美拉德反应及其对食品加工过程的影响论文
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美拉德反应是由法国化学家在1912年发现的，JohnHodge等在1953年时将其命名为美拉德反应。美拉德反应也被叫做羰胺反应，其定义为：还原糖或者是羰基化合物在常温或者加热时与含游离氨基的化合物发生缩合、聚合等化学反应，反应物和中间产物经过一系列复杂的化学变化，最终生成棕褐色的大分子物质——拟黑素（类黑素）。美拉德反应除了生成拟黑素之外，其还有醛、酮、杂环化合物生成，这些化合物为食品增加了色泽和风味。
一、美拉德反应
对于美拉德反应的相关研究已经达到了一个相对成熟的阶段，美拉德反应也成为了现代食品加工过程中应用最为频繁的技术之一。Hodge在1953年首次提出了美拉德反应的流程图，其对美拉德反应的过程进行系统性地阐述。依据现代化学观点，美拉德反应主要可以分为三个阶段，其分别为起始阶段、中间过程、最终阶段。
1、起始阶段。美拉德反应的起始阶段涉及到化学分子或基团的缩合、环化、取代重排等历程。首先，氨基化合物和醛糖缩合成为席夫碱，席夫碱不稳定，其环化生成N-取代醛糖基胺，该化合物又经过重排（Amadori方式）生成Amadori化合物。
2、中间过程。美拉德反应的中间阶段为起始阶段产物Amadori化合物以三种不同形式的分解过程，其分别为：碱性条件下的2，3-烯醇化反应，产物包括了脱氢还原酮类和还原酮类化合物；酸性条件下的1，2-位烯醇化反应，产物包括了含呋喃环的醛类化合物和羟甲基呋喃醛；碱性产物和酸性产物继续发生裂解，生成羰基（单羰基或双羰基）化合物，除此之外，碱性产物和酸性产物也可以发生Strecker分解，与氨基共同作用生成Strecker醛类化合物。
3、最终阶段。最终阶段是美拉德反应生成拟黑素的过程，其主要为低温下胺类和醛类的聚合反应，该反应过程较为复杂，目前尚未完全明确该过程的反应机理。胺类和醛类除了聚合生成高分子以外，其还产生美拉德反应的中间体杂环化合物（具有挥发性）、醛类化合物、还原酮等。
二、美拉德反应对于食品加工过程的影响
美拉德反应的发现与应用对现代食品加工及贮藏过程有着深刻的影响，至今其仍作为一项食品加工技术被广泛应用于食品加工过程中。美拉德反应的反应产物是影响食品口味、色泽、安全、营养等功能性质的主要因素，对于传统烤制食品（北京烤鸭、烤乳猪）、油炸食品（油炸肉卷、炸带鱼）影响尤甚。从营养学的角度分析，美拉德反应对于食品加工过程并非是有利无害的，美拉德反应的反应底物为蛋白质和糖类，蛋白质和糖类是人体所必须摄取的营养成分，食品加工过程中的美拉德反应无疑在一定程度导致了这些影响成分的流失；对于那些食品中含有的人体所不能合成的氨基酸，美拉德反应有可能导致其遭到破坏，进而导致食品的营养价值下降。因此，需要辩证地看待美拉德反应对于食品加工过程的影响。在实际的食品加工过程中，应当合理控制美拉德反应，通过美拉德反应增加食品的色泽、风味和安全性，同时最大程度地保留住食品中的营养成分。
1、对食品风味的影响。美拉德反应对于食品的风味有着重要的影响，例如，享誉全国的名菜“全聚德北京烤鸭”在其放入烤炉进行烤制之前，其会在烤鸭外层涂上一层秘制调料，调料中含有糖和香料物质。在烤制的过程中，调料中的各种化学物质发生相互作用（主要为热降解、美拉德反应、产物的二次和三次反应等），这是“全聚德北京烤鸭”具有独特风味的重要原因。美拉德反应能够产生一些影响食品风味的物质，其主要有含硫杂环，如噻吩类、噻唑类；含氮杂环，如吡嗪类；含氧杂环，如呋喃类，此外，还存在着一些硫化氢和氨类物质。并非所有的物质都能够使食品增加风味（吡嗪类、硫化氢、氨类），这些是在食品加工过程中需要避免的。例如，在烤制面包时，美拉德反应生成的麦芽酚能够使面包具有特殊的香味，而生成的吡嗪类物质或醛类物质则会使得面包有糊味。
