美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物在食品改性中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張翼鵬，段焰青，張曉燕，殷春雁，寧國(guó)寶，雷聲，李燦鵬，劉自單*，吳子健*

（1.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，云南 昆明 650231；2.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)院，天津 300143；3.紅河衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院，云南 紅河 661199；4.云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650091）

1912年，法國(guó)化學(xué)家L.C.Maillard首先報(bào)道了葡萄糖和甘氨酸可在加熱條件下反應(yīng)生成褐色物質(zhì)，其主要成分是棕色的類黑素。1953年，Hodge等[1]把這個(gè)反應(yīng)正式命名為美拉德反應(yīng)（Maillard reaction）。美拉德反應(yīng)本質(zhì)上是指還原糖、醛、酮等的羰基與蛋白質(zhì)、氨基酸、肽等含氮物的游離氨基之間發(fā)生的一系列脫水縮合反應(yīng)[2-3]。食品加工中，美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物不僅能夠改善食品的功能特性，如食品風(fēng)味、溶解性、熱穩(wěn)定性、黏度、乳化性、起泡性、凝膠性等，還能影響食品的抗氧化活性、抗菌活性、抗褐變活性、降血壓、消化性、生物學(xué)活性。本文主要闡述了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（Maillard reaction products，MRPs）的制備方法及其在食品改性中的應(yīng)用，特別是對(duì)食品蛋白的功能特性改善的影響，并對(duì)今后的美拉德反應(yīng)的研發(fā)作了展望。

1 MRPs制備及分析方法

MRPs的制備流程包括樣品制備、MRPs的提取、分離、濃縮富集、反應(yīng)產(chǎn)物的鑒定等[4-5]。制備樣品必須對(duì)樣品原料性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行了解，選擇具有典型和代表性的部位，采用適當(dāng)?shù)姆椒āRPs的分離分析手段包括液/液萃取、液/固萃取、固相萃取、超亞臨界流體萃取、微波、超聲波輔助萃取、蒸餾提取法、動(dòng)態(tài)頂空提取、溶劑輔助蒸發(fā)提取等。MRPs的濃縮富集技術(shù)主要有蒸發(fā)濃縮和吸附濃縮，常用儀器有K-D濃縮器和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

MRPs性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的分析鑒定技術(shù)包括紅外光譜、熒光光譜、液相-串聯(lián)質(zhì)譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和核磁共振等。目前氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用既可以鑒定化合物，還能鑒定風(fēng)味物質(zhì)的特點(diǎn)[6-7]。另外，同位素示蹤法也是MRPs分析手段中有效的常用輔助分析技術(shù)，有助于探索產(chǎn)物的形成途徑和形成機(jī)理[8-10]，為MRPs的精準(zhǔn)合成（定向合成）提供了較好的表征手段。

2 美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物對(duì)食品功能特性的改善

2.1 食品風(fēng)味

美拉德反應(yīng)在食品的顏色、香氣、口味等風(fēng)味特征的形成過程中起到重要作用[11]。通過控制原料、溫度等反應(yīng)參數(shù)，能夠得到一系列不同風(fēng)味的物質(zhì)[12]，例如，核糖可與半胍氨酸及谷氨酸分別反應(yīng)，產(chǎn)生豬肉燒烤味和牛肉燒烤味[13]；在100℃～150℃和180℃，葡萄糖和纈氨酸反應(yīng)產(chǎn)生燒烤味和巧克力味[14]；木糖和酵母水解蛋白在90℃和169℃溫度下反應(yīng)，分別產(chǎn)生餅干味和醬油味[15]。同種食品不同的加工方法產(chǎn)生的香氣也不同，例如，煮熟的馬鈴薯產(chǎn)生125種香氣，而烤熟的馬鈴薯能產(chǎn)生250種香氣[16]。美拉德反應(yīng)還能用于咸味物質(zhì)等一些調(diào)味料的生產(chǎn)[17]，目前，一些咸味物質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冰凍食物、罐頭、方便面、香腸和咸味零食等食品加工中[18]。這些研究說明美拉德反應(yīng)是改善食品風(fēng)味較為有效的方法。但是，部分美拉德反應(yīng)形成的烷基嘧啶和吡咯等化合物也會(huì)產(chǎn)生一些令人不悅的味道[19]，因此如何控制好食品加工中美拉德反應(yīng)的條件進(jìn)而產(chǎn)生人們期望獲得的風(fēng)味物質(zhì)是今后研究熱點(diǎn)之一。此外，隨著人們生活水平的提高，對(duì)食品風(fēng)味也提出了更高的要求，這也促使食品化學(xué)工作者研發(fā)更多、更新的食品風(fēng)味物質(zhì)來滿足不同的消費(fèi)人群。

