对葡萄糖和银河糖与 lysine 的 Maillard 反应进行计算研究
Yuzhen Li1, Yunqing Wang1,