2、对食品色泽的影响。美拉德反应经过的一些列复杂的化学变化，其所产生的一系列化合物能够赋予食品不同的色泽。美拉德反应中的温度、反应途径等因素发生变化，能够使得食品依次呈现出浅黄色、金黄色、褐色、棕色直至棕黑色的色泽变化。例如，金黄色面包、红褐色红烧肉、红茶等，这些食品所呈现出的颜色很大程度上与美拉德反应有关。对于食品加工过程而言，其需要控制好美拉德反应的影响因素（原料用量、温度、加工途径），例如，酱油加工过程中，应当控制好温度，防止因为温度过高而导致酱油颜色加深；面包烤制过程中，需要氨基酸和还原糖的用量以及烤制温度，防止其过度反应而导致面包呈焦黑色。
3、对食品营养的影响。上文已经提到，美拉德反应的底物多是糖和氨基酸，这些营养物质会随着反应的进行被转化为其他物质，进而造成食品中营养流失的问题。科学研究表明，糖类在和许多氨基酸作用时，容易使氨基酸失去其原有功能，例如，苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸、色氨酸，在与糖类进行美拉德反应时，赖氨酸最易损失。赖氨酸对于人体具有重要的生理意义：其是人体合成各种蛋白质的重要前提。乳制品加工过程中最易受到美拉德反应的影响而导致食品营养降低，而低乳糖食品由于其乳糖含量较低，能够减少美拉德反应的发生，从而最大程度地保留了食品中的`营养成分。值得注意的是，美拉德反应也能够降低食品中矿物质的生物活性，原因是美拉德反应的产物（MRPs）与食品中的矿物质发生螯合反应形成了难溶化合物。
4、对食品安全性的影响。美拉德反应会生成一系列的中间产物，这些中间产物对食品安全性有着不可忽视的影响。这美拉德反应的部分中间产物对食品的色泽和香味等功能特性做出了一定的贡献，但是另一些中间产物，如醛类化合物、杂环胺类化合物等则带来了食品安全隐患。美拉德反应所生成的中间产物具有不稳定性，目前对于糖类和氨基酸反应的中间产物是否存在安全问题尚不清楚；但美拉德反应所产生的丙烯酰胺是公认的致癌物质（有神经毒性）。土豆富含还原糖和天冬氨酸，其在加热（120℃以上）的条件下容易产生丙烯酰胺，但世界卫生组织目前还没有给出明确的丙烯酰胺致癌浓度。
三、结语
美拉德反应是一系列复杂的化学变化过程，美拉德反应的产物对于食品加工过程有着重要影响。在实际的食品加工过程中，应当合理控制美拉德反应，趋利避害，提高食品的功能特性。
参考文献：
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食品冷藏的原理及技术要点
冷藏又称低温贮藏，是指在0℃或略高于食品冰点的低温环境条件下，对食品进行贮藏的方法。冷藏是通过抑制微生物及酶类的活动和降低食品基质中的活性，来防止食品腐败变质，保持食品的新鲜度和营养价值。冷藏是目前效果较好、价格较低、保鲜时间校长、最普遍采用的食品贮藏方法。
一、食品的冷藏原理
食品的腐败变质，主要是由于微生物的生物活动和食品中的酶所进行的生物化学反应所造成。动物性食品，如禽、畜、鱼等在贮藏时很容易被细菌污染，细菌并很快繁殖，从而造成食品的腐败。但是微生物的繁殖和酶活性的发挥，都需要适当的温度和水分条件；环境不适宜，微生物就会停止繁殖甚至死亡，酶也会丧失催化能力，甚至被破坏。把动物性食品放在低温条件下就可抑制微生物的繁殖和酶对食品的作用，可以贮藏较长时间而不会腐败变质。
对于植物性食品，腐败的原因是呼吸作用。水果、蔬菜在采摘后虽然不能继续生长，但它们仍是一个有机体，仍然有生命，有呼吸作用。低温能够减弱果蔬食品的呼吸作用，延长它们的贮藏期限。但温度不能过低，否则会引起植物性食品的生理病害，甚至冻死。因此植物性食品冷藏温度应该选择接近其冰点但又不致使植物发生冻死现象为宜。
二、冷藏库的建造要求
1、隔热层的隔热性能要好。隔热层的隔热性能越好，耗冷量越小，所引起的库温波动也就越小，从而有利于贮藏物的质量保持，延长贮藏时间，减少贮藏物的干缩损耗，同时可以节省制冷设备的投资和运转费用。
2、注意隔热层外侧的防潮。冷库围护结构两侧的温度不一致，易形成水蒸气分压差，伴随热量的传递，库外的水蒸气就会向库内渗透，故应设置防潮隔气层。常见的防潮方法有3种：沥青防潮、塑料薄膜防潮及使用金属夹心板兼作防潮层。
