常見食品與梅納反應



在烹飪過程中,梅納反應產生味道和香氣;幾乎在任何地方都利用梅納反應使食物美味,從烘焙行業到我們的日常生活。當食物在高溫下加工或煮熟時,氨基酸和減少糖之間的化學反應會導致梅納反應產物(MRPs)的形成。根據食品的加工方式,會產生有益和有毒的梅納產物。因此在本次綜述中,可以看到與梅納反應緊緊相黏的有那些常見的食品加工。

1. 牛奶與梅納反應

 牛奶是一種飲料,在世界各地消費。目前,人們消費的牛奶有很大一部分,特別是在西方國家,是加工而不是生牛奶。超高溫 (UHT) 處理或常規滅菌工藝通常用於處理牛奶以提高品質和安全性。牛奶富含蛋白質和糖。因此,在高溫下處理牛奶顯然會導致梅納產物的形成。已經接觸了幾種方法來確定牛奶加工過程中梅納產物的程度。初始和高級分階段梅納產物都被用作牛奶中發生的褐色反應的指標 梅納產物的形成對蛋白質和礦物生物利用度影響很大。在早期階段,牛奶中的乳糖會阻斷利氨酸的氨基酸組,形成被稱為乳糖酶的Amadori產品,從而改變蛋白質的生物利用度。眾所周知,梅納產物可能作為包紮劑,通過形成不同的可溶性和不溶性複合物來調節金屬陽離子,從而影響礦物生物利用率。因此,通過熱處理處理牛奶需要引起注意,尤其是對於嬰兒,因為牛奶是生命階段唯一的營養來源。

2. 肉類加工品與梅納反應

雜物如多環胺類 (HCA) 水平隨烹飪溫度升高而增加;這種現象在肉中比魚更明顯 。肉在高溫下通過煎炸、烘烤和煮沸或在烤箱中煮熟。雖然發現食物中HCA的接受量與各種類型人類癌症風險增加之間存在正相關關係*,其他一些研究沒有發現HCA和癌症風險之間的任何相關性。幾項研究表明,如油炸和烤肉等工藝會導致大量HCA的形成。相反,這些HCA在食物中產生不同的風味和口味。異氰化化合物,如苯丙胺、牛磺酸和硫氮,主要負責在烘焙化合物中形成風味。在高溫處理和燒烤過程中,苯丙二苯的水位顯著增加。建議通過兩個從斯特萊克降解中提取的α氨基酮分子的冷凝而形成的醇酸酯,這是梅納反應通路的一個中間體。
在加工食品中,已發現超過25多環胺類(HCA)。一項研究表明,當鴨肉通過木炭烤、深炸、烤制、微波烹飪、煎鍋或煮沸烹飪時,與其它四種烹飪方法相比,煎炸過程的梅納產物更高。廖等人 (2012) 報告說,煮沸和微波烹飪是處理鴨肉在梅納產物形成方面最合適的方法。然而在另一項研究中,發現木炭烤鴨和雞胸肉與煎肉相比都具有很高的HCA水準。他們發現,烘焙顯著地減少了HCA
在另一項研究中,牛排和漢堡餅通過煎炸、碳烤、燒烤加工,分成四級(3分、5分、7分或全熟)。牛肉烤在烤箱上用稀有、中等和烹飪好加工。他們測量了五種不同的HCA。在煮熟的牛排和漢堡餅中,2-氨基-34-二甲基甲醯胺45-藜麥的含量較高。與烤鴨和雞烤一樣,烤牛肉不含5HCA中的任何一種,但由精心製作的烤肉製成的肉汁有兩種類型的HCA 。從三種不同的研究中可以建議,與其他方法相比,烤肉(雞肉、鴨和牛肉)產生的HCA量較少。
最近幾天,由於缺乏時間,人們食用更多的即食食品。Puangsombat等人(2011)評估了一些即食產品中的HCA水準。他們發現,HCA在雞皮中含量較高。在其他評估食品中,HCA水準按以下順序發現:肉雞肉、熟食肉製品和辣椒類 。然而,據報導,商業煮熟的肉類和餐廳肉類含有少量的HCA

