饼干中的美拉德反应

由于饼干耐储存和品种多样，受到消费者的喜爱。饼干有不同的口味和色泽，饼干在烘焙过程中颜色和香味的变化和什么有关？是否对人体健康有利。随着食品研究的进展，发现美拉德反应（Maillard Reaction）增加了饼干在烘焙过程中的色泽和风味，但另一方面也产生了丙烯酰胺（AA）、杂环胺、晚期糖基化末端终产物（AEGs）、呋喃类等一些有害物质。通过了解美拉德反应与饼干烘焙的关系，优化饼干的加工工艺，提高饼干的营养价值。

饼干

饼干是通过烘焙工艺制作而成，主要是由面粉、糖、黄油等其他原料混合搅拌成具有流变学特性的面团后，一般在160℃的烤箱中烘焙20min，经过一系列的加工焙烤过程，成为各种口味的饼干。根据饼干的种类不同，原料和温度、烘焙时间也不同。饼干的主要营养成分是主要是碳水化合物，同时含有脂肪、蛋白质、钙等其他营养成分。但由于饼干的营养不均衡，还是适量食用。

美拉德反应

美拉德反应又称“非酶棕色化反应”，指羰基化合物和氨基化合物的反应。由于至美拉德反应过程比较复杂，可粗略分为三个主要过程：初期：醛糖和氨基化合物缩合，在Amadori的作用下重排形成Amadori重排物（ARP）。初级阶段反应的产物不会使饼干产生香味和风味的变化，它们是产生不挥发性香味物质的前体成分。中期：Amadori化合物通过三个途径进行反应，生成不饱和羰基化合物、还原酮类和脱氢还原酮类，有利于ARP形成许多饼干香味的前体物质和褐色化合物。终期：中期阶段会产生许多的活性中间体，可以与氨基酸反应，生成类黑精色素—褐色含氮色素。影响美拉德反应有氨基化合物游离氨基酸和羰基化合物的种类，又有水分活度、时间等。

美拉德反应与饼干的色泽。一般来说，饼干烘焙就会产生类黑精色素。色泽表示美拉德反应程度的明显标志，引起饼干呈现诱人的黄色至深褐色，增加人们的食欲。其主要变化过程主要是形成不饱和褐色含氮聚合物或者多聚物， 并由浅金黄向黑灰色发展， 这一过程主要取决于饼干中的蛋白质和还原糖的种类和含量，也因饼干的制作工艺、时间和温度的不同可使餅干表皮产生金黄色到深褐色等不用颜色的饼干。所以在工业化生产饼干上可用控制还原糖的量和增减氨基酸的量以及改变饼干的加工工艺来调节褐变的程度。

美拉德反应与饼干的口味。天然食品风味物质的来源主要有两个方面：一个方面由食品含有的原料生物可直接合成，另一个是食品原料在贮藏和加工的过程中，由酶的参与反应形成的食品的风味物质，或是食品在烘焙中产生的风味物质，由于食品中的物质发生分解、降解或重排，形成了食品风味的前体物质，最后形成了食品呈现的风味口感，就是美拉德反应 。选用不同种类的糖和氨基酸作为饼干加工的原料，控制相应的反应条件，可有目的性获得含有吡嗪类等呈现不同香型的产物。

美拉德反应产物的危害及其预防。美拉德反应产物具有一定的抗突变和抗氧化作用，然而在饼干制作过程中，美拉德反应会产生杂环胺、AA、AEGs、呋喃类等对人有害的物质。其产生的呋喃具有可遗传性和致癌性。AA对动物产生生殖毒性、致癌性和神经毒性。在饼干制作过程中，如何减少AA的生成量是非常重要的，主要的三种方法为：

添加外源物质抑制AA的生成。饼干制作过程中，通过添加氯化钠抑制AA的生成。

调整饼干的加工工艺。适当地降低饼干烘焙的温度和缩短烘焙的时间，也可通过加入泡打粉代替小苏打来降低pH值，可以在一定程度上减少AA的合成。

减少AA的前体物质。添加一些牛磺酸和甘氨酸可以一定程度上阻碍AA的生成反应。

杂环胺是一类具有致癌、致突变的多环芳香族化合物，可以通过在饼干中添加抗氧化剂来抑制杂环胺的生成。人体内AGEs 的积累与糖尿病、阿尔茨海默症等疾病的发生具有密切联系，饼干加工过程中AGEs的抑制研究多采用谷物和水果的提取物，比如荞麦和草莓等或其中的黄酮和酚类等抗氧化活性组分。

美拉德反应一方面对饼干的风味和色泽形成具有重要的意义。另一方面通过美拉德反应生成的呋喃、杂环胺以及AGEs等有害产物。通过优化饼干的加工工艺和添加物质降低有害产物的生成含量，由于美拉德反应比较复杂，其危害物的抑制方法及机制还需要更深入的研究，希望我国食品行业的研究者能够取得突破性进展。

作者简介：

朱焕静（1994-），女，南京师范大学本科生，食品科学专业，参加了关于饼干研制的大学生创新比赛。