◎ 程清海

（邯鄲科技職業(yè)學(xué)院，河北 邯鄲 056046）

普及科學(xué)知識，倡導(dǎo)文明健康生活方式，是《健康中國“2030”規(guī)劃綱要》著力推進(jìn)的主要內(nèi)容之一。隨著我國生產(chǎn)力持續(xù)高速發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對健康文明的精神生活方式的追求也越來越強(qiáng)烈。越來越多的人開始致力于家庭廚房里親自加工美食，這樣既能培養(yǎng)勞動觀念，提高廚藝水平，又能增強(qiáng)家庭成員之間感情聯(lián)結(jié)，滿足精神方面的成就感、自我實現(xiàn)的需要。這種健康的生活方式，越來越受居家生活人們的青睞。本文旨在介紹美拉德反應(yīng)及其基本原理，從理論上對家庭烹飪作出探討，以期能為家庭烹飪提供參考。

1 美拉德反應(yīng)概述

美拉德反應(yīng)（Maillard Reaction）又叫羰胺反應(yīng)，是由羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（胺、氨基酸、肽和蛋白質(zhì)）在一定溫度等條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)[1]。1912年，法國化學(xué)家路易斯·卡米拉·美拉德首先報道了氨基酸和葡萄糖的混合液共熱時產(chǎn)生色澤的化學(xué)反應(yīng)，后來稱這類反應(yīng)為美拉德反應(yīng)[2]。1953年，美國化學(xué)家霍奇等人研究總結(jié)了美拉德反應(yīng)的主要途徑，并發(fā)表論文解釋了在食品熱加工過程中香氣和味道產(chǎn)生的根本原因。時至今日，美拉德反應(yīng)仍被廣泛關(guān)注和研究，并將研究成果應(yīng)用于食品加工業(yè)、餐飲服務(wù)、食品貯藏和食品營銷等領(lǐng)域。

美拉德反應(yīng)的基本原理是還原糖或羰基化合物與游離的含氮化合物（氨基酸、肽和蛋白質(zhì)），在常溫或加熱條件下，發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，最終生成棕黑色的大分子物質(zhì)（類黑精或稱擬黑素）和一些非揮發(fā)性物質(zhì)。除最終產(chǎn)物外，過程中還生成超過3 500種各種各樣氣味的中間體小分子物質(zhì)，其物質(zhì)成分主要有還原性酮、醛、內(nèi)酯類和吡嗪、吡咯、吡啶等雜環(huán)類化合物分子[3]。這些具有揮發(fā)性和不揮發(fā)性的物質(zhì)稱為食品風(fēng)味物質(zhì)，雖然只占反應(yīng)產(chǎn)物極小部分，但對形成食品風(fēng)味非常重要。

2 家庭烹飪中的美拉德反應(yīng)

家庭烹飪使用的食材或多或少含有美拉德反應(yīng)所需要的產(chǎn)生食品風(fēng)味的前體物質(zhì)，具有發(fā)生美拉德反應(yīng)的物質(zhì)成分當(dāng)條件適宜時就會發(fā)生美拉德反應(yīng)。事實上，食材在存放和烹飪過程中會產(chǎn)生特有的香氣和滋味，同時伴隨顏色的變化，在物理性質(zhì)上也會發(fā)生改變。例如，將生面團(tuán)烘焙成面包或炸成中式油條等食品；將生牛排烤制成熟牛排、生肉塊制成紅燒肉、烤肉，馬鈴薯炸制成薯條等，都發(fā)生了美拉德反應(yīng)。家庭烹飪中，食品風(fēng)味物質(zhì)的形成主要有非酶褐變、發(fā)酵和脂肪熱氧化等，其中美拉德反應(yīng)是產(chǎn)生呈味物質(zhì)貢獻(xiàn)度最大的反應(yīng)。

在家庭烹飪中，正確運(yùn)用美拉德反應(yīng)，才能制作出健康衛(wèi)生的美食，否則，營養(yǎng)豐富的食材不但不會變成美味食品，還有可能產(chǎn)生危害人們身體健康的有害物質(zhì)[4]。家庭烹飪與大型食品加工和餐飲企業(yè)相比，其應(yīng)用美拉德反應(yīng)的基本原理相同，只是規(guī)模大小、產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)、時間長短不同。

3 家庭烹飪運(yùn)用美拉德反應(yīng)的前提條件

①清楚食材中的營養(yǎng)成分，特別是糖類（還原糖類）、氨基酸（肽、蛋白質(zhì)）的類型和構(gòu)成。②了解家庭常見調(diào)料的主要成分和構(gòu)成，以及能為食品增添何種風(fēng)味。③掌握食材搭配技能，做到食材之間“揚(yáng)長避短”和“取長補(bǔ)短”，產(chǎn)生更多的香氣物質(zhì)，改善色澤和口感。