2.2 溶解性

蛋白質(zhì)的溶解度會(huì)直接影響食品的黏度、凝膠性、起泡性、乳化性等功能特性，而美拉德反應(yīng)可通過提高食品蛋白的溶解性，進(jìn)而改善其功能特性。美拉德反應(yīng)改善蛋白溶解性的原因在于引入糖的親水基團(tuán)（主要是羥基基團(tuán)）有利于提高蛋白溶解性，同時(shí)降低糖基化蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。Jiménez-Casta?o等[20]研究表明，pH 5.0時(shí)，α-乳白蛋白（α-la）、β-乳球蛋白（βlg）以及牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA）受葡聚糖的糖基化修飾，其溶解度提高。Martinez-Alvarenga等[21]研究也表明，乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）經(jīng)麥芽糊精糖基化修飾，溶解度增強(qiáng)，可能是由于糖基化作用在蛋白質(zhì)表面引入了羥基基團(tuán)，致使蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)由5降低至4～4.5，乳清分離蛋白（WPI）和乳清水解蛋白（hydrolysed whey protein isolate，HWPI）經(jīng)乳糖和果糖的糖基化作用，其溶解度均得到提高[22]。然而，也有報(bào)道表明，美拉德反應(yīng)后的糖基化蛋白的溶解性降低。蛋清蛋白與果膠[23]、豬肉蛋白與葡聚糖[24]結(jié)合后，溶解度降低，其原因在于相對(duì)于天然蛋白，經(jīng)糖基化作用的蛋白質(zhì)之間會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)，從而產(chǎn)生更多沉淀；而且美拉德反應(yīng)的糖大部分為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖，也可能是導(dǎo)致蛋白溶解性降低的另一個(gè)原因。因此，可利用調(diào)控糖基化發(fā)生的程度來控制多糖-蛋白質(zhì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的溶解性[24]。另外一方面，在美拉德反應(yīng)之后，蛋白質(zhì)溶解性降低的原因可能是加熱時(shí)間過長(zhǎng)，蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基團(tuán)外露，導(dǎo)致表面疏水性增加從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集。在有些反應(yīng)中，也可能是美拉德反應(yīng)高級(jí)階段的MRPs（如3-脫氧葡糖酮醛、乙二醛和甲基乙二醛等）與氨基酸殘基（如賴氨酸）相互作用，形成分子內(nèi)或分子間的交聯(lián)[25]，從而形成蛋白的大分子聚合物。Wang等[26]利用木糖或果糖對(duì)大豆分離蛋白進(jìn)行糖基化修飾，在80℃濕熱條件下反應(yīng)6 h后蛋白質(zhì)的溶解度顯著增強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)間至10 h后其溶解度呈下降趨勢(shì)，其原因可能是美拉德反應(yīng)進(jìn)行到最終階段產(chǎn)生了一些難溶的疏水化合物。Cheng等[27]也觀察到類似的現(xiàn)象。

