美味的化学奥秘——奇妙的美拉德反应

doi:10.3866/PKU.DXHX202209091

摘要/Abstract

摘要：

美食的制作过程本质上是复杂的化学反应，其中最著名的是美拉德反应，它是食品色泽、风味的来源。本实验对复杂的美拉德反应体系和实验研究方法进行了创新性至简化设计，以常见氨基酸、蛋白质与糖为原料，开发了在家用微波炉就能完成的简单、安全、易于操作的美拉德反应，产物具有不同的怡人特征风味，并通过紫外-可见光谱、气质联用分析技术解析了风味产物的结构，建立美味与化学成分之间的本质关联。同时，将美拉德反应应用于厨房里的美食制作，现场烹饪出色、香、味、营养俱佳的菜肴。由简至繁、由浅入深、层层递进的科普实验设计，适合于社会各层次人群。本科普实验普及化学知识，解密美味之源，探索美味化学，使人们懂得制作并享受健康美食，热爱生活；也充分展现化学的神奇与魅力，有助于激发社会公众对化学的兴趣与热爱。

关键词: 美拉德反应, 氨基酸, 蛋白质, 糖, 美食, 科普

Abstract:

The Maillard reaction, which is the main source of food color and flavor, is one of the most recognized chemical reactions in cooking. The simplified experimental methods of the complex Maillard reaction were innovatively designed using common amino acids, proteins, and sugars as raw materials. These reactions were easily preformed in a household microwave oven. The flavor products were analyzed by ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) to evaluate the fundamental relationship between flavor and chemical components. Moreover, delicious and nutritious cuisines can be cooked in the kitchen facilitated by the Maillard reaction mechanism. This study explored the chemical mysteries of delicacy, and demonstrated the magic and charm of chemistry. It is rich in content, diverse in forms, and suitable to popularize chemical knowledge in society.

Key words: Maillard reaction, Amino acid, Protein, Sugar, Delicacy, Popularization of science

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链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202209091

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I4/22

图/表 14

图1

表1

图2

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图8

图9

图10

图11

图12

仪器名称	型号	生产厂家
微波炉	M1-L201B	广东美的厨房电器制造有限公司
超声波清洗机	KQ2200	昆山市超声仪器有限公司
电子分析天平	BSA224S-CW	德国赛多利斯
紫外-可见分光光度计	PerkinElmer UV750	美国PE公司
气相色谱-质谱联用仪	8860-5977B	安捷伦科技有限公司

氨基酸	香气特征/t
氨基酸	D-葡萄糖	D-果糖	D-木糖	D-核糖	乳糖	蔗糖
L-苯丙氨酸	花香/60	花香/60	花香/25	花香/20	花香/90	花香/60
DL-蛋氨酸	烤肉香/50	烤肉香/30	烤肉香/40	烤肉香/20	烤肉香/80	烤肉香/40
L-谷氨酸	巧克力香/50	甜香/40	巧克力香/50	巧克力香/30	奶甜香/90	甜香/40
L-半胱氨酸	爆米花香/40	爆米花香/30	爆米花香/25	爆米花香/25	爆米花香/50	爆米花香/40
L-赖氨酸	芋头香/20	玉米味/20	玉米味/20	甜香/20	玉米味/60	玉米味/20
L-酪氨酸	玫瑰花香/50	花香/50	花香/50	花香/50	浓郁花香/90	花香/60
L-缬氨酸	苦味、药草香/50	药草香/30	药草香/30	油炸食品香/30	药草香/90	草香/40
L-亮氨酸	苔香、炸物味/50	炸物味/50	炸物味/50	烧烤味/50	烧烤味/90	炸物味/50
L-异亮氨酸	甜酸味/50	甜酸味/50	甜酸味/50	甜酸味/50	甜酸味/90	甜酸味/50
L-色氨酸	烟熏香/50	烟熏香/50	烟熏香/50	烟熏香/40	烟熏香/90	烟熏香/80
L-精氨酸	烤面包香/30	烤面包香/20	甜香/20	甜香/20	甜香/30	烤面包香/40
L-脯氨酸	烤面包香/20	甜香/20	甜香/20	甜香/20	焦甜香/30	甜香/40
L-组氨酸	甜香/40	烤面包香/30	甜香/30	烤肉香/30	甜香/60	烤面包香/60
甘氨酸	甜香/30	甜香/30	烤甜香/20	杏仁香、药香/20	甜香/30	烤焦糖香/30
L-丝氨酸	烤甜香/20	烤甜香/30	烤甜香/20	烤甜香/20	烤甜香/40	烤甜香/60
L-苏氨酸	烤甜香/40	烤甜香/30	烤甜香/20	杏仁香/20	烤甜香/90	烤焦糖香/30
L-丙氨酸	烤甜香/30	烤甜香/30	烤甜香/20	烤甜香/20	烤甜香/90	烤焦糖香/60
L-天冬氨酸	烤甜香/50	烤甜香/50	烤甜香/40	烤甜香/20	烤甜香/90	烤甜香/60

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