3、安装良好的抽气系统。食品在冷库内贮藏一定时间后易积累二氧化碳、乙烯等气体物质，故需安装良好的抽气系统，以便经常换入新鲜空气，以利于食品的贮藏保鲜。
4、选择合适的制冷系统。冷库是通过人工制冷的方法来获取冷量的。目前常用液体气化制冷法或蒸气制冷法。蒸气制冷法可分为压缩式、吸收式、喷射式3种制冷方式，其中以压缩式最为广泛。压缩式制冷机主要由压缩机、冷凝器、调节阀和蒸发器4部分组成，它是一个闭合循环系统。
三、冷藏时应注意的一些问题
1、预冷。预冷是食品在长途运输或冷藏前预先进行的一种冷却方法，其要求是将待贮食品快速降至规定温度。它是维护被运输食品的品质和延长贮藏寿命的重要措施。预冷通常在冷库和预冷间进行。常用的预冷方法有自然空气冷却、通风冷却、真空冷却及冷水冷却。经预冷处理后的食品应迅速置入低温环境中贮藏。
2、温度允许的变化范围与贮藏期限。冷藏库中的温度并不可能恒定在某一温度值上，因制冷机性能、库容大小和内外温差等因素会使库温在一定范围内波动。一般而言，食品以贮藏温度较低，且变化范围越小越好。这样有利于食品保鲜，防止损耗及低温生理病害。
3、温度的控制。不同的食品具有不同的最适冷藏温度。冷库温度和入库后食品的温度受多种因素的影响，如入库时食品的温度与库温的差别、制冷机的效能与库容、库内空气流通情况、堆码方式，食品品种及成熟度等。入库时应合理堆码，根据实际情况调节库温；出库前需采用逐步升温方法，以免因内外温差大，而造成食物表面凝结水珠。
4、湿度的控制。冷库常因蒸发器大量吸热而不断地在其上结附冰霜，又不断地将冰霜融化流走，致使库内湿度常低于食品贮藏对湿度的要求。可以采用增大蒸发器面积、减少结霜，安装喷雾设备或自动喷湿器来调节冷库内湿度。另外，当因货物出入频繁，使库内相对湿度增大时，可安装吸湿器吸湿，并加强冷库管理，严格控制货物和人员的频繁出入。
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新型冷却肉保鲜方法的研究进展
张海峰1 金文刚1 白杰1,2*
（1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏食品检测中心，宁夏 银川 750021）
摘 要：冷却肉保鲜就是运用各种手段抑制或杀灭各种有害微生物，从而保持冷却肉的品质并使之达到一定的保藏期。本文对目前冷却肉的保鲜方法及其研究机理做了较为系统的论述，为今后冷却肉保鲜技术的研究与开发提供了理论依据。
关键词：冷却肉；保鲜方法；机理
Study on New Preserving Method of Chilled meat
Zhang Haifeng1，Jing Wengang1, Bai Jie1,2*
(1. School of Agricultural，Ningxia University，Yinchuan 750021，China；
2.Ningxia Testing and Analytical Center of food Yinchuan 750021，China)
Abstract: Protection of chilled meat is to make use of various measures to repress or kill various harmful microorganism, thus keeping the quality of chilled meat and making it can be hide for a long period. This article introduced the current freshing measures and its mechanism of chilled meat, in order to provide theories for the research and developments in future.