2.3 熱穩(wěn)定性

高溫通常使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生沉淀從而會(huì)影響其功能特性[28]。美拉德反應(yīng)已成功用于改善溶菌酶、乳清蛋白、豬肉分離蛋白、油菜籽分離蛋白、乳清分離蛋白等食品蛋白的熱穩(wěn)定性[20，24，29-32]。 這些食源性蛋白經(jīng)美拉德反應(yīng)后，使蛋白質(zhì)分子中引入空間位阻和靜電排斥力，從而阻礙尚未折疊的蛋白質(zhì)分子發(fā)生聚集[33]。美拉德反應(yīng)中，蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物能增強(qiáng)其乳化液的穩(wěn)定性，因此可作為高效、穩(wěn)定的乳化劑應(yīng)用于冰凍食品中[34]。另外，糖基化修飾的乳清蛋白熱穩(wěn)定的提高與糖基化的程度、碳水化合物的碳鏈長(zhǎng)度以及蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)密切相關(guān)。多糖較單糖具有更強(qiáng)的空間位阻，多糖分子量越大越容易穩(wěn)定蛋白質(zhì)[35]。美拉德反應(yīng)中，蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定的提高還有助于糖基化修飾，使蛋白質(zhì)分子親水作用增強(qiáng)，使美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的保水能力增強(qiáng)[26]。在大豆分離蛋白與葡萄糖[36-37]、花生分離蛋白與葡甘聚糖[38]以及花生分離蛋白與葡聚糖/阿拉伯膠[39]之間發(fā)生的美拉德反應(yīng)過程中，均檢測(cè)到蛋白質(zhì)表面親水性增強(qiáng)。蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)之間的過強(qiáng)的疏水作用力易使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集，從而降低其熱穩(wěn)定性。因此，在美拉德反應(yīng)中，通過調(diào)控反應(yīng)條件，能獲得高穩(wěn)定性的蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物，使其作為熱處理食品的功能性成分應(yīng)用于食品工業(yè)中。

2.4 黏度

食品蛋白的黏度也是其重要的功能特性之一。糖基化修飾作用對(duì)蛋白質(zhì)溶液的黏度影響顯著。Oliver等[40]的研究結(jié)果表明，酪蛋白與核糖、果糖、葡萄糖、乳糖之間的美拉德反應(yīng)中，酪蛋白的黏度均有不同程度增加，美拉德反應(yīng)蛋白產(chǎn)物的黏度從大到小依次為：核糖>葡萄糖>果糖>乳糖。另外，該作者分別利用果糖和果糖-菊粉混合物分別對(duì)酪蛋白進(jìn)行磷酸化修飾，酪蛋白的黏度同樣得到提高[41]。Hiller等[42]研究表明，牛奶蛋白經(jīng)葡萄糖、乳糖、右旋糖酐和果膠糖基化修飾，蛋白質(zhì)溶液的黏度分別提高了164%、1 066%、915%和3 462%，這主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)經(jīng)糖基化修飾后，分子量、空間位阻和保水性均得到增強(qiáng)。但是，美拉德反應(yīng)的高級(jí)階段也會(huì)產(chǎn)生難溶性化合物導(dǎo)致蛋白質(zhì)黏度下降[23]。美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)-碳水化合物能夠增加體系的黏度，防止乳化類產(chǎn)品中乳化劑和泡沫塌陷，應(yīng)用于食品工業(yè)中，能夠確保食品在加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存階段保持流變特性。美拉德反應(yīng)會(huì)影響食品蛋白的黏度，但是不同種類的食品蛋白在經(jīng)過美拉德反應(yīng)之后，其黏度的變化也會(huì)有較大差異，實(shí)際加工過程中要根據(jù)實(shí)際需求來確定美拉德反應(yīng)條件。

2.5 乳化性

蛋白質(zhì)的糖基化是提高蛋白質(zhì)乳化特性的重要手段，糖基化不僅可增強(qiáng)蛋白質(zhì)在水相中的溶解性，而且通過改變蛋白質(zhì)空間構(gòu)象，進(jìn)而增強(qiáng)其柔性提高糖基化蛋白的流動(dòng)性，使得糖基化蛋白能更快遷移至油/水界面[35]，并且接枝在蛋白質(zhì)上的多糖又能在油滴之間產(chǎn)生一定的空間排斥，促進(jìn)蛋白質(zhì)附著于油滴表面[43-44]。例如：酪蛋白酸鹽-麥芽糊精復(fù)合物具有一定的熱穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性，使水包油型乳化液更加穩(wěn)定，正是由于麥芽糊精糖基部分突出并進(jìn)入水相，提高了空間穩(wěn)定性，防止液滴的聚合，形成強(qiáng)有力的生物聚合膜界面[45]。在冰凍食品中，穩(wěn)定的蛋白質(zhì)-多糖乳化液是由于糖基化過程中，在油滴之間引入很強(qiáng)的空間排斥力，形成致密的多分子層結(jié)構(gòu)。然而，加熱時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致太多的疏水基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)分子間相互作用增強(qiáng)，最終形成聚集或沉淀；另外，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的降解也能導(dǎo)致蛋白質(zhì)乳化性能降低[34]。

