美拉德反应是在食品加热过程中发生的还原糖和氨基化合物之间的化学反应的复杂网络。这种反应以法国化学家路易斯·卡米尔·美拉德 (Louis-Camille Maillard) 的名字命名，是烘焙面包、烘焙咖啡、烤肉和油炸食品特有的风味、香气和棕色颜色的原因。

反应阶段

美拉德反应经历三个主要阶段。早期，还原糖的羰基与氨基酸、肽或蛋白质的游离氨基缩合形成席夫碱，席夫碱发生阿马多里重排，产生稳定的阿马多里产物（1-氨基-1-脱氧-2-酮糖）。在后期阶段，Amadori 产品通过烯醇化、脱水和裂解途径降解，形成活性中间体，包括羟甲基糠醛 (HMF)、糠醛和还原物。在最后阶段，这些中间体聚合并缩合形成称为类黑素的棕色含氮聚合物，以及多种挥发性风味化合物。

风味化合物生成

美拉德反应会产生数百种有助于食品香气的挥发性化合物。吡嗪赋予坚果和烘烤的味道，呋喃赋予焦糖和面包的香气，吡咯产生谷物的气味，源自含硫氨基酸的噻唑和噻吩提供肉味。具体的风味特征取决于所涉及的氨基酸和糖以及反应条件。

影响美拉德反应的因素

温度是最重要的因素；反应速率随温度呈指数增加，在 140 °C 以上变得明显。水活度起着双重作用：最大褐变发生在 aw 0.5 至 0.7 之间，此时反应物流动性足够，但浓度很高。 pH 值强烈影响反应速率，碱性条件加速反应，酸性条件抑制反应。糖的类型也很重要——戊糖（例如核糖）比己糖（例如葡萄糖）更具反应性，而己糖比二糖（例如蔗糖）更具反应性。

营养影响

虽然美拉德反应增强了感官特性，但它也具有营养作用。赖氨酸是一种必需氨基酸，当其侧链参与反应时，其在生物学上变得不可用，从而降低蛋白质质量。高温加热富含天冬酰胺的食物，特别是在存在还原糖的情况下，会产生丙烯酰胺，一种神经毒性和潜在致癌化合物。丙烯酰胺的形成是马铃薯加工产品、咖啡和烘焙食品中的一个重要问题。美拉德反应涉及碳水化合物（还原糖）和[蛋白质](/guides/ Proteins-in-food.html)（氨基酸），与由多酚氧化酶催化的酶促褐变不同。与脂质氧化一样，它是热加工过程中影响食品质量的主要化学反应之一。