基于固态模拟体系的苹果脆片美拉德反应褐变机制研究

The surface color of apple crisps can influence the sensory quality, and Maillard reaction is an important factor causing apple crisps color change. The formation mechanism of Maillard products (MPRs) is very complex, and affected by internal factors (chemical components in apples) and external factors (temperature, oxygen and so on). Previous study has focused on Maillard reaction in apple juice, few literatures are regarding to MRPs in apple crisps. In this study, Fuji and Granny Smith varieties were selected as materials. Spectroscopy, chromatography analysis, NMR, UPLC-TOF-MS technique and graphical segmentation will be used to explore varieties, structure and content of MRPs in apple crisps affected by exogenous factors (temperature, oxygen) and endogenous factors (reducing sugars, amines, amino acids, peptides, proteins, and polyphenols, etc.) during the dehydrated process. Furthermore, the main substrate and product structure which effect apparent color will be confirmed, and the synergistic effect of polyphenolic compounds on MRPs will be explored. These expected findings in the present project will further clarify dose-effect and structure-effect relationship between MRPs structural characteristics and the browning of apple chips. To reveal the Maillard browning reaction mechanism in dehydrated apple crisps and provide a theoretical basis for the regulation of apple crisp browning reaction.

色泽决定苹果脆片的感官品质，美拉德反应是引起苹果脆片非酶褐变的重要因素。美拉德产物（MPRs）形成机制复杂，不仅与苹果组分等内部因子有关，还受到温度、氧气等外部因子的影响。目前，国内外学者在该领域主要集中在揭示苹果汁非酶褐变机制研究等方面，对苹果脆片非酶褐变机制研究较少。本项目以富士和澳洲青苹两种苹果为试材，采用光谱分析、UPLC-TOF-MS、核磁氢谱和图形分割技术，揭示外部因子（温度、氧气等）和内部因子（底物种类和多酚类化合物等）对苹果脆片美拉德反应前、中、后期主要MRPs种类和含量变化的影响规律；研究构建固态模拟体系，确证不同底物对MRPs种类及发色团结构的影响；探究多酚类化合物对MRPs形成是否具有竞争协同作用，解析苹果脆片主要MRPs与色泽间的量效和构效关系，阐明多酚类化合物对美拉德反应的相互作用，进而揭示苹果脆片美拉德反应产物形成与褐变机制，为调控苹果脆片非酶褐变提供理论依据。

色泽决定苹果脆片的感官品质，美拉德反应是引起苹果脆片非酶褐变的重要因素。目前国内外学者在该领域主要集中在揭示苹果汁非酶褐变机制研究等方面，对苹果脆片非酶褐变机制研究较少。项目系统探究了苹果脆片干制过程中，主要外部因子和内部因子对脆片真实体系中美拉德反应产物和色泽变化规律的影响；并研究了固态模拟体系中主要美拉德反应产物形成与色泽的关联，以及苹果多酚对美拉德反应和色泽形成的影响。.项目研究构建了基于计算机图像处理对压差闪蒸苹果脆片色泽的识别，同时也可以作为苹果脆片营养品质评价的快速检测指标。在此基础上明确了苹果脆片压差闪蒸干燥过程中主要外部因子包括预处理、温度、干燥方式对苹果片真实体系中美拉德反应中间产物五羟甲基糠醛（5-HMF）、荧光性化合物（FIC）水平的影响，并揭示了其与褐变比的关系。同时分析了主要内部因子包括多酚化合物、果糖、葡萄糖、蔗糖、水解型氨基酸、游离型氨基酸水平在干燥过程中的变化规律。进一步建立固态模拟体系，明确了不同美拉德反应底物（还原糖和氨基酸）浓度对压差闪蒸干燥苹果褐变比的影响。在此基础上进一步揭示了苹果多酚对美拉德反应过程的干预和褐变形成机制。.项目研究抓住关键褐变反应的主要因素、所需的反应条件及褐变反应之间的相互作用，从三个不同的维度为苹果及其它类似水果固态食品加工过程中色泽品质形成和调控提供了理论基础和技术依据。