科普時間|烘焙食品為何香氣四溢？

每日科普|烘焙食品為何香氣四溢？

科普時報

2023-03-16

假日里，走進鬧市區(qū)的甜品店，看到一個個金黃酥脆且散發(fā)誘人香氣的甜點時，總讓人欲罷不能，恨不能盡快品嘗。這些食品為什么對我們有如此吸引力，其實油炸和高溫烘焙食物在制作過程中發(fā)生了美拉德反應。

美拉德反應最早是1912年由法國化學家美拉德偶然發(fā)現的。在讀博士期間，美拉德發(fā)現甘油和氨基酸在170℃下脫水產生多肽，于是大膽提出假設，將甘氨酸和葡萄糖溶液共熱，以期合成甘氨酸多肽，結果發(fā)現葡萄糖和甘氨酸共熱時溶液顏色會變成深褐色，冒出氣泡，并且產生類似烤面包和烤肉的香氣。當時美拉德對該反應機理百思不得其解，經過幾十年的研究才發(fā)現竟然與我們日常生活中食物的風味有關。

該反應是一種復雜的有機化學反應，主要是指氨基化合物與還原糖、醛、酮等含有羰基化合物之間發(fā)生一系列復雜的加縮反應，生成褐色多聚化合物，同時還伴隨生成超過3500種揮發(fā)性化合物，為食物增添了獨特的風味。生活中，我們看到醬油的棕黑色、紅燒肉的褐色、面包外皮的金黃色，以及食物飄來的濃郁香氣都離不開美拉德反應。

美拉德反應的結果可以使食物顏色加深。準備烘焙面包時，可以先在和面過程中控制好還原糖和氨基酸的添加量及加熱溫度，也可以通過該反應生成不同的香精，分別產生烤豬肉香味和烤牛肉香味。木糖和酵母水解蛋白分別在90℃和160℃時產生餅干香味和醬肉香味。纈氨酸和葡萄糖在加熱100℃至150℃時產生黑面包香味，而當溫度升至180℃時則可聞到巧克力香味。在美拉德反應中的一些產物，如還原酮、促黑激素釋放素，以及一些含有N、S的雜環(huán)化合物，具有一定的抗氧化作用。木糖與賴氨酸、殼聚糖、葡萄糖等的氧化產物都有很好的抗氧化作用，甚至有些物質的抗氧化性與合成抗氧化劑功效不相上下。

美拉德反應雖然給食物帶來美好的味道及獨特的色澤，然而也有負面作用：嬰兒奶粉中含有人體必需的賴氨酸，但是奶粉中的乳糖可與其反應使其降解；類黑素可以與一些金屬發(fā)生螯合，在一定程度上也會影響我們對微量元素的吸收。

我們常聽人說，咖啡、油炸膨化食品不健康，其實這句話的根據就來源于美拉德反應。還原糖和天冬酰胺的氨基酸發(fā)生美拉德反應時，會產生一種叫丙烯酰胺的副產物。據世界衛(wèi)生組織規(guī)定，致癌物質分為4個級別，其中丙烯酰胺處于2A級致癌物，丙烯酰胺在工業(yè)中可做添加劑、顏料分散劑、印染糊劑。但是我們也不必談癌色變。研究表明，當人體每日每千克體重攝入2.6微克至16微克丙烯酰胺時，就會有罹患癌癥風險，然而一杯160毫升咖啡平均丙烯酰胺含量僅為0.45微克，體重55千克的成年人至少每天喝318杯咖啡才可能產生致癌風險。由此可見，咖啡完全可以大膽飲用，不必為此恐慌。

在食品加工過程中如果想要對美拉德反應有所抑制，我們可以從加熱溫度、水分活度、加熱時間、pH值（溶液酸堿度）等影響因素入手。該反應受加熱溫度的影響較大，當反應體系溫度升高10℃，褐變反應可以增加3至5倍，可以對容易褐變的反應進行低溫儲存。食品中水分含量過高或過低都不宜發(fā)生美拉德反應，其中最適宜的水分含量范圍大致在15%至80%之間。加熱時間不宜過長，否則會改變食物的風味特征，使香味發(fā)生惡化。隨著pH值上升，褐變反應速度上升，可以通過降低pH值來抑制反應發(fā)生程度。

作為食品加工過程中產生風味所必需的反應之一，只要適當改變烹飪方法，美拉德反應便不會對我們的身體健康產生影響。

（作者：莫尊理 西北師范大學教授、博士生導師，陳藝 西北師范大學研究生）

責任編輯：胡惠雯