美拉德反应产物抗氧化活性研究进展

1、美拉德反应产物抗氧化活性研究进展食品工程1043115344121美拉德反应产物 美拉德反应过程中产生的大量产物成为美拉德反应产物（Maillard reaction products,MRPs)。美拉德反应产物不仅在许多种类食品的颜色、风味、稳定性和货架期等方面发挥着重要作用，且具有多种多样的生物活性如抗氧化、抗诱变、抗病毒、抗增殖、降血压等。3 美拉德反应的广泛性及复杂性,决定了美拉德反应产物种类繁多,Hodge等曾将美拉德反应产物致香成分分为四个类别:第一类是含氮杂环化合物,如吡嗪、吡啶、吡咯等;第二类是环状烯醇结构化合物,如麦芽酚等;第三类是多羰基化合物如丙酮醛等;第四类是单羰基化合物

2、,如斯特勒克降解产生的斯特勒克降醛类。除挥发性致香成分外,还包括具有抗氧化活性的类黑精中的褐变色素及其他成分。1美拉德反应产物4 MRPs抗氧化活性的研究目的和意义在于由于目前食品工业常用的合成抗氧化剂BHA和BHT等可能具有致癌性，许多国家已禁止使用，而MRPs是食品加工和储藏过程中自身产生的一类物质，可视为天然物，且其某些物质的抗氧化活性比常用的合成抗氧化剂效果更好。多数研究证实MRPs具有多种多样的生物活性如抗诱变作用、抗肿瘤作用、抗增殖作用、降血压作用等，对于防治疾病、提高全人类的身体健康方面起着重要意义，所以在国内外对的研究持续不断。1美拉德反应产物5 类黑精是一类聚合度不等的高分子

3、混合体,多以短肽或蛋白复合物(即蛋白黑素Melanoprotein)的形式存在,亲水性极强,具有类似膳食纤维的功能,可降低人体餐后血糖,抑制胰蛋白酶活性,阻断致癌物亚硝胺合成,抗杂环胺诱变,结合封闭金属离子,具有很强的抗氧化活性和自由基清除能力。2 类黑精类物质及其活性6 类黑精是食品色泽和各种浓郁芳香风味的主要来源,其生理活性和保健功能亦引起了世界各国的高度重视。关于类黑精抗氧化性能方面的研究在国外成为热门课题。到目前为止,关于类黑精类物质的结构还不是很清楚。起始原料、反应条件的不同影响类黑精类物质组成。2 类黑精类物质及其活性7 据杨荣华等对酱油、豆酱褐色色素生理功能的综述表明,类黑精是一

4、类聚合度不等的高分子混合体,多以短肽或蛋白复合物(即蛋白黑素)的形式存在。同时,从类黑精骨架肽段的氨基酸组成看,最具类黑精形成活性的氨基酸残基主要是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、赖氨酸(Lys)和脯氨酸(Pro)。2 类黑精类物质及其活性8 近年来,国外对类黑精物质抗氧化作用和抗菌作用进行了较多的研究。据日本与台湾媒体报道,类黑精系非消化性高分子化合物而存在于消化器官中,发挥食物纤维素类似生理机能既,可以促进血清胆固醇降低,又可以使肠道内乳酸菌素增值。可与糖类在肠内的移动速率减慢并阻碍粘膜消化素的作用,以致可抑制血糖值升高。2 类黑精类物质及其活性9 Hayase等对

5、类黑精类物质捕获自由基进行了研究,他们认为类黑精类物质中应该还有还原酮、烯胺或吡咯类的结构。Homma等研究了类黑精类物质及氧化还原后的性质差异,发现氧化还原后类黑精类物质的颜色强度都降低,而氧化或还原后的分子量都增加了,可以认为氧化或还原是生色团断裂,但是又有新的聚合发生。2 类黑精类物质及其活性10 MRPs抗氧化活性是从1954年首次发现的，随后二三十年对MRPs抗氧化活性的研究较少，直到二十世纪八十年代才受到重视，一度成为了食品工业、食品营养和食品化学领域关注的焦点。研究表明，美拉德反应产物中含有类黑精、还原酮及一系列含、的杂环化合物。研究表明,这类物质具有一定的抗氧化性能,其中某些物