3. 咖啡豆與梅納產物

咖啡作為一種飲料,是數十億人生活中的重要物品,也是世界上交易最多的食品之一。沖泡的咖啡已成為僅次於水的第二大飲料。咖啡飲料在烘焙過程中會形成理想的香味。典型的烘烤溫度範圍為 180 250°C,烤制時間根據採用的過程在 2 25 分鐘之間變化。在烘烤過程中,內部溫度超過180°C,導致發生梅納反應、碳水化合物焦糖化以及有機化合物的熱解。梅納反應在烘烤時產生黑色素素,占沖煮咖啡豆乾重的29% 。咖啡黑色素素通過毛茸茸和/或黃細胞的聚合反應形成,在梅納反應的晚期,並通過定義不當的多冷凝反應而關聯。儘管烘焙降低了咖啡豆的碳水化合物、蛋白質和脂質水準,但咖啡因的含量在烘焙時仍然相對穩定。梅納產物、咖啡因、尼古丁酸和咖啡豆的一些其他成分保護牙齒免受鏈球菌的感染,而鏈球菌被認為是人類蛀牙的主要病原體。


4.啤酒與梅納反應

從原料開始到結束,在製作啤酒中,很可能每個步驟都有梅納反應參與。雖然麥芽和其他穀物的生產和使用可能是梅納衍生風味化合物的最重要貢獻者。即使是麥芽專家,也沒有完整的梅納反應說明對啤酒的顏色和風味的充分貢獻。
麥芽/焙炒:對於穀物類啤酒和麥芽飲料,使用的麥芽和其他穀物提供梅納反應成分的初始輸入- (澱粉降解)和氨基酸(來自蛋白酶)。綠色麥芽中的氨基酸以pH值相關的方式轉化為相應的史萊克醛。實驗室中的模子梅納反應也揭示了經典的穀物、玉米味和類似白味的口味,這些味道源自複雜的梅納反應級聯。啤酒麥芽通常通過可變高溫窯爐和烘焙生產,導致許多特產穀物具有多種風味化合物(包括焦糖、烘焙、堅果、燒製、咖啡和巧克力)。因此,如今的釀酒商可以選擇數十種特產麥芽和許多其他穀物。梅納化學和穀物生產的全部複雜性只被探索了一些,特別是與上述高分子量顏色和風味化合物——即黑色素素——相關的。
煮沸和糖化:釀酒師可以使用不同的穀物烹飪系統,具體取決於在非大麥芽穀物中的澱粉糊化和附加穀物的需要。這些烹飪步驟當然在高溫下運行。除了梅納的顏色和風味化合物形成,降解或消耗發酵碳水化合物和氨基酸可能發生,可能會影響酒精的產生量。可發酵糖的濃度降低也許不太可能 - 但自由氨基氮濃度也降低,這也可能影響發酵,從而影響酒精生產。大量的使用糖會增加兩個主要反應物之一,而此時的自由氨基氮濃度可能太低,無法隨後發酵。糖化作業也可能產生梅納化合物,並影響乙醇產量,原因如下。
麥汁沸騰和梅納反應:麥汁含有高水準的還原糖和足夠的氨基酸成分,這些成分可以繼續參與麥汁沸騰期間的梅納反應。麥芽糖和麥芽三糖是最豐富的糖化合物,因此,這些糖和寡糖形成由梅納反應化學引起的特異性化合物。在麥汁中發現的梅納反應產生的一種主要風味化合物是糠醛。
這種化合物經常被視為麥汁熱損傷的指標。Stecker反應在麥芽沸騰中也很顯著,產生已經討論過的調味醛類型。一些低氣味/風味閾值檢測濃度的Strecker醛也高度揮發,並可能通過高效的麥芽沸騰系統顯著蒸發掉。如果啤酒釀造商在沸騰期間將蒸汽壓力保持在較低水準,則加熱表面的相應溫度將適中,並可減少梅納反應的發生。眾所周知,現代麥芽強制對流系統的使用,在蒸汽溫度降低時,產生的回電產物較少, 與傳統的沸騰相比。因此,在麥芽沸騰過程中操縱梅納反應的程度時,讓酒廠有很大的商機。


