마일라드반응-maillard reaction-에 대한 mechanism

소개글

마일라드반응-maillard reaction-에 대한 mechanism에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 이론 및 배경
3. 본론
1)maillard reaction-에 대한 mechanism.
4. maillard reaction에 영향을 미치는 인자

본문내용

반응의 메카니즘이 다르기 때문에 생기는 것으로, 환원당과 아미노산에 의한 갈변과 pH의 관계(B)는 이것을 설명하여 주는 그림이다. 이와 같이 D-xylose와 glycine에 의한 갈변반응은 pH 6 ∼ 7에 최적 pH가 있음을 알 수 있다.
D-glucose와 D-fructose의 경우에도 최적 pH가 있다고 생각되지만 이 반응 조건에서는 나타나 있지 않다. 일반적으로 pH가 낮아지면 갈변 반응은 억제된다.
한편, 갈변 반응이 진행하며 pH가 저하하는데 이것은amino기(-NH2)가 결합하기 때문으로 생각된다. 당도가 높고 유기산이 다량으로 존재하는 조건하에서도 산도가 저하하는 경우가 있는데, 이것은 seter화에 의한 것으로 생각된다.
(3) 수분
D-xylose와 glycine을 1 : 5의 몰 비율로 혼합하여 질소가스 하에서 반응시킨 경우, 무수 상태에서는 갈변이 일어나지 않았으나 수분이 약30％일때에 최대가 되었으며, 90％정도에서는 상당히 일어나기 어렵게 되었다. 또 glucose와 glycine의 건조 혼합물을 50℃에 보존할 경우에도 역시 갈변이 일어나지 않는다. α-N-acetyl-L-lysine과 glucose를 1 : 1.5의 몰 비율로 반응시킨 경우는 수분이 18％에서 치대의 갈변을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 갈변에 수분이 필요한 것은 틀림이 없으나, 갈변의 치적 수분 함량은 반응 조건에 따라 다른 것으로 생각된다.
(4) 산소
Maillard 반응에 있어서 산소는 영향을 크게 미치지 않는 경우가 많으나, 경우에 따라서는 산소가 반응을 촉진하기도 하고 또는 반대이기도 하기 때문에 분명하지 않다.
예를 들면, N-D-glucosyl-n-butylamine으로부터 glucosone이 생성할 때, 산소를 통기한 경우는 질소를 통기한 경우보다 약간 갈변 정도가 높았으나 아무것도 통기하지 않은 경우로선 초산이 상당량 들어 있기 때문에 일반적인 예라고는 할 수 없을 것이다.
일반적으로 갈변 반응의 과정에서 생성하는 reductone류는 공기 중의 산소에 의해 산화되므로 엄밀히 말해서 산소가 갈변에 관여하지 않을 리가 없지만 촉진하는가 억제하는가는 조건에 따라 다르며 또한 그 영향력도 온도, pH등에 비하여 적다.
(5) 광선
광선은 경우에 따라서는 갈변을 촉진하지만 산소의 존재하에서 갈색색소에 광선을 조사하면 퇴색하기도 한다.
일반적으로 가시광선보다는 자외선 쪽이 영향력이 큰 것으로 생각된다. γ-선과 같은 방사선의 경우는 더욱 영향이 커 갈변 반응을 촉진한다. 물론 이와 같은 경우에는 라디칼(radical)반응이 일어나기 때문에 보통의 갈변 반응 메카니즘과는 약간 다른 형의 메카니즘도 생각할 수 있다.
(6) 당의 종류
Maillard 반응에 있어서 당의 성질에 따라 반응성이 다르다. 당의 반응성은 그의 구조적 안정성이나 용액 중에 존재하는 개환된 사슬 구조(open-chain structure)의 양과 관계가 있다. Pentose는 hexose보다, hexose는 환원성 2당류보다 각각 반응성이 크다. Pentose는 일반적으로 개환된 사슬 구조의 존재 비율이 높기 때문에 반응성이 크며, 비환원성 2당류는 가수분해가 일어난 후에만이 반응한다. Aldohexose류의 반응성이 순서는 mannose > galactos >glucose 순이다.
(7) 아미노산의 종류
Maillard 반응의 속도에 미치는 아미노산의 종류의 영향은 아직 확실하지 않으나 α-amino acid 계열에서는 glycine이 가장 반응성이 크며, 사슬이 길고 복잡한 치환기를 가질수록 갈변 속도가 감소한다고 하다. ω-amino acid 계열에서는 사슬의 길이가 증가함에 따라 갈변 속도가 증가한다고 한다. Ornithine의 갈변 속도는 lysine보다 휠씬 빠르다.
반응 물질이 단백질일 때는 분자 내의 특정 부위가 다른 부위보다 빠르게 반응하기도 한다. 단백질 분자에는 특히 lysine의 ε-amino기가 aldose나 ketose와 반응하기 쉽다. 일반적으로 아미노산의 aminorl가 carboxyl기 보다 멀리 떨어져 있을수록 당류의 carbonyl기와 반응하기 쉽다. 또한 아미노산들보다는 carboxyl기가 없는 amine화합물의 반응성이 더 크다고 한다.
(8) 반응 물질의 농도
Maillard 반응에 의하여 형성되는 갈색 색소의 양은 온도가 일정할 때 다음 식으로 표시 될 수 있다.
Y = K×[S][A]2
[T]2
단, K : 속도항수
[S] : 환원당과 농도
[A] : 유리 aminorl를 가진 질소화합물의 농도
T : 경과 시간
즉, 갈색 색소의 양 Y는 환원당의 농도 [S]에 비례하고 유리 amino기를 가지 질소화합물의 농도 {A}와 경과 시간 [T]의 제곱에 각각 비례한다고 한다.
(9) 화학적 저해 물질
Maillard 반응에 의한 갈변을 억제하는 저해 물질에는 아황산염 및 황산염, thiol, 칼슘염 등이 있다.
실제로 Maillard 반응에 의한 갈변은 아황산염에 의하여 정지 또는 저해되므로 갈변 방지제로 많이 사용된다. 아황산염에 의하여 갈변이 저해되는 것은 Maillard 반응의 초기 단계에서 carbonyl화합물 amino화합물과 결합하는 것을 아황산염이 방해하기 때문이다. 즉, 당의 aldehyde는 상온에서 SO2
와 반응하여 hydrosulfonic acid를 쉽게 형성하여 반응성이 강한 carbonyl기를 보호하게 되며 amino기와의 축합물 형성을 억제한다. Fructose는 아미노산 또는 아황산염과 축합이 일어나지 않는다. 그것은 변선광되는 동안에 fructose가 정상적인 형태를 유지하고 있지 않기 때문인 것으로 생각된다.
또한 glucose-glycine 혼합 용액에 2-mercaptoethanol 혹은 meraptoacetic acid를 첨가하면 갈변이 저해된다. 그러나 thiol화합물은 식품에 여러 가지 좋지 않은 성질을 부여하므로 식품에의 사용을 제한하고 있다.
한편, 염화칼슘(CaCl2)은 갈변의 저해 물질로 알려져 있다. 그것은 칼슘이 아미노산과 흡착(chelation)에 의해 결합하기 때문인 것으로 생각된다.
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