3.1 家庭烹飪常用食材中的營養(yǎng)物質(zhì)及評價

在中國傳統(tǒng)飲食文化中，健康的飲食方式講究主輔搭配、葷素搭配和營養(yǎng)均衡，長時間單一攝入某一種營養(yǎng)物質(zhì)，易引起膳食結(jié)構(gòu)不合理，進(jìn)而影響身體健康。了解食材中基本營養(yǎng)組分和不足，是運(yùn)用美拉德反應(yīng)、烹飪健康食品的首要條件。表1是家庭中常見的幾種食材營養(yǎng)物質(zhì)含量的基本情況。糖類、氨基酸和蛋白類等是發(fā)生美拉德反應(yīng)的前體物質(zhì)，如果缺少某種物質(zhì)，則反應(yīng)無法順利進(jìn)行；如果某一物質(zhì)含量極低，則反應(yīng)緩慢。

3.2 家庭烹飪常用調(diào)料的組分及呈味現(xiàn)象

調(diào)料是家庭烹飪中不可缺少的基本原料（調(diào)香調(diào)味料）之一，家庭常用調(diào)料主要成分及風(fēng)味見表2。在家庭烹飪中合理使用調(diào)料與含有風(fēng)味前體物的天然食材進(jìn)行調(diào)配，能使普通的食材產(chǎn)生顯著的可口效果，同時還能減少對合成調(diào)料的使用量。

表2 家庭常用調(diào)料主要成分及風(fēng)味呈現(xiàn)表

家庭烹飪中使用合成調(diào)料及天然香辛料進(jìn)行調(diào)味需掌握幾個要點(diǎn)，這是長期家庭烹飪實踐總結(jié)的結(jié)果。①蔥、姜、蒜、胡椒等都可消除肉類和水產(chǎn)類食材的異臭，增加風(fēng)味作用，其中大蒜效果最好，使用時與蔥類并用，用量要小。②肉蔻、桂皮、多香果等使用較廣泛的辛香類，用量過度會產(chǎn)生澀味和苦味，使用時要十分注意。③香葉、丁香、芥菜等用量過大則會產(chǎn)生濃重的中藥味。④辛香類的風(fēng)味作用能協(xié)同增效，也能抵消削弱。基于此，評價一種調(diào)料調(diào)香是否完美的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是在品嘗時無法辨別出制品中使用了哪些辛香類的程度最為合適[5]，過度使用高油、高鹽、高調(diào)料的烹飪方法會掩蓋食材加工出來的天然風(fēng)味。

3.3 科學(xué)搭配食材

在家庭烹飪常用食材中，大部分食材含有的美拉德反應(yīng)前體物質(zhì)種類和含量不均衡。例如肉類食材中多肽、蛋白質(zhì)等含氮化合物含量較多，但還原糖類含量較少；馬鈴薯、谷物類等食材中還原糖類含量較多，氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)含量較少。應(yīng)根據(jù)食材中美拉德反應(yīng)前體物質(zhì)的種類和含量，進(jìn)行科學(xué)的搭配和添加，才能使反應(yīng)更好地進(jìn)行，產(chǎn)生更多的風(fēng)味物質(zhì)。例如在西餐制作中烤雞翅應(yīng)添加蜂蜜、芝士焗土豆應(yīng)添加奶酪和黃油；傳統(tǒng)中餐制作中，應(yīng)用含糖類較高的淀粉糊包裹肉類烹炸，炒制蔬菜應(yīng)添加少量蔗糖。

4 家庭烹飪運(yùn)用美拉德反應(yīng)注意事項

4.1 控制烹飪溫度

食材加熱溫度是影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)的首要因素。美拉德反應(yīng)的速率和風(fēng)味物質(zhì)形成，會隨著溫度的升高加快和增多。有研究報道，在一定的時間范圍內(nèi)（例如4 h），反應(yīng)體系溫度每升高10 ℃，美拉德反應(yīng)速度就會成倍增加。但如果溫度過高又會使氨基酸和糖類遭到破壞，從而減慢反應(yīng)速率，甚至產(chǎn)生影響身體健康的有害物質(zhì)[6]。因此家庭烹飪要注意嚴(yán)格控制溫度在180 ℃以下，烘焙、烤制食物一般以100～150 ℃為最佳溫度。例如在比較烤肉和燉肉的感官評價時，燉肉缺乏烤肉特有的風(fēng)味，由于燉肉過程中肉湯的溫度很難超過100 ℃，而烤肉時的溫度遠(yuǎn)高于100 ℃，從而賦予烤肉特殊的風(fēng)味。不同加熱溫度下，等量葡萄糖與氨基酸混合混合液產(chǎn)生的香味物質(zhì)不同，見表3。家庭烹飪可根據(jù)不同風(fēng)味的需要而設(shè)定不同的溫度，達(dá)到健康與美食兼得。

