【每日科普】烘焙食品为何香气四溢？

假日里，走进闹市区的甜品店，看到一个个金黄酥脆且散发诱人香气的甜点时，总让人欲罢不能，恨不能尽快品尝。这些食品为什么对我们有如此吸引力，其实油炸和高温烘焙食物在制作过程中发生了美拉德反应。

 

来源：视觉中国

 

美拉德反应最早是1912年由法国化学家美拉德偶然发现的。在读博士期间，美拉德发现甘油和氨基酸在170℃下脱水产生多肽，于是大胆提出假设，将甘氨酸和葡萄糖溶液共热，以期合成甘氨酸多肽，结果发现葡萄糖和甘氨酸共热时溶液颜色会变成深褐色，冒出气泡，并且产生类似烤面包和烤肉的香气。当时美拉德对该反应机理百思不得其解，经过几十年的研究才发现竟然与我们日常生活中食物的风味有关。

 

该反应是一种复杂的有机化学反应，主要是指氨基化合物与还原糖、醛、酮等含有羰基化合物之间发生一系列复杂的加缩反应，生成褐色多聚化合物，同时还伴随生成超过3500种挥发性化合物，为食物增添了独特的风味。生活中，我们看到酱油的棕黑色、红烧肉的褐色、面包外皮的金黄色，以及食物飘来的浓郁香气都离不开美拉德反应。

 

美拉德反应的结果可以使食物颜色加深。准备烘焙面包时，可以先在和面过程中控制好还原糖和氨基酸的添加量及加热温度，也可以通过该反应生成不同的香精，分别产生烤猪肉香味和烤牛肉香味。木糖和酵母水解蛋白分别在90℃和160℃时产生饼干香味和酱肉香味。缬氨酸和葡萄糖在加热100℃至150℃时产生黑面包香味，而当温度升至180℃时则可闻到巧克力香味。在美拉德反应中的一些产物，如还原酮、促黑激素释放素，以及一些含有N、S的杂环化合物，具有一定的抗氧化作用。木糖与赖氨酸、壳聚糖、葡萄糖等的氧化产物都有很好的抗氧化作用，甚至有些物质的抗氧化性与合成抗氧化剂功效不相上下。

 

美拉德反应虽然给食物带来美好的味道及独特的色泽，然而也有负面作用：婴儿奶粉中含有人体必需的赖氨酸，但是奶粉中的乳糖可与其反应使其降解；类黑素可以与一些金属发生螯合，在一定程度上也会影响我们对微量元素的吸收。

 

我们常听人说，咖啡、油炸膨化食品不健康，其实这句话的根据就来源于美拉德反应。还原糖和天冬酰胺的氨基酸发生美拉德反应时，会产生一种叫丙烯酰胺的副产物。据世界卫生组织规定，致癌物质分为4个级别，其中丙烯酰胺处于2A级致癌物，丙烯酰胺在工业中可做添加剂、颜料分散剂、印染糊剂。但是我们也不必谈癌色变。研究表明，当人体每日每千克体重摄入2.6微克至16微克丙烯酰胺时，就会有罹患癌症风险，然而一杯160毫升咖啡平均丙烯酰胺含量仅为0.45微克，体重55千克的成年人至少每天喝318杯咖啡才可能产生致癌风险。由此可见，咖啡完全可以大胆饮用，不必为此恐慌。

 

在食品加工过程中如果想要对美拉德反应有所抑制，我们可以从加热温度、水分活度、加热时间、pH值（溶液酸碱度）等影响因素入手。该反应受加热温度的影响较大，当反应体系温度升高10℃，褐变反应可以增加3至5倍，可以对容易褐变的反应进行低温储存。食品中水分含量过高或过低都不宜发生美拉德反应，其中最适宜的水分含量范围大致在15%至80%之间。加热时间不宜过长，否则会改变食物的风味特征，使香味发生恶化。随着pH值上升，褐变反应速度上升，可以通过降低pH值来抑制反应发生程度。

 

作为食品加工过程中产生风味所必需的反应之一，只要适当改变烹饪方法，美拉德反应便不会对我们的身体健康产生影响。

 

（来源：科普时报；作者：莫尊理 西北师范大学教授、博士生导师，陈艺 西北师范大学研究生）