6、质的抗氧化强度可以与食品中常用的抗氧化剂BHA和BHT相媲美。3美拉德反应产物的抗氧化性11 美拉德反应产物中非挥发性成分抗氧化机理比较复杂,人们还没有完全了解其作用原理,但目前有报道指出该类物质的抗氧化原理主要表现在两个方面:具有螯合金属离子的特性;具有很强消除活性氧的能力。Hayase认为美拉德反应产物的抗氧化性能可能是由美拉德反应终产物类黑精具有很强的消除活性氧的能力。Eichner也认为美拉德反应产物的中间体(还原酮化合物)通过供氢原子而终止自由基的链,具有还原过氧化物的特性。3美拉德反应产物的抗氧化性12 马志玲等的研究表明,MRPs的抗氧化能力是随反应时间的增加而提高,葡萄糖甘氨酸

7、的抗氧化能力较强,在120可抑制70%的亚油酸氧化。随美拉德反应产物制备时间的增长,MRPs的抗氧化能力显著增加,同时抗氧化能力与褐变的颜色成正比,这是因为MRPs相互聚合最终形成类黑精。Yamaguchi等报道,一部分类黑精的抗氧化能力在亚油酸中甚至超过BHA、没食子酸丙酯等。3美拉德反应产物的抗氧化性13 Kenichi等详细研究了吡咯、呋喃、噻吩、噻唑和吡嗪等含硫、氮化合物的抗氧化作用,吡咯抗氧化能力最强,它对己醛氧化的抑制率甚至可以达到100%。并且吡咯甲酰基化后还可大大增强其抗氧化能力。硫醇类杂环化合物如2-甲基-3-呋喃硫醇,2-噻吩硫醇和糠硫醇是烹饪肉类制品芳香风味的重要来源,并

8、能增加各种烹饪食品的氧化稳定性,应用这类化合物抑制富脂类食品的氧化作用在食品工业上有着很重要的意义。3美拉德反应产物的抗氧化性14 Lingnert等研究发现,在弱碱性(pH值为79)条件下组氨酸与木糖的美拉德反应产物表现出较高的氧化活性,beckel等先后报道在弱酸性(pH值为57)条件下,精氨酸与木糖的反应产物的抗氧化活性最佳。也有人研究木糖与甘氨酸、木糖与赖氨酸、木糖与色氨酸、二羟基丙酮与组氨酸、二羟基丙酮与色氨酸、壳聚糖和葡萄糖的氧化产物有很好的抗氧化作用。3美拉德反应产物的抗氧化性15 美拉德反应产物(MRPs)的抗氧化性能,被用以代替酚类食用抗氧化剂,正逐渐引起人们的关注,木糖与氨

9、基酸或赖氨酸经美拉德反应可分别得到具有抗氧化活性的反应产物。在一定的浓度下,上述条件制备的MRPs的抗氧化能力优于TBHQ,而且木糖-赖氨酸MRPs的抗氧化活性较木糖-甘氨酸MRPs的高,有望开发一种新的食用抗氧化剂。3美拉德反应产物的抗氧化性16 孙月娥等研究了美拉德反应对大蒜抗氧化活性的影响。研究表明美拉德反应提高了大蒜的抗氧化能力，较白蒜都有了很大的提高黑蒜的还原能力、在卵磷脂脂质体中的抗氧化能力、羟基自由基的清除率、超氧阴离子自由基的清除率、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总酚抗氧化活性与多和羟甲基糠醛等美拉

10、德反应产物的增加有关。3美拉德反应产物的抗氧化性17 大蒜不但可以作为调味品，而且具有行滞气、暖脾胃、消淤积之功效，是一种良好的药食兼用的植物性食物。但大蒜本身带有辛辣味和强烈的刺激性臭味，很大程度上影响了其食疗价值的充分发挥。为了克服大蒜及其制品的缺点，近年来在日本和韩国出现了一种新型大蒜产品，即“黑蒜”,它是将完整大蒜( 带外皮) 在一定条件下经过较长时间的美拉德反应，使整个蒜瓣都呈现出黑色,黑蒜酸甜适口，口感柔软类似果脯，直接食用时很少甚至没有辛辣味，而且食后没有吃生大蒜所特有的蒜臭气味，同时也不会对肠胃产生不良刺激。3美拉德反应产物的抗氧化性1819 黑蒜具有极强的抗氧化活性，可以减少糖