乳清分離蛋白和乳清水解蛋白經(jīng)乳糖和果糖的糖基化修飾，其乳化性增強(qiáng)，是因?yàn)樘腔饔眯纬闪丝烧{(diào)控的親水-疏水動(dòng)態(tài)平衡[22]。最近，Wang等[26]報(bào)道與鴨蛋清蛋白-柑橘果膠復(fù)合物相比，鴨蛋清蛋白-麥芽糊精復(fù)合物有更穩(wěn)定的乳化性能，能夠耐受離子強(qiáng)度和酸性環(huán)境。另外，大豆分離蛋白與葡萄糖經(jīng)過干燥加熱條件下的美拉德反應(yīng)，蛋白的乳化能力增強(qiáng)[46]，然而，大豆分離蛋白和木糖或果糖在濕熱條件下進(jìn)行美拉德反應(yīng)，蛋白質(zhì)的乳化活性降低[26]，這暗示出不同的加熱模式，不同的還原糖和反應(yīng)條件導(dǎo)致某種蛋白質(zhì)的功能特性不同。也有報(bào)道顯示，蛋白質(zhì)的疏水作用及柔性是決定其功能特性（如乳化性、起泡性）的重要因素[47-50]。例如，美拉德反應(yīng)降低了大豆分離蛋白的剛性，增強(qiáng)其柔性，使其快速擴(kuò)散并吸附到油/水界面。因此，疏水性和柔性可能是蛋白質(zhì)表面功能特性的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)因素[36-37]。與未糖基化的蛋白比較，在酸性、高離子強(qiáng)度和高溫等條件下，蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物乳化液有更高的穩(wěn)定性。因此，糖基化蛋白質(zhì)可以用作一種優(yōu)良的乳化劑。

2.6 起泡性

糖基化修飾可以提高蛋白的起泡性和起泡穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物的多糖部分具有很好的親水性和界面黏彈度，增強(qiáng)了復(fù)合物的保水性，從而提高了泡沫穩(wěn)定性[42]。并且，糖基化作用能通過調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的親脂-親水之間的動(dòng)態(tài)平衡，增強(qiáng)蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物捕獲氣泡的能力，延長(zhǎng)氣泡穩(wěn)定的時(shí)間。糖基化通過增強(qiáng)蛋白質(zhì)的黏彈度，形成加厚致密層，從而包裹在被捕獲的氣泡周圍，防止氣泡破裂[22]。干熱條件下，β-乳球蛋白經(jīng)葡萄糖和乳糖糖基化修飾后，其泡沫穩(wěn)定性增強(qiáng)[51]。同樣，乳清分離蛋白經(jīng)麥芽糊精糖基化修飾后，其起泡能力和泡沫穩(wěn)定性均增強(qiáng)[21]。另外，乳清分離蛋白和乳清水解蛋白經(jīng)乳糖和乳果糖糖基化修飾，其起泡性和泡沫穩(wěn)定性也得到提高[22]。據(jù)報(bào)道，牛血清蛋白經(jīng)葡萄糖和甘露糖的糖基化修飾，其親水性增強(qiáng)[52]。酪蛋白經(jīng)葡萄糖胺糖基化修飾，其親水性也增強(qiáng)[53]，親水性的增強(qiáng)均使其復(fù)合物的泡沫穩(wěn)定增強(qiáng)?？傊?，可以通過美拉德反應(yīng)調(diào)整食品蛋白的表面親水或疏水性來獲得性能較好的起泡劑。

2.7 凝膠性

通過熱誘導(dǎo)食品蛋白，引起變性和聚集，從而形成凝膠。凝膠形成與蛋白質(zhì)濃度、溫度、pH值、離子強(qiáng)度和加熱時(shí)間等因素相關(guān)。蛋白質(zhì)在未折疊狀態(tài)下，凝膠形成受多糖共價(jià)修飾的影響[54]。Cabodevila等[55]將大豆分離蛋白和木糖或葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯溶液高壓滅菌制得熱誘導(dǎo)凝膠，美拉德反應(yīng)形成更多的共價(jià)交聯(lián)，從而提高了膠體的保水性，并增強(qiáng)其凝膠斷裂力和彈性。Armstrong等[56]也有相似報(bào)道。以上研究表明蛋白質(zhì)經(jīng)多糖糖基化修飾之后，其凝膠穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，這為創(chuàng)制生物活性物質(zhì)運(yùn)載凝膠奠定了良好的基礎(chǔ)。具體美拉德反應(yīng)對(duì)食品功能特性的改善見表1。

