高剂量甘氨酸促进山梨糖醇降解氧化及其褐变机制研究

《Food Research International》：Mechanism of high glycine dosage promoting degradation and oxidation of sorbitol for browning

本研究发现甘氨酸能显著促进山梨糖醇在热处理过程中的脱水氧化反应，通过调控1,5-脱水山梨糖醇（1,5-AHSO）等关键中间体生成，加速α-二羰基化合物（α-DCs）形成，最终引发美拉德反应（Maillard reaction）导致体系褐变。该研究为含糖醇食品加工贮藏过程中的色泽稳定性控制提供了理论依据。

　　

研究亮点

山梨糖醇在甘氨酸作用下的脱水与氧化反应

为深入探究甘氨酸作用下山梨糖醇的脱水与氧化反应路径，研究对不同甘氨酸添加量的山梨糖醇-甘氨酸体系中五种山梨糖醇脱水产物的浓度进行了鉴定与测定。

加热不含山梨糖醇的甘氨酸溶液后，在溶液中未检测到五种目标产物。如图1所示，在不含氨基酸的对照组中仅检测到极少量的1,4-脱水山梨糖醇（1,4-AHSO）、1,5-脱水山梨糖醇（1,5-AHSO）和异山梨醇（ISO）。此外，还检测到微量的2-脱氧-d-葡萄糖（2-D-DG）和5-羟甲基糠醛（5-HMF）。这些结果表明山梨糖醇在单独加热时相对稳定，脱水反应程度较低。然而，当甘氨酸与山梨糖醇共存时，所有五种脱水产物的浓度均显著增加。这表明甘氨酸的加入有效促进了山梨糖醇的脱水反应。

结论

总之，山梨糖醇在单独加热时相对稳定，未观察到褐变现象，而甘氨酸的存在促进了山梨糖醇在热加工过程中的消耗。甘氨酸添加量的增加促进了1,5-AHSO、1,4-AHSO和ISO的形成。这种促进作用对1,5-AHSO最为显著。甘氨酸的存在导致了2-D-DG和5-HMF的形成，但增加甘氨酸添加量反而抑制了它们的产率。这些脱水产物的进一步反应，特别是1,5-AHSO，导致了α-二羰基化合物（α-DCs）如3-脱氧葡萄糖醛酮（3-DG）和乙二醛（GO）的形成，并最终引发了显著的美拉德褐变反应。本研究揭示了甘氨酸在山梨糖醇降解和褐变中的作用机制，为优化含糖醇食品的加工和贮藏提供了重要的理论依据。