戊糖-半胱氨酸體系Maillard反應性質(zhì)及其應用研究.pdf

1、本論文由六部分組成。首先是文獻綜述，概述了Maillard反應與食品風味的關系，主要關注肉類風味前體物、肉類風味的形成機理和影響因素，以及國內(nèi)外風味前驅(qū)體(還原糖)研究方面的進展及存在的問題；接著討論了戊糖立體結構差異對戊糖/半胱氨酸模型體系揮發(fā)性產(chǎn)物形成的影響；隨后研究戊糖/半胱氨酸模型體系Maillard反應的熱學特性；并研究了不同Maillard反應條件下L-阿拉伯糖/半胱氨酸模型體系揮發(fā)性產(chǎn)物的變化及其動力學特征；最后研究了酸法

2、水解玉米芯制備還原糖液及其在Maillard反應型香精制備方面的應用。 采用HS-SPME-GC/MS分析，首次系統(tǒng)研究了戊糖/半胱氨酸模型體系揮發(fā)性產(chǎn)物的形成規(guī)律，結果表明戊糖立體結構決定反應活性。(1)反應60min內(nèi)，四種D-戊糖對揮發(fā)性產(chǎn)物總量的貢獻度順序為：核糖>阿拉伯糖>木糖>來蘇糖。反應時間延長至180min，四種D-戊糖的貢獻度趨向一致。反應60min內(nèi)，核糖和阿拉伯糖的結構更有利于形成2-甲基-3-呋喃硫醇及其

3、氧化縮合產(chǎn)物雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚，而木糖和來蘇糖的結構更有利于形成糠硫醇及其氧化縮合產(chǎn)物雙(2-糠基)二硫醚；(2)核糖結構最有利于Maillard反應。從烷烴和含硫化合物等揮發(fā)性產(chǎn)物的形成規(guī)律來看，核糖反應速度最快，阿拉伯糖略低于核糖，木糖次于核糖和阿拉伯糖，來蘇糖最慢。由于來蘇糖的Maillard反應研究鮮有文獻報道，本文對其Maillard反應揮發(fā)性產(chǎn)物的詳細研究屬首次；(3)反應40min內(nèi)四種D-戊糖體系的揮發(fā)性產(chǎn)

4、物中均出現(xiàn)了含量較高的烷烴類化合物，其中核糖體系的含量最大。烷烴的形成可能是由于Amadori化合物的脫水分解及進一步碎裂，導致烯醇類化合物轉化為烯烴，再經(jīng)還原變成烷烴類化合物。該結果在D-戊糖/半胱氨酸模型體系研究中屬首次報道；(4)阿拉伯糖的手性構型差異決定其反應活性。反應60min內(nèi)，D-阿拉伯糖體系更易產(chǎn)生閾值較低的硫醇和硫醚類風味化合物，L-阿拉伯糖則形成了更多閾值較高的醇、酚和烷烴類化合物。反應180min后，D-和L-可拉

5、伯糖兩反應體系中各主要揮發(fā)性產(chǎn)物的含量趨向一致。 首次采用熱重分析、同步差熱分析、熱質(zhì)聯(lián)用及微量熱等手段，探討戊糖/半胱氨酸體系水相和非水相Maillard反應熱學分析在Maillard反應產(chǎn)物形成機理研究方面的可用性。結果表明，(1)熱重分析和同步差熱分析結果表明，戊糖的立體結構差異導致其Maillard反應熱學特性不同，戊糖和半胱氨酸各自的降解溫度大大高于戊糖與半胱氨酸混合物的降解溫度。核糖的起始降解溫度最低，總失重量最大。

6、核糖/半胱氨酸混合物的起始降解溫度最低、揮發(fā)性產(chǎn)物量最大。這兩結果都說明核糖的Maillard反應活性最高，這與水相體系揮發(fā)性產(chǎn)物研究結果一致；(2)熱質(zhì)聯(lián)用分析表明，戊糖/半胱氨酸體系第一階段失重主要是由于Amadori化合物形成時脫水造成，其次是因Amadori化合物初步降解形成了乙?；衔锖涂啡约懊摪?、脫羧形成了NH<,3>、CO<,2>等揮發(fā)性產(chǎn)物。大多數(shù)Maillard反應揮發(fā)性產(chǎn)物是在第二失重階段形成，H<,2>S也只

7、在第二失重段產(chǎn)生，說明半胱氨酸Strecker。降解脫H<,2>S需要較高的反應溫度，含硫化合物的形成需要H<,2>S的參與，因而它們的產(chǎn)生同樣需要較高反應溫度條件。不同戊糖體系生成的揮發(fā)性產(chǎn)物比例存在明顯差異，即戊糖的立體結構差異導致了不同戊糖/半胱氨酸體系反應物的降解途徑或降解速度不同。 阿拉伯糖在Maillard反應中的作用及對產(chǎn)品風味的貢獻度少有文獻報道，更沒有建立模型體系詳細研究其對揮發(fā)性產(chǎn)物及產(chǎn)物風味的影響，因此在研

8、究了戊糖對Maillard反應揮發(fā)性產(chǎn)物貢獻度的基礎上，著重探討L-阿拉伯糖/半胱氨酸體系揮發(fā)性產(chǎn)物形成的規(guī)律及動力學特性。結果表明，(1)高溫有利于肉類特征風味物質(zhì)的形成；(2)酸性條件有利于呋喃基風味物質(zhì)的形成，pH5條件下Maillard反應揮發(fā)性產(chǎn)物量最大。堿性條件下Maillard反應速度快，有利于褐變而不利于風味化合物的形成；(3)隨反應時間的延長不同風味物質(zhì)含量變化并不一致，在反應60～120min間多數(shù)肉類風味物質(zhì)含量達

9、到最大，而醇、醛、酮和酚等化合物的含量隨反應時間延長有減少的趨勢；(4)在反應物濃度不變的條件下，高水分活度體系中產(chǎn)生的硫醇、硫醚、糠醛和3-巰基-2-戊酮等風味物質(zhì)含量高于低水分活度體系的，而在低水分活度體系中小分子酸(如甲酸和乙酸等)及烷烴的含量較高。 玉米芯中富含木糖和阿拉伯糖，研究表明玉米芯是生產(chǎn)Maillard反應香料前驅(qū)體——戊糖的良好原料。以玉米芯為原料，提取得到戊聚糖，運用稀酸水解法獲得還原糖液。HPLC-ELS