表1 美拉德反應(yīng)對(duì)食品功能特性的改善Table 1 Effects of Maillard reaction on the improvement of functional properties of foods

3 美拉德反應(yīng)對(duì)食品生物活性的影響

3.1 抗氧化活性

MRPs（如還原酮、類黑素等）具備抗氧化作用，且抗氧化能力受到諸如反應(yīng)物濃度、加熱方式、初始pH值、溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素的影響[57]。通過金屬螯合能力，活性氧消除能力，過氧化氫清除能力等測(cè)定，MRPs顯示了良好的抗氧化活性[58]。MRPs的生物學(xué)活性歸因于羥基和吡咯基團(tuán)的電子轉(zhuǎn)移能力及還原酮的遞氫作用，以此來終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[59]。研究表明溶菌酶-瓜爾膠復(fù)合物的還原性增強(qiáng)取決于復(fù)合物自身的電子轉(zhuǎn)移能力，且熱誘導(dǎo)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，暴露出更多的氨基酸殘基，從而能夠給出更多的電子[60]。海藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取碘和甘露醇之后的副產(chǎn)物，是一種天然多糖，可以和食品蛋白發(fā)生糖基化反應(yīng)，從而增加抗氧化性。已經(jīng)證明類黑素具有陰離子性質(zhì)，能夠通過氮原子來螯合金屬離子[61]，類黑素中的吡咯酮和吡喃酮可能提供羥基和酮體等螯合供體[62]。目前，MRPs也作為一種潛在的抗氧化劑，用于抑制果汁[63]、肉類[64]、意大利面[65]、面包[66]、馬鈴薯[67]和奶產(chǎn)品[68]等食品中的氧化反應(yīng)。美拉德反應(yīng)對(duì)這些產(chǎn)品的風(fēng)味、顏色和氧化穩(wěn)定性起到重要作用。

美拉德反應(yīng)中的蛋白質(zhì)-糖復(fù)合物，由于具備較高的熱穩(wěn)定性，在高溫條件下不易發(fā)生降解而喪失生物活性，因而可以用作熱加工產(chǎn)品中的抗氧化劑和乳化劑。

3.2 抗菌活性

水溶性氨基酸/糖體系或者甜鹵水、啤酒、咖啡等的美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的類黑素具有抗菌活性。和革蘭氏陰性菌（如大腸桿菌）相比，類黑素對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌（如金黃色葡萄球菌）具有更強(qiáng)的抑制效果[69-70]。樣品經(jīng)較強(qiáng)的熱處理（如焙烤），能產(chǎn)生更強(qiáng)的抗菌效果[71]。另外，美拉德反應(yīng)的副產(chǎn)物的抗菌效果也得到了證明，它能與細(xì)菌的細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等發(fā)生反應(yīng)，從而干擾細(xì)菌繁殖[72-73]。將蛋白質(zhì)-糖復(fù)合物添加到食品中，能夠增強(qiáng)食品的微生物安全性，延長(zhǎng)保質(zhì)期。例如，糖基化的殼聚糖，作為一種潛在的抗菌化合物，已成功用于肉類[74-75]、鮮蝦[76]和面條[65]等食品中。由于抗生素的廣泛使用，加上微生物對(duì)抗生素的耐藥性，使其抗菌活性下降，MRPs對(duì)細(xì)菌性病原體有較好的抑制作用，可作為抗生素潛在替代物應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。

3.3 抗褐變活性

水果和蔬菜中的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）會(huì)使醌氧化為深色顏料，影響產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)、功能和感官特性。亞硫酸鹽廣泛用作PPO的抑制劑，但其對(duì)咽喉有較大的刺激作用，特別是對(duì)哮喘病有不利影響，因此研究人員試圖尋找新的PPO抑制劑[77]。研究表明MRPs能夠顯著降低或抑制食品中酪氨酸酶、過氧化物酶和PPO的活性。例如，半胱氨酸-木糖、半胱氨酸-葡萄糖美拉德反應(yīng)生成的MRPs能夠最大限度抑制PPO的活性，已廣泛用于抑制蘋果泥、切片蘑菇、蘋果和茄子中的PPO活性[78]。在葡萄糖-精氨酸/組氨酸生成的MRPs存在時(shí)，蘋果泥和土豆塊中的酶促褐變反應(yīng)受到明顯抑制[77]。同樣，在香蒲中添加殼聚糖-麥芽糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的MRPs，顯著抑制了PPO活性，香蒲的顏色保持不變。

