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## 美拉德反应中的反应机理

美拉德反应包括许多反应，尚未充分了解。美拉德反应主要包含3个步骤：①氨基化合物与还原糖反应生成葡基胺，随后发生阿马道里重排（Amadori重排）。②中间产物的脱水、糖基裂解和产物的斯特雷克降解（Strecker降解）反应。③中间产物反应形成杂环风味化合物，即与褐变产物特征风味相关的大分子褐色素。美拉德反应由非质子化的氨基与还原糖的羰基发生缩合反应开始。缩合反应产物接着脱水生成亚胺或希夫碱（或甲亚胺）。希夫碱经Amadori重排，如采用D-葡萄糖可以得到1-氨基-1-脱氧-D-果糖的衍生物，此物质也称为Amadori产物，是美拉德反应的早期中间体。Amadori产物以4种不同的中间体为起始反应物，分别进行4种不同途径的转变，产生一种中间体和产物的复杂混合物。通过分子的重排和缩合，4种中间体中的3种是1-、3-和4-脱氧二羧基化合物，通常也被称为1-、3-和4-脱氧邻酮醛糖。邻酮醛糖类有时会如醛类、酮类一样形成环式。其也会发生脱水反应，尤其是在高温下。在pH≤5条件下反应将继续，得到脱水的中间化合物，最终从己糖得到呋喃衍生物5-羟甲基-2-糖醛，通常称为羟甲基糖醛（HMF）；从戊糖则可得到糠醛。在pH＞5条件下，此活性环状化合物（HMF、糠醛和其他）和含有氨基的化合物聚合成终产物。含有黑色素的这些聚合物的颜色从褐色到黑色深浅不一，分子质量、氮含量和溶解性均不同。不同颜色的产物统称为黑色素，其中间体和缩合反应有所不同。有些含有N，有些只含有C、H和O原子。所有黑色素均含有芳香环和共轭双键。美拉德褐变反应还可产生一些改性蛋白质。蛋白质的改性由蛋白质与含羰基化合物（如还原糖、邻酮醛糖、糠醛、5-羟甲基糠醛及吡咯衍生物）反应导致，L-赖氨酸和L-精氨酸的侧链容易发生此类反应。如蛋白质分子中L-赖氨酸的ε-氨基通过Amadori重排，使L-赖氨酸转变为N-呋喃果糖基-赖氨酸。进一步反应使呋喃环和吡咯环形成呋喃果糖基团并与蛋白质分子相连接。这些反应将造成氨基酸的损失。由于L-赖氨酸是一种必需氨基酸，通过这一途径造成的降解将影响食品的营养价值。在烘焙和烤制类食品中赖氨酸和精氨酸通常损失15%～40%。
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