Keywords: Chilled meat，Preservation，Mechanism
前言
冷却肉（chilled meat）是指严格执行兽医卫生检疫制度，屠宰后的胴体迅速进行冷却处理，使胴体温度（ 以后腿肉中心为测量点）在 24h内降为0～4℃，并在后续加工、流通、包装和销售过程中始终保持0～4 ℃范围内的生鲜肉。冷却肉作为一种全新的肉类产品与传统的热鲜肉和冷冻肉相比具有：安全卫生、质地柔软、富有弹性、口感细嫩、滋味鲜美、汁液流失少、营养价值高等优点[1]。随着人民生活水平不断提高和市场肉品供应的丰富，人们对消费的肉品要求新鲜、安全、卫生，因此，近年来冷却肉逐渐成为市场的新宠。冷却肉虽然在生产、销售中要求始终处于在0-4℃条件下，此时大多数微生物的生长繁殖被抑制，肉毒梭菌和金黄色葡萄球菌等致病菌已不分泌毒素，可以确保肉的安全卫生，但并不能完全抑制微生物的生长繁殖，特别在贮存和销售过程中由于外界各种环境因素的影响常会出现表面褪色现象，严重影响其外观及可接受性。冷却肉的货架期成为限制冷却肉快速发展的主要瓶颈,降低冷却肉初始菌数和抑制残留微生物的生长繁殖是延长冷却肉保质期的关键问题[2],为此国内外的食品专家进行了大量的科学研究。目前冷却肉保鲜除了传统的气调保鲜和保鲜剂保鲜外许多新的肉类保鲜技术诸如涂膜保鲜、辐射保鲜、超声波保鲜等研究成果不断出现。
一 涂膜保鲜
涂膜保鲜是将肉浸渍于涂膜液中，或将涂膜液喷涂于肉表面，在肉表面形成一层膜，从而改变了表面气体环境，有效地防止汁液流失，并能影响细胞内物质的通透性，损伤细胞，从而抑制微生物生长，以达到防腐保鲜目的。应用较多的成膜物质有壳聚糖、海藻酸钠、梭甲基纤维素、淀粉和蜂胶等。壳聚糖是由甲壳素经脱乙酞基化反应得到的一种多糖类有机聚合物，是自然界中存在的唯一的碱性多糖。它是性能稳定、无毒，具有很好的成膜性，对冷却肉有明显抑菌作用。酸溶性壳聚糖的保鲜效果好于水溶性壳聚糖。段静芸等人在壳聚糖在冷却鲜猪肉保鲜中的应用研究中得出,壳聚糖在鲜猪肉中有明显的保鲜作用，且脱乙酰度越高，壳聚糖的保鲜效果越好；2.5%的水溶性壳聚糖能使冷却肉保质期达到5d左右，而1.5%的壳聚糖醋酸溶液（醋酸浓度1.5%）能使保质期达到6d，但酸溶性壳聚糖会使肉样产生酸味，影响感官，而水溶性壳聚糖保鲜液无此缺陷。海藻酸钠本身也是一种食物纤维，具有减肥、降低血脂、清除体内有毒物质和抗肿瘤等生理保健功能。蜂胶具有抑制和杀死细菌、真菌、病毒，原生虫，增强免疫功能的作用，对某些细菌外毒素有中和作用，蜂胶还具有抗氧化作用并能在产品表面能形成涂膜，对人体无毒无害。国外有利用此膜保鲜冷却肉的报道[3-6]。
二 超声波保鲜
超声波对微生物有破坏作用是使微生物细胞内容物受到强烈的震荡而使细胞破坏。一般认为在水溶液内，由于超声波的作用，能产生过氧化氢，具有杀菌能力。朱秋劲等在超声波和气调贮藏对冷却牛肉保鲜效果的影响的实验中证明新鲜牛肉通过超声波处理，可以很好地促进了牛肉中蛋白质分解酶的游离和分泌，使游离氨基酸量得到增加，促进组织结构变化，从而达到改善肉质的嫩度[7]。
三 辐射保鲜