基于以上研究，MRPs可作為潛在的防褐變劑，在新鮮蔬菜和水果中用于防止酶促褐變反應(yīng)。MRPs的防褐變作用可能是由于這些化合物之間易形成金屬鍵，從而螯合氧化還原酶（如多酚氧化酶、酪氨酸酶和過氧化物酶）中的金屬離子，使這些酶的活性位點(diǎn)失活從而達(dá)到抑制酶促褐變的目的。

3.4 降血壓活性

研究顯示，MRPs中的類黑素能夠有效抑制血管緊張素-I轉(zhuǎn)移酶（angiotensin I-converting enzyme，ACE）活性，從而降低血壓[79]。一項(xiàng)體外研究表明，從咖啡中提純的類黑素，隨著加熱時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)ACE的抑制作用顯著增強(qiáng)，效果與降血壓肽類似，表明健康與類黑素緊密相關(guān)[80]；在另一項(xiàng)體外研究中，葡萄糖-氨基酸溶液（pH值為中性）在100℃下加熱24 h后，提純類黑素部分，試驗(yàn)表明類黑素具有結(jié)構(gòu)依賴的ACE抑制活性。這些發(fā)現(xiàn)暗示類黑素可能用作一種潛在的抗氧化和降血壓成分，用于創(chuàng)制新型功能食品。雖然類似的研究還不多，但將是今后研究的熱點(diǎn)之一。

3.5 可消化性

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物容易被機(jī)體消化和利用。研究表明，乳清水解蛋白-乳果糖復(fù)合物在模擬的胃部環(huán)境中能被完全降解[22]。一般情況下，糖基化修飾不會(huì)使蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生太大變化，但往往改變蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)，使蛋白形成“熔融”的部分變性結(jié)構(gòu)，這樣也有利于蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的消化作用[22]。另外，腸道菌群試驗(yàn)表明，結(jié)腸微生物能夠消耗美拉德產(chǎn)物中的復(fù)合物作為自身的碳源和氮源，例如酪蛋白肽-乳果糖/低聚半乳糖[81]，酪蛋白酸鹽/β-乳球蛋白[82]，酪蛋白酸鹽/β-乳球蛋白-半乳糖/乳糖[83]，乳鐵蛋白水解物/低聚半乳糖[84]的發(fā)酵物。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的生物學(xué)活性在食品中的應(yīng)用如表2所示。

表2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的生物學(xué)活性在食品中的應(yīng)用Table 2 Application of biological function of MRPs in foods

4 討論與展望

美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物能夠有效改善食品的功能特性并使其發(fā)揮各種重要的生物學(xué)功能，但是對(duì)美拉德反應(yīng)各個(gè)階段的反應(yīng)機(jī)理研究還不夠透徹，尤其是高級(jí)階段產(chǎn)生的各類未知結(jié)構(gòu)的化合物，而具備某些風(fēng)味的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的定向制備（精準(zhǔn)合成）是今后研究的方向之一。研究顯示，美拉德反應(yīng)中可能形成一些有害物物質(zhì)[85]，如羥甲基賴氨酸可能導(dǎo)致糖尿病和心血管疾病，丙烯酰胺是標(biāo)準(zhǔn)的致癌物質(zhì)[86]，美拉德反應(yīng)的高級(jí)階段可能導(dǎo)致糖尿病和老年癡呆等疾病[28]。因此，利用美拉德反應(yīng)復(fù)合物作為食品添加劑時(shí)，應(yīng)有效控制反應(yīng)進(jìn)程，避免有害物質(zhì)的生成。另外，隨著人們健康意識(shí)的提高，開發(fā)出既有獨(dú)特風(fēng)味、又有營(yíng)養(yǎng)保健功能的產(chǎn)品是消費(fèi)者的追求。因此，美拉德反應(yīng)的消化性、毒性，以及抗氧化、抗菌、降血壓、抗腫瘤等生物活性研究成為下一步研究的熱點(diǎn)。