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中北大学化学与化工学院李河教授等|焦糖化与美拉德反应中DDMP、HMF及糠醛的生成研究

中北大学化学与化工学院李河教授等|焦糖化与美拉德反应中DDMP、HMF及糠醛的生成研究 食品工业科技编辑部
2024-02-19
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导读:中北大学化学与化工学院李河教授等,研究焦糖化与美拉德反应中DDMP、HMF及糠醛的生成,提出了定向控制DDMP、HMF和糠醛生成规律的方法。

Formation of DDMP, HMF and Furfural in Caramelization and Maillard Reaction


焦糖化与美拉德反应中DDMP、HMF及糠醛的生成研究


中北大学化学与化工学院李河教授、王丹研究生等通过建立不同焦糖化/美拉德体系,探究不同体系,不同单糖种类以及赖氨酸的引入对DDMP、HMF和糠醛生成的影响,提出了定向控制DDMP、HMF和糠醛生成规律的方法。




图片来源于图司机













 摘  要

食品热加工中广泛存在的美拉德反应除赋予食品色香味外,还会生成有害或有异味物质,2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮(DDMP)、5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,HMF)及糠醛就是其中重要的产物。本文分别建立了3种焦糖化和3种美拉德反应体系,研究DDMP、HMF和糠醛的生成规律。结果表明,HMF和糠醛分别容易在果糖和木糖焦糖化体系中生成,在美拉德反应体系中,赖氨酸的参与抑制了HMF和糠醛生成,促进了DDMP的生成。结合中间产物和终末产物的表征,单糖的结构差异是影响三种化合物生成的主要因素,赖氨酸会竞争性抑制单糖降解的焦糖化途径,从而抑制HMF和糠醛的生成。本文可对食品热加工业中DDMP、HMF和糠醛的生成、控制及定向合成提供指导。


Abstract

Maillard reaction (MR) is widely found in food heat processing, can not only give food color and flavor, but also produce harmful or odorous substances. 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4(H)-pyran-4-one (DDMP), 5-hydroxymethylfurfural (HMF) and furfural are important products of MR. In this paper, three kinds of caramelization and three kinds of Maillard reaction models were established to study the formation of DDMP, HMF and furfural. Results indicated that HMF and furfural were easily generated in fructose and xylose caramelization models, respectively. In Maillard reaction model, the participation of lysine inhibited the production of HMF and furfural, and promoted the production of DDMP. Combined with the characterization of the intermediate product and the final product, the structural difference of monosaccharides was the main factor affecting the production of the three compounds. Lysine competitively inhibited the caramelization pathway of monosaccharide degradation, thereby inhibiting the production of HMF and furfural. The present paper would provide guidance on the production, control and oriented synthesis of DDMP, HMF and furfural in food thermal processing industry.


研究内容与数据









通信作者
Author

李河,男,1987年生,山西大同人,中共党员,博士,教授,硕士生导师。中北大学化学与化工学院生物工程专业教师。忻州市芥菜酱腌菜技术创新中心主任,山西生物工程产业学院研发质检中心主任,山西锦烁生物医药科技有限公司技术顾问。目前主持国家自然科学基金等项目6项,合同总经费100余万元,参与国家自然科学基金、山西省重点研发计划等多项,发表学术、教改论文50篇,EI/SCI收录30篇,二区及以上论文22篇,入选2023年学术精要高PCSI,高被引,高下载论文,入选2023年科协双语工程结构化论文,申报及授权专利4项,参编著作1部(其中1章)。担任多个期刊编委/青年编委,国内外20余个期刊审稿人。

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