用于杀菌的辐射可以分为二类，一类是非电离辐射（如紫外线、红外线和微波）；另一类是电离辐射（γ射线）。微波和红外线能使物质分子产生转动或振动而发热，从而起到杀菌作用；γ射线能量很高，能引起有机物分子的激发或电离，因而具有杀菌作用。辐射杀菌的基本原理可概括起来有三点：1干扰微生物代谢；2破坏细胞内膜，引起酶系统紊乱；3水分经辐射离子化，促进微生物死亡。微生物对辐射的敏感性受以下因素影响：1射线种类；2照射剂量；3分次照射与一次照射；4温度。辐射处理可明显抑制冷却肉上的腐败菌,延长产品保质期。此技术具有应用范围广、节能、高效、可连续操作、易实现自动化和辐射后不会留下任何残留物的优点。但冷却肉经辐射后随着辐射剂量的增加有轻微辐射味产生[8，9]。
四 高压保鲜
随着人们对低温处理与不加防腐剂新鲜食品的崇尚，高压处理鲜肉，特别是在冷鲜肉保鲜上具有十分重要的意义。高压能破坏氢键之类弱的结合键，使微生物基本物质变异，产生蛋白质压力凝固及酶失活，还能造成菌体内成分泄漏和细胞膜破裂，导致细胞死亡。高压作用也可使肌球蛋白结构松弛，降低肉的剪切力值，有利于肉的嫩化和加速肉的成熟；同时，高压还可以提高脂肪的熔点，从而防止脂质氧化及由此引起的货架期的缩短。一般压强越高效果越好，贮藏越长。由于高压对食品的加工和贮藏并没有也不会产生什么不良的影响，从长远看是一项很有发展前途和实际应用价值的贮藏技术。有研究表明，高温(35℃或50℃)或低温4℃能增强压力效果。20℃下对要加工的鲜肉施200-300 Mpa的压力20 min，然后贮存于3℃( MAP或VSP包装)，微生物的生长可延缓6d；经100-600 MPa高压处理5-10 min可使一般细菌、酵母、霉菌数减少，直至被杀灭；高压处理的肉3个月后，其新鲜度仍能保持完好[10-14]。
五 减压冷藏保鲜
这是目前一种先进的冷藏保鲜技术。利用减压冷藏法对冷却肉进行批量冷藏,在我国还未见到这方面的具体报道，美国和西欧的一些国家利用减压冷藏技术对冷却肉进行冷藏和运输早已获得成功。在减压系统中，冷藏环境压力从760毫米汞柱降至10毫米汞柱时,氧的含量也会随着降到0.2%以下，这时的低氧环境也可有力的抑制细菌和霉菌对肉类的侵染。当控制温度在-1℃，相对湿度在95%以上,冷却后的肉类可贮藏50天左右，质量仍然很好。同时,在减压冷藏期间，由于酶的作用可使肉进一步成熟,能大大改善冷却肉的风味和嫩度[15-17]。
六 冰温冷藏保鲜
冰温冷藏保鲜是依靠物理和生化手段,使冷却肉在低于其冰点以下的一定温度范围内，不使冷却肉冻结,汁液不生成冰结晶的低温环境中冷藏,以延长冷却肉的保鲜期。其方法是在冷却肉肉体内注入冰点下降剂或在配制的冰点下降剂溶液中进行浸渍,使肉体及汁液冰点下降至-5至-8℃而不发生冻结。在这样的低温下微生物不利于生长繁殖，但有利于冷却肉的长期贮藏和品质的保持。冰点下降剂一般是在自然条件下利用天然物质制作的，不会对冷却肉的冷藏和肉的成熟产生不良影响，而且在食用中也没有任何副作用。有些冰点下降剂配方中的物质还能进一步增加肉类的某些营养成分和改善其风味[18-20]。
七 展望
肉类的防腐保鲜自古以来都是人类研究的重要课题，随着现代人生活方式和节奏的改变，传统的肉类保鲜技术已不能满足人们的需求，深入研究肉类的防腐保鲜技术势在必行。国内外学者对肉的保鲜进行了广泛的研究后认为，任何一种保鲜措施都有缺点，必须采用综合保鲜技术，发挥各种保藏方法的优势，达到优势互补、效果相乘的目的。冷却肉在我国起步较晚，但随着人民生活水平的提高以及冷却肉保鲜方法的不断进步和提高，冷却肉将是以后生鲜肉发展的必然趋势。
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