[식품과학] 마이얄 반응

소개

고려대학교 식품과학부 김경환입니다. 마이얄 반응에 관한 생화학 실험 레포트입니다. 많은 도움 되시기 바랍니다.

목차

1. 마이얄 반응
2. 마이얄 반응의 반응 메커니즘
2.1 초기단계
2.1.1 설탕과 아미노 성분의 축합반응 2.1.2 Amadori 전위

2.2 중간단계
2.2.1 Osones의 생성 2.2.2 3-Deoxyglucusones(3-DG)의 생성
2.2.3 불포화 3,4-dideoxyosone과 HMP생성 2.2.4 산화 생성물의 분해
2.2.5 Hydroxymethyl furfural(HMF) 등의 환상 물질의 형성

2.3. 최종단계
2.3.1 Aldol 형의 축합반응 2.3.2 Strecker 반응

3. 마이얄 반응에 영향을 끼치는 요인
3.1 온도 3.2 수분 3.3 pH
3.4 당의 종류 3.5 아미노산의 종류 3.6 반응물질의 농도
3.7 광선 3.8 화학적 저해 물질

4. 참고자료

본문내용

1. 마이얄 반응
활성을 가진 유리 알데하이드기나 케톤기와 같은 카아보닐기를 가진 환원당류뿐만 아니라 가수분해되어 환원당을 만들 수 있는 당류는 아미노산들, 펩타이드류, 단백질과 같은 유리 아미노기나 이미노기(imino group)를 가진 질소 화합물들(nitrogeneous compounds)과 함꼐 있을 때는 쉽게 상호반응하여 궁극적으로는 갈색색소인 멜라노이딘 색소(melanoidins)를 형성한다.
이와 같은 당류, 특히 환원당과 아미노화합물들에 의한 갈색화 반응은 마이얄(Maillard, M.C, 1912)에 의해서 처음으로 공식으로 의논되었기 때문에 마이얄 반응(Maillard reaction), 또는 이 반응의 본질을 따서 아미노-카아보닐 반응, 혹은 최종 갈색 색소의 이름을 따서 멜라노이딘 반응 등으로 불려지고 있다.
이 마이얄 반응은 식품 중, 특히 가공식품 중에서 일어나는 모든 형태의 갈색화 반응 중 다음의 두 가지 특징의 결과로 가장 비중이 크고 중요한 갈색화 반응으로 알려져 있다. 효소의 불활성화(enzyme inactivation)가 필수적인 전처리과정(pre-treatment operation)이 되고 있는 모든 형태의 가공식품에 있어서는 특히 그러하다. 이 마이얄 반응의 가장 큰 특징의 하나는 카라멜화 반응과 같은 다른 비효소 갈색화 반응에 있어서는 외보로부터의 에너지 공급, 예로서 지속적인 가열 등의 외부에서부터의 지속적인 에너지 공급이 필요한 데 반하여 이 반응은 외부로부터의 에너지 공급이 적거나, 경우에 따라서는 거의 자연발생적으로도 일어날 수 있다는 점이다.
예로서, 토이펠(Taufel, K. and Iwanisky, H, 1952)은 20% 포도당 용액을 96도씨로 가열하였을 때, 42시간 이상 가열하여야 갈색화 반응의 중간 생성체로 생각되고 있는 하이드록시메틸 훌후란(Hydroxymethyl furfural, HMF)의 형성이 크로마토그래피에 의해서 확인되었으나, 이 20% 포도당 용액에 아미노산이 존재할 때는 14시간 만에 HMF가 검출되었다고 보고하고 있다.
일반적으로 식용유지, 또는 당류만으로 만든 과자류, 즉 당과류와 같은 경우를 제외하고서는 그 성분으로서 당류(sugars)외에 유리 아미노산류(free amino acids), 펩타이드류(peptides), 단백질들(proteins)을 다소라도 함유하고 있지 않은 식품은 거의 없다. 따라서 식품가공 또는 저장 중 가장 많이 볼 수 있으며, 가장 쉽게 일어나는 비효소 갈색화 반응은 바로 마이얄 갈색화 반응이다. 즉, 마이얄 반응은 식품가공 또는 저장의 여러 과정에 있어서 가장 보편적으로 일어날 수 있다는 또 하나의 매우 중요한 특징을 가진 비효소 갈색화 반응이다.

참고자료

· -김동훈, 식품화학, 탐구당, 2003
· -채수규 외 5인, 표준식품화학 효인출판사, 2000
· -이서래, 최신식품화학, 신광출판사, 2001
· -http://www.chemsoc.org/chembytes/ezine/images/2002/crabbe_dec02_img.gif
· -http://trc.ucdavis.edu/srdungan/fst100a/06browning
· -http://www.chemsoc.org/chembytes/ezine/images/1997/niceschm.gif