美拉德反应产物抗氧化活性研究进展

美拉德反应产物抗氧化活性研究进展李具鹏食品工程1043115344美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第1页21美拉德反应产物

美拉德反应过程中产生大量产物成为美拉德反应产物（Maillardreactionproducts,MRPs)。美拉德反应产物不但在许各种类食品颜色、风味、稳定性和货架期等方面发挥着主要作用，且含有各种多样生物活性如抗氧化、抗诱变、抗病毒、抗增殖、降血压等。美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第2页3

美拉德反应广泛性及复杂性,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份分为四个类别: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,如斯特勒克降解产生斯特勒克降醛类。除挥发性致香成份外,还包含含有抗氧化活性类黑精中褐变色素及其它成份。1美拉德反应产物美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第3页4

MRPs抗氧化活性研究目标和意义在于因为当前食品工业惯用合成抗氧化剂BHA和BHT等可能含有致癌性，许多国家已禁止使用，而MRPs是食品加工和储备过程中本身产生一类物质，可视为天然物，且其一些物质抗氧化活性比惯用合成抗氧化剂效果更加好。多数研究证实MRPs含有各种多样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、提升全人类身体健康方面起着主要意义，所以在国内外正确研究连续不停。1美拉德反应产物美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第4页5

类黑精是一类聚合度不等高分子混合体,多以短肽或蛋白复合物(即蛋白黑素Melanoprotein)形式存在,亲水性极强,含有类似膳食纤维功效,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,含有很强抗氧化活性和自由基去除能力。2类黑精类物质及其活性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第5页6类黑精是食品色泽和各种浓郁芳香风味主要起源,其生理活性和保健功效亦引发了世界各国高度重视。关于类黑精抗氧化性能方面研究在国外成为热门课题。到当前为止,关于类黑精类物质结构还不是很清楚。起始原料、反应条件不一样影响类黑精类物质组成。2类黑精类物质及其活性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第6页7据杨荣华等对酱油、豆酱褐色色素生理功效综述表明,类黑精是一类聚合度不等高分子混合体,多以短肽或蛋白复合物(即蛋白黑素)形式存在。同时,从类黑精骨架肽段氨基酸组成看,最具类黑精形成活性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美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第7页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,能够促进血清胆固醇降低,又能够使肠道内乳酸菌素增值。可与糖类在肠内移动速率减慢并妨碍粘膜消化素作用,以致可抑制血糖值升高。2类黑精类物质及其活性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第8页9

Hayase等对类黑精类物质捕捉自由基进行了研究,他们认为类黑精类物质中应该还有还原酮、烯胺或吡咯类结构。Homma等研究了类黑精类物质及氧化还原后性质差异,发觉氧化还原后类黑精类物质颜色强度都降低,而氧化或还原后分子量都增加了,能够认为氧化或还原是生色团断裂,不过又有新聚合发生。2类黑精类物质及其活性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第9页10

MRPs抗氧化活性是从1954年首次发觉，随即二三十年对MRPs抗氧化活性研究较少，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Ｎ、Ｓ杂环化合物。研究表明,这类物质含有一定抗氧化性能,其中一些物质抗氧化强度能够与食品中惯用抗氧化剂BHA和BHT相媲美。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第10页11

美拉德反应产物中非挥发性成份抗氧化机理比较复杂,人们还没有完全了解其作用原理,但当前有报道指出该类物质抗氧化原理主要表现在两个方面:ａ含有螯合金属离子特征;ｂ含有很强消除活性氧能力。Hayase认为美拉德反应产物抗氧化性能可能是由美拉德反应终产物类黑精含有很强消除活性氧能力。Eichner也认为美拉德反应产物中间体(还原酮化合物)经过供氢原子而终止自由基链,含有还原过氧化物特征。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第11页12

马志玲等研究表明,MRPs抗氧化能力是随反应时间增加而提升,葡萄糖—甘氨酸抗氧化能力较强,在120ｈ可抑制70%亚油酸氧化。随美拉德反应产物制备时间增加,MRPs抗氧化能力显著增加,同时抗氧化能力与褐变颜色成正比,这是因为MRPs相互聚合最终形成类黑精。Yamaguchi等报道,一部分类黑精抗氧化能力在亚油酸中甚至超出BHA、没食子酸丙酯等。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第12页13

Kenichi等详细研究了吡咯、呋喃、噻吩、噻唑和吡嗪等含硫、氮化合物抗氧化作用,吡咯抗氧化能力最强,它对己醛氧化抑制率甚至能够到达100%。而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主要起源,并能增加各种烹饪食品氧化稳定性,应用这类化合物抑制富脂类食品氧化作用在食品工业上有着很主要意义。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第13页14Lingnert等研究发觉,在弱碱性(pH值为7～9)条件下组氨酸与木糖美拉德反应产物表现出较高氧化活性,beckel等先后报道在弱酸性(pH值为5～7)条件下,精氨酸与木糖反应产物抗氧化活性最正确。也有些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、壳聚糖和葡萄糖氧化产物有很好抗氧化作用。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第14页15

美拉德反应产物(MRPs)抗氧化性能,被用以代替酚类食用抗氧化剂,正逐步引发人们关注,木糖与氨基酸或赖氨酸经美拉德反应可分别得到含有抗氧化活性反应产物。在一定浓度下,上述条件制备MRPs抗氧化能力优于TBHQ,而且木糖-赖氨酸MRPs抗氧化活性较木糖-甘氨酸MRPs高,有望开发一个新食用抗氧化剂。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第15页16

孙月娥等研究了美拉德反应对大蒜抗氧化活性影响。研究表明美拉德反应提升了大蒜抗氧化能力，较白蒜都有了很大提升黑蒜还原能力、在卵磷脂脂质体中抗氧化能力、羟基自由基去除率、超氧阴离子自由基去除率、及DPPH.IC50值依次是普通大蒜10、3、7、10、50倍。黑蒜抗氧化能力增加在一定程度上其含有总酚抗氧化活性与多和羟甲基糠醛等美拉德反应产物增加相关。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第16页17

大蒜不但能够作为调味品，而且含有行滞气、暖脾胃、消淤积之功效，是一个良好药食兼用植物性食物。但大蒜本身带有辛辣味和强烈刺激性臭味，很大程度上影响了其食疗价值充分发挥。为了克服大蒜及其制品缺点，近年来在日本和韩国出现了一个新型大蒜产品，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美拉德反应，使整个蒜瓣都展现出黑色,黑蒜酸甜适口，口感柔软类似果脯，直接食用时极少甚至没有辛辣味，而且食后没有吃生大蒜所特有蒜臭气味，同时也不会对肠胃产生不良刺激。3美拉德反应产物抗氧化性美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第17页18美拉德反应产物抗氧化活性研究进展第18页19

黑蒜含有极强抗氧化活性，能够降低糖尿病发生,大大提升人体免疫力，而