的原料和小分子产物除去，从而可以得到Maillard大分子产物。采用不同截留分子量的透析膜对Maillard大分子产物进行透析，可以选择性地得到不同分子量的产物，这样能更准确地对其成分和结构进行分析。

Maillard产物含量少且极不稳定，各种先进的现代分析表征手段的引入对其形成机理、成分、分子结构乃至效用和性质的研究起了重要的作用。已经用于Maillard产物分析表征的手段有：气相色谱－质谱（GC-MS）以及液相色谱－质谱联用法（LC-MS）、体积排阻色谱，流动注射分析法、发光光谱分析法、紫外光谱法、荧光光谱法、凝胶电泳、放射性同位素标记、红外、凝胶渗透色谱（GPC）、元素分析（EA）、核磁共振等，这些方法都比较常用。近年来GC-MS、LC-MS、串联质谱和傅立叶变换离子回旋共振质谱等先进分析手段的引进，使得对Maillard产物的成分和性质研究更进一步深入。

相关影响

①香气和色泽的产生，美拉德反应能产生人们所需要或不需要的香气和色泽。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。而在板栗、鱿鱼等食品生产储藏过程中和制糖生产中，就需要抑制美拉德反应以减少褐变的发生

②营养价值的降低，美拉德反应发生后，氨基酸与糖结合造成了营养成分的损失，蛋白质与糖结合，结合产物不易被酶利用，营养成分不被消化

③抗氧化性的产生，美拉德反应中产生的褐变色素对油脂类自动氧化表现出抗氧化性，这主要是由于褐变反应中生成醛、酮等还原性中间产物

④有毒物质的产生。

1、肉类香味的前体物质

生肉是没有香味的，只有在蒸馏和焙烤时才会有香味。在加热过程中，肉内各种组织成分间发生一系列复杂变化，产生了挥发性香味物质，目前有1000多种肉类挥发性成分被鉴定出来，主要包括：内酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物和硫化物。大致研究标明形成这些香味的前体物质主要是水溶性的糖类和含氨基酸化合物以及磷脂和三甘酯等类脂物质。肉在加热过程中瘦肉组织赋予肉类香味，而脂肪组织赋予肉制品特有风味，如果从各种肉中除去脂肪则肉之香味是一致的没有差别。

2、美拉德反应与肉味化合物

并不是所有的美拉德反应都能形成肉味化合物，但在肉味化合物的形成过程中，美拉德反应起着很重要的作用。肉味化合物主要有N.S.O-杂环化合物和其他含硫成分，包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡啶和环乙烯硫醚等低分子量前体物质。其中吡嗪是一些主要的挥发性物质。另外，在美拉德反应产物中，硫化物占有重要地位。若从加热肉类的挥发性成分中除去硫化物，则形成的肉香味几乎消失。肉香味物质可以通过以下途径分类即氨基酸类（半胱、胱氨酸类）通过Maillard和Strecker降低反应产生的。糖类、氨基酸类、脂类通过降解产生肉香味。脂类（脂肪酸类）通过氧化、水解、脱水、脱羧产生肉香味。硫胺产生肉香味。硫化氢硫醇与其他组分反应产生肉香味。核糖核苷酸类、核糖—5’—磷酸酯、甲基呋喃醇酮通过硫化氢反应产生肉香味。可见，杂环化合物来源于一个复杂的反应体系，而肉类香气的形成过程中，美拉德反应对许多肉香味物质的形成起了重要作用。

3、氨基酸种类对肉香味物质的影响

对牛肉加热前后浸出物中氨基酸组分分析，加热后有变化的主要是甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸等，这些氨基酸在加热过程中与糖反应产生肉香味物质。吡嗪类是加热渗出物特别重要的一组挥发性成分，约占50%。另外从生成的重要挥发性肉味化合物结构分析，牛肉中含硫氨基酸、半胱氨酸和胱氨酸以及谷胱甘肽等，是产生牛肉香气不可少的前体化合物。半胱氨酸及其他含硫化合物。半胱氨酸产生强烈的肉香味，胱氨酸味道差，蛋氨酸产生土豆样风味，谷胱氨酸产生出较好的肉味。当加热半胱氨酸与还原糖的混合物时，便得到一种刺激性“生”味，如有其他氨基酸混合物存在的话，可得到更完全和完美的风味，蛋白水解物对此很合适。

4、还原糖对肉类香味物质的影响

对于反应来说，多糖是无效的，双糖主要指蔗糖和麦芽糖，其产生的风味差，单糖具有还原力，包括戊糖和己糖。研究标明，单糖中戊糖的反应性比己糖强，且戊糖中核糖反应性最强，其次是阿拉伯糖、木糖。由于葡萄糖和木糖，廉价易得，一反应性好，所以常用葡萄糖和木糖作为美拉德反应原料。

5、环境因素对反应的影响

牛肉香精、需要较长的时间和更浓的反应溶液。猪肉和鸡肉香精，需较短加热时间，较稀的反应溶液，较低的反应温度。反应混合物pH值低于7（最好在2～6）反应效果较好；pH大于7时，由于反应速度较快而难以控制，且风味也较差。不同种类的氨基酸比不同种类的糖类对加热反应生成的香味特征更有显着影响。同种氨基酸与不同种类的糖，产生的香气也不同。加热方式不同，如“煮”、“蒸”、“烧”，不同烹调方式，同样的反应物质产生不同香味。

