phản ứng Maillard

CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT
Phản ứng ozamin, cacbonylamin, aminoza, melanoidin hay phản ứng
Maillard là phản ứng có vai trò đặc biệt quan trọng trong kỹ thuật sản xuất thực
phẩm.
Phản ứng Maillard là phản ứng giữa đường và axit amin các hợp phần
tham gia phản ứng là protein (hoặc các sản phẩm phân giải của chúng) và gluxit.
Điều kiện để phản ứng xảy ra được là chất tham gia phản ứng phải có
nhóm cacbonyl ( > C = O)
Phản ứng ozamin đòi hỏi năng lượng hoạt hóa bé hơn phản ứng caramel
hóa nhưng để tiến hành phản ứng bắt buộc trong môi trường phản ứng phải có
nhóm amin hoặc amoniac.
Thực chất phản ứng Maillard là một loạt các phản ứng hóa học xảy ra
song song hoặc nối tiếp để tạo ra sản phẩm cuối cùng là melanoidin, một loại
polyme màu nâu đậm và có chứa nitơ.
Dựa vào mức độ về màu sắc của các sản phẩm có thể chia phản ứng
Maillard thành 03 giai đoạn kế tiếp nhau:
Giai đoạn đầu: tạo sản phẩm không màu, không hấp thụ ánh sáng cực tím.
Giai đoạn này bao gồm 2 phản ứng:
- Phản ứng ngưng tụ cacbonnylamin
- Phản ứng chuyển vò Amadori.
Giai đoạn trung gian: tạo sản phẩm không màu hoặc có màu vàng, hấp
thụ mạnh ánh sáng cực tím. Giai đoạn này bao gồm các phản ứng.
- Tạo furfurol và ozon
- Tạo reducton 6C
- Phân hủy đường
- Phân hủy các hợp chất amin.
Giai đoạn cuối: Tạo sản phẩm có màu sậm, gồm các phản ứng:
- Ngưng tụ aldol
- Trường hợp hóa aldelhitamin và tạo thành hợp chất dò vòng chứa
nitơ

Thực tế trong hỗn hợp phản ứng có chứa đồng thời tất cả các sản phẩm,
nhưng tỷ lượng sản phẩm này hay sản phẩm khác chiếm ưu thế là phụ thuộc mức
độ tiến hành phản ứng mà ta sẽ đề cập đến ở chương 2.
1
Xin đề cập đến 1 – amin – 1 – dezoxy – 2 – xetoza, đó là hợp chất có khả
năng phản ứng và là chất khởi đầu để tạo ra melanoidin. Để tạo ra hợp chất nói
trên thì các axit amin phải tác dụng với phân tử đường và ở một nhiệt độ nhất
đònh sẽ tạo ra 1-amin-1-dezoxy-2-xetoza (gọi là chất A), theo chuỗi phản ứng
đơn giản sau:
Axit amin + đường bazơ schiff
Phức đường amin  A
Mục đích của phản ứng melanoidin là để tạo cho sản phẩm thực phẩm
trong quá trình chế biến có màu sắc và mùi hương đặc trưng. Vì vậy ta sẽ chi đi
vào những hợp chất tiền thân tạo màu mùi cũng như những hợp chất tạo ra màu
và mùi đặc trưng đó.
Khi phản ứng Maillard xảy ra, các sản phẩm sau là các chất trên tiền thân
cơ bản của polyme màu nâu sẫm, melanoidin:
1. Hydroxylmetylfurfurol:
CH CH
HOCH
2
– C C – CHO
O
2. 3- dezoxy glucozon (ozon không no, tồn tại ở dạng cis, trans)
OH
H C
C = O
CH
2
O

H C OH
HC
CH
2
OH
3. Reducton:
R – C = C – R
1
OH OH
4. Dehydroreducton:
R – C – C – R
1
O O
2
Mùi, hay hương vò đặc trưng của sản phẩm tạo nên bởi phản ứng
melanoidin là do các aldehit. Các aldehit đóng vai trò rất quan trọng trong việc
hình thành hương vò của sản phẩm thực phẩm khi chế biến nhiệt.
Vậy ta đã có chất khởi đầu tạo melanoidin và các sản phẩm cơ bản để tạo
màu sắc và hương vò sản phẩm, quá trình tạo ra chúng như thế nào thì sẽ được
nói ngay sau đây, phần sơ đồ phản ứng melanoidin
Sơ đồ phản ứng tạo melanoidin
Ký hiệu:
Dạng furan của dezoxylfructoza: D
Bazơ schiff của hydro xylmêtyl furfurol (furfurol) B
Furfurol: F
Hydroxyl metylfurfurol: K
Axit peroxyl furfurol: P
Sơ đồ
3
4

SÔ ÑOÀ PHAÛN ÖÙNG
CHƯƠNG II
ĐIỀU KIỆN TIẾN HÀNH CỦA PHẢN ỨNG TẠI MELANOIDIN
2.1 Ảnh hưởng của axit amin và đường:
Cường độ sẫm màu của phản ứng phụ thuộc vào bản chất của axit amin,
bản chất của đường, nồng độ chất khô nói chung với dung dòch, nhiệt độ, pH và
một loạt các yếu tố khác.
Qua cơ chế phản ứng, ta thấy một trong những phản ứng của giai đoạn
trung gian là tạo thành furfurol và oxy metylfurfurol có kèm theo sự tái tạo lại
axit amin vốn đã tham gia tương tác với đường từ phản ứng đầu tiên. Như vậy
axit amin có thể xem như một chất xúc tác ở trong giai đoạn đầu.
Melanoidin – sản phẩm cuối cùng của phản ứng lại là chất có chứa nitơ.
Một phần axit amin tiêu tốn cho sự tân tạo aldehit và thoát ra NH
3
. NH
3
tương
tác với đường và tạo ra melanoidin.
- Các axit amin tham gia phản ứng khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ, pH
và lượng nước.
- axit amin có khả năng phản ứng và cho sản phẩm màu mạnh hơn cả là
glicocol, alamin, asparagin.
Xistin và tirozin cho sản phẩm màu yếu hơn cả
Valin và lơxin cho mùi mạnh mẽ hơn cả
Glicocol cho màu rất đậm, mùi của bia và vò hơi chua
Alamin phản ứng chậm hơn và cho sản phẩm cũng tương tự
Phenyl alanin phản ứng rất chậm, tạo thành sản phẩm có màu nâu sẫm và
có mùi thơm hoa hồng.
Lơxin cho sản phẩm có màu không đáng kể, nhưng có mùi bánh mì rõ rệt.
Axit glutamic có hoạt độ cao, nhưng cho sản phẩm có màu nhạt.

Protein, peptid, amin, amon và một số chất chứa Nitơ khác cũng có khả
năng phản ứng với đường khử tạo thành chất có màu sẫm. Chẳng hạn dipeptid
và tripeptid phản ứng mãnh liệt với xiloza, arabinoza.
Các protein sở dó tương tác với đường là do có nhóm – NH
2
tự do quyết
đònh. Nhóm –NH
2
trong protein càng nhiều thì khả năng tạo melanoidin càng
mạnh.
Khả năng tham gia phản ứng của axit amin phụ thuộc rất mạnh vào độ dài
của mạch cacbon và vò trí của nhóm amin so với nhóm cacboxyl. Nhóm amin
5