6.大豆加工和梅納產物形成

大豆被廣泛用作麵粉、分離物、濃縮物和大豆蛋白,以及食用油。大豆在心血管疾病、骨質疏鬆症和癌症中起著重要的作用 。因此,大豆的加工是保持其營養品質的重要因素。在高溫下烹飪可能會產生梅納產物,這對健康可能是好是壞。然而,大豆必須在食用前加工。[ilié等人》(2014)評估了大豆中富羅西因、羥基甲基富二氟(HMF)和丙烯醯胺在擠出、微波和紅外加熱過程中的水準。他們發現,微波加熱時間短(1-2分鐘)會產生高水準的丙烯醯胺,而長時間加熱(3-5分鐘)產生的丙烯醯胺水準較低。在擠出和紅外加熱過程中,丙烯醯胺的形成會隨著時間和溫度的升高而大大增加。HMF 水平在所有三個過程中都隨著時間和溫度的增加而增加,在微波處理中顯著較高。從熱處理開始,富松在擠出和紅外處理中水準較高,而在微波加熱中,3 分鐘后增加到最大值,但在4分鐘時,該值與2分鐘相似。結果表明,微波加熱使大豆的抗氧化性能比原大豆提高50%。儘管這項研究報告說,除了45°C的微波加熱外,黃酮類化合物總量在100°C上升,但另一項研究表明,當大豆浸泡在水中並在98°C后加熱時,幾乎一半(44%)原黃酮類化合物在最終產品中丟失。這可能是由於水分含量的存在,因為水分的減少表明與擠出和紅外熱處理中梅納產物水準升高有關。

7. 植物衍生食品與梅納反應

食用富含水果和蔬菜的飲食給我們帶來了許多健康益處。然而,加工方法在決定從水果和蔬菜中獲得的有益健康影響的大小方面起著重要作用。根據處理溫度,在加工過的蔬菜和水果(如橙汁)中發現了福羅伊甲基衍生物(FM) |50* 和加工番茄製品也脫水胡蘿蔔。研究表明,與胡蘿蔔汁、小胡蘿蔔或罐裝胡蘿蔔相比,脫水胡蘿蔔含有大量的FM。建議熱處理過程中的處理時間對FM形成起重要作用。Dueik Bouchon (2011) 報告說,通過真空煎炸胡蘿蔔片、土豆和蘋果片,可以説明保持其總類胡蘿蔔素和抗壞血酸水平顯著。
當蔬菜在低溫下處理時,會產生益氧化劑,而高溫治療會降低益氧化劑,並增加梅納產物的產生抗氧化性能。梅納產物 的這種抗氧化活性來自在反應的高級階段形成的高分子量棕色化合物。然而,這裏應該提到,梅納產物也可以表現出益氧化特性。
梅納產物可以防止多酚氧化酶 (PPO) 引起的酶褐色反應。植物衍生產品,如水果和蔬菜,在收穫后處理和加工過程中產生許多內源性酚類化合物。這些化合物被氧化酶酶(如多酚氧化酶(PpOs)和酪氨酸酶氧化。這種反應反過來產生高活性奎尼化合物,這些化合物被濃縮和聚合,以產生棕色顏料,從而降低食品的品質。梅納產物 可以在這種反應的初始步驟中防止這種酶過程,從而有助於保持產品品質。除了抗褐色,梅納產物還已被證明呈現櫻桃衍生過敏原的抗過敏特性。

參考資料




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