表3 等量葡萄糖與人體必須氨基酸混合液加熱香氣產(chǎn)生情況表

4.2 控制烹飪時間

美拉德反應(yīng)過程中風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生量受烹飪時間限制。加熱時間過短，美拉德反應(yīng)不充分，風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生量較少；加熱時間過長，雖然反應(yīng)更充分，但易揮發(fā)風(fēng)味物質(zhì)等中間反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)嚴(yán)重，食品中含量減少，有時還會產(chǎn)生有害于身體健康的物質(zhì)。例如炸制中式油條，在炸油溫度一定的情況下，油條中丙烯酰胺的含量隨著油炸時間的延長而增加[7]；用大豆油炸制甘薯或馬鈴薯脆片，隨著時間的延長丙烯酰胺含量也逐漸升高[8]。而丙烯酰胺被認(rèn)為是一種可能對人的神經(jīng)系統(tǒng)造成危害的化學(xué)物質(zhì)，也是一種疑似致癌物質(zhì)。表4列出了家庭常見的幾種食品在烹飪過程中，加熱時間與有害物質(zhì)的產(chǎn)生關(guān)系。中式油條、烙餅、炸肉塊等煎炸類食品，隨煎炸時間延長風(fēng)味物質(zhì)并不會持續(xù)增多，反而會改變風(fēng)味物的最終平衡，從而改變風(fēng)味特征；蒸魚、粉蒸肉、煲濃湯等需要長時間制作的食物，隨時間延長而發(fā)生感官品質(zhì)的變化，其飽和脂肪酸、雜環(huán)類物質(zhì)濃度隨之增加。

表4 常見家庭食品烹飪時間與有害物質(zhì)產(chǎn)生關(guān)系表

4.3 食材水分含量和pH值

食材中水分含量的有效性（水分活度）會影響許多美拉德途徑的反應(yīng)速率，進(jìn)而影響整體風(fēng)味物質(zhì)形成的速率及其風(fēng)味特性。家庭烹飪中食材水分活度高，反應(yīng)前體物稀釋后分散于高分子介質(zhì)中，不易發(fā)生美拉德反應(yīng)；在低水分含量食材中，反應(yīng)前體物流動轉(zhuǎn)移受到限制，也不易發(fā)生美拉德反應(yīng)。一般要求食材的水分含量在10%以上，通常要保證在15%以上。水分含量在10%～25%時，美拉德反應(yīng)速度隨水分含量增加有上升趨勢；在食材完全干燥的情況下，反應(yīng)難以進(jìn)行。pH影響特定的美拉德途徑的反應(yīng)速率，進(jìn)而改變揮發(fā)性產(chǎn)物的平衡。不同pH環(huán)境條件下，得到的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物不同，褐變程度也不同。pH值為3～9時，隨著pH的上升，美拉德反應(yīng)速度上升；pH≤3時，由于在酸性條件下，還原性糖類容易被水解，風(fēng)味物質(zhì)形成的前體物的量減少，美拉德反應(yīng)速率較低；在堿性條件下，易生成揮發(fā)性的含氮化合物，如吡嗪、吡啶等而影響食品風(fēng)味。一般情況下pH值不應(yīng)超過8，超過時反應(yīng)進(jìn)行較快而難以控制，氨基酸含量也顯著較少，形成的風(fēng)味物質(zhì)也相對較差[9]。

5 結(jié)語

食材搭配、烹飪溫度、加熱時間、水分活度和pH等都是影響家庭健康烹飪的重要因素，各因素對烹飪效果的影響不是孤立地發(fā)揮作用，而是互相關(guān)聯(lián)、互相影響。在一定條件下，食材之間合理搭配、烹飪加熱溫度與時間的科學(xué)控制，既能促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的生成，又能避免有害物質(zhì)的產(chǎn)生；食材中水分活度和烹飪反應(yīng)體系中pH兩個因素是通過影響美拉德途徑的反應(yīng)速率，從而改變揮發(fā)性產(chǎn)物的平衡而起作用。家庭健康烹飪中不同食材形成風(fēng)味物質(zhì)都有最適的水分活度和最佳pH值，風(fēng)味物質(zhì)的形成也受到某些金屬離子和抗氧化劑的影響。

目前，對中國家庭健康烹飪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立仍是空白，家庭食品風(fēng)味效度評價體系和有害物質(zhì)含量檢測機(jī)構(gòu)也沒有相應(yīng)建立。開展對居民家庭健康烹飪知識傳授和技能培訓(xùn)，是一項提高國民生命質(zhì)量和健康生活水平、決勝全面建成小康社會、實現(xiàn)對美好生活向往的措施之一。