非酶褐变反应包括Maillard反应、焦糖化作用和抗坏血酸褐变,其中Maillard反应是食品贮藏以及加工等过程中发生的最主要和常见的非酶褐变反应。Maillard反应是羰基化合物(主要是还原糖)与氨基化合物(胺,氨基酸,低级肽,蛋白质)间发生的一系列复杂反应,能生成易挥发的小分子及棕色大分子类黑精,对食物的颜色及风味有明显影响。为控制食品中非酶褐变反应朝向人们希望的方向进行,对该反应的研究尤为重要,但其反应产物种类多含量少,反应过程复杂,单独追踪并研究某种特定中间产物的意义不大,而对所有产物均进行研究基本不可行。化学动力学(Chemical kinetics)是研究化学反应过程的速率及反应机理的物理化学分支学科,以化学动力学为手段研究非酶褐变反应可以在一定程度上揭示反应的机理,预测反应的变化方向,最终使人们得以依此控制反应的进行。抗坏血酸是继还原糖后又一个在非酶褐变反应中引起广泛关注的具有潜在羰基组分的化合物。本文以L-抗坏血酸/L-谷氨酸和L-抗坏血酸/L-天冬氨酸两种体系为研究对象,分别对反应液中的反应底物、褐变产物及其前体物、风味物质进行定量测定并分别描述其随时间、温度变化的变化趋势。主要研究内容如下:1、以L-抗坏血酸/L-谷氨酸模型体系为例,通过正交试验和单因素试验筛选合适的萃取头,以及探讨温度等萃取条件对非酶褐变反应液相体系风味物质萃取效率的影响。以吡嗪类化合物的总峰面积为指标,确定顶空固相微萃取法测定非酶褐变反应液相体系风味物质的最佳条件为:采用75μm CAR/PDMS萃取头,在7 m L反应液中加入1.4 g电解质Na C l,萃取温度为50℃,萃取时间为30 min。该萃取方法的相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)最大值为5.03%,最小值为0.31%,平均值为1.90%,对非酶褐变反应体系中吡嗪类化合物的测定有良好的重复性,可以用于液相非酶褐变反应体系中吡嗪类物质的萃取及不含硫氨基酸非酶褐变反应体系中风味物质的萃取;2、以L-抗坏血酸/L-谷氨酸体系为研究对象,通过改变两种底物物质的量之比研究底物浓度对底物自身消耗及对褐变产物、褐变产物前体物、风味物质生成的影响。结果表明,抗坏血酸首先热解并通过热解产物与谷氨酸发生反应,因此与传统的还原糖/氨基酸体系不同,增加氨基酸的量并不能使褐变产物增多,褐变产物前体物的增加也十分有限。体系在谷氨酸过量时生成的吡嗪类化合物浓度最大,抗坏血酸过量时浓度最小并在反应温度确定的情况下最终趋于定值不再增加;3、分别在420nm和294nm波长处使用紫外-可见分光光度计测定其吸光值以确定L-抗坏血酸/L-谷氨酸和L-抗坏血酸/L-天冬氨酸两体系中褐变产物及其前体物随反应温度和反应时间的变化。结果表明:褐变产物及其前体物均随反应温度的升高、加热时间的延长而增多,且两者的增长均满足零级动力学。L-抗坏血酸/L-谷氨酸体系褐变产物前体物和褐变产物的活化能分别为79.95 k J/mol和90.09 k J/mol,L-抗坏血酸/L-天冬氨酸体系的活化能分别为94.59 k J/mol和93.95k J/mol。相关性分析表明褐变产物与其前体物、抗坏血酸与褐变产物前体物、抗坏血酸与褐变产物的皮尔逊相关系数均为0.95以上,其相关性极强;4、选择3-氯-2,5-二甲基吡嗪为内标物质,使用顶空固相微萃取法萃取所加入的内标及反应液中的风味物质,通过气相色谱-质谱联用和气相色谱对L-抗坏血酸/L-谷氨酸、L-抗坏血酸/L-天冬氨酸体系非酶褐变反应生成的风味物质进行了定性定量分析,结果表明两种体系中生成的风味物质主要是烷基吡嗪。两种体系均低温加热一定时间后才能检出所生成的风味物质,随着反应温度升高及加热时间延长,风味物质的种类及含量均呈上升趋势。加热温度过高(150℃)会导致L-抗坏血酸/L-谷氨酸体系风味物质种类及浓度迅速达到最大值后保持不变,而在此温度下L-抗坏血酸/L-天冬氨酸反应液中风味物质的浓度仍与反应时间正相关。