生产方法

从1960年开始，就有研究利用各种单体香精经过调和生产肉类香精，但由于各种熟肉香型的特征十分复杂，这些调和香精很难达到与熟肉香味逼真的水平，所以对肉类香气前体物质的研究和利用受到人们的重视。利用前体物质制备肉味香精，主要是以糖类和含硫氨基酸如半胱氨酸为基础，通过加热时所发生的反应，包括脂肪酸的氧化、分解、糖和氨基酸热降解、羰氨反应及各种生成物的二次或三次反应等。所形成的肉味香精成分有数百种。以这些物质为基础，通过调和可制成具有不同特征的肉味香精。美拉德反应所形成的肉味香精无论从原料还是过程均可以视为天然，所以所得肉味香精可以视为天然香精。

中药炮制

美拉德反应的产物是棕色的，也被称为褐变反应。^[2]反应物中羰基化合物包括醛、酮、还原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。由于该反应的结果能使食品颜色加深并赋予食品一定的风味。^[4]比如面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色及浓郁的香味，很大程度上都是由于美拉德反应的结果。这些变化在中药炮制过程中也处处可见。因此，可将美拉德反应的概念引入中药炮制领域。

复方的化学成分，特别是有效成分是其发挥药效的主要物质基础，与美拉德反应关系密切。研究方剂配伍前后化学组成的变化、新物质的形成和药效的差异，对于明确复方制剂的药理、选择制剂质量标准的指标体系、规范制剂工艺、保证新药的安全性和稳定性有重要意义。复方配伍的物质基础变化可能主要在于美拉德产物——黑色络合物。类黑素是美拉德产物，其产生与美拉德反应前体物质或Vc含量、pH值、水分活度、氧气浓度和温度密切相关。有氧存在时，非酶褐变反应速度会大大增加，但是生成类黑素的量还取决于还原糖和氨基酸的浓度，因此在中药煎煮过程中能生成较多的类黑素导致褐色变。羰氨反应与Vc氧化褐变作用具有共同的中间产物，Vc氧化成脱氢Vc后与氨基酸反应生成褐色素。加热加速Vc氧化和蛋白质分解，从而加速了美拉德反应与Vc褐变反应，这可能是导致加热后中药制剂色泽变深的原因。氧气和加热都极易使Vc氧化破坏，表明褐变与Vc氧化有密切关系。类黑素是还原性胶体，具有较强的抗突变活性。有的研究认为，其抗突变机理是清除致突变自由基和通过与致突变化学物结合而减少其致突变毒性。复方化学组成不是一个或几个单体的机械总和，其药效也不是一个或几个单体的药效的机械总和。因此，复方制剂中出现美拉德反应的黑色络合物及其相关药效将可能成为复方制剂研究的重点。

中药剂型是药物的药效在人体内实现的载体，任何药物都有其特定的剂型。由于剂型的不同，对制备加工条件的要求也不尽相同，可能会发生不同的美拉德反应，这必然会影响复方制剂的物质基础、药效、药代动力学、毒副作用等。中医方剂配伍不仅指药物组成，还指药物剂量的变化。方中药物不变、剂量改变，也会引起配伍关系的变化，以至影响整个复方制剂中美拉德反应的产物。长期以来，临床对于方剂配伍的剂量选择带有不同程度的主观性和随意性。因此，研究复方的配伍剂型、剂量与美拉德反应的量效关系不仅可为临床用药提供科学依据，还可对新药研发中处方剂型和剂量的确定有着重要的指导价值。美拉德反应的黑色物质——中药药理作用的新视角（1）美拉德反应的黑色物质的吸附作用

美拉德反应的黑色物质有很强的吸附、运送功能，且在人体的细胞组织和新陈代谢过程中也起着很重要的作用。这些黑色物质在人体内经过酶的活化后，可能具有很强吸附病毒、细菌和体内代谢产物的作用，从而调整机体内环境的紊乱，达到阴平阳谧。因此要阐明复方制剂的物质基础，不应停留在对体外成分变化的研究上，更重要的是研究其进入体内后美拉德反应黑色产物间的相互作用，以及活性成分的转化、吸收、转运、分布、代谢、解毒等各个环节的影响。

（2）美拉德反应的黑色物质的细胞保护作用

美拉德产物的功能主要包括：抗氧化、抗突变、抗癌、抗衰老、抗自由基，从而能提高对细胞的保护作用，这些已被证实。美拉德产物的抗突变性与其抗氧化活性和还原能力有良好的相关性。红参抗肿瘤的效果优于白参，这与美拉德反应产物抗氧化、抗突变的结论相应。而且，美拉德产物保护MDC细胞抵抗氧嘧啶损伤实验，证实美拉德产物的细胞保护功能。美拉德反应能生成一氧化碳、碱、黄酮类等从组成不同、作用器官不同、结果不同，体现其对药性的影响。因此，深入研究美拉德反应产物必将完善中药材的加工与炮制理论。

用于中医药理的研究，而忽视古典哲学理论的指导作用，必将不利于中医药理的发展。因此要实现中医药理的可持续发展，让中医走向世界，就应从其渊源上来解决中医药理发展缓慢的问题。打破试图用西医药理理论来解释中医药理，要大胆的设想，敢于创新，换一种思维模式，从一个崭新的角度来考虑中医药理的基本内容，即在中医古典哲学理论指导下，借助现代的科技，将美拉德反应引入中医药理学领域，从而构建一个全新的认知模式。美拉德反应黑色物质的生物学效应将可能会为中药药理学带来划时代的意义，改变西医传统的受体和配体的理论，从根本上来阐明中药药理的具体机制，为中药药理学带来一个纯正的黑色时代。

展望

人们对美拉德反应已经有了较为深入的认识，但是其反应相当复杂，对其反应机理和各中间产物的了解还不太清楚。而由于美拉德反应对食品、机体的生理和病理过程密切相关，越来越多的结果表明它作为与人类自身密切相关的课题具有重要的研究意义。因此，需要在这个领域开展大量的研究，不断挖掘其潜能，以便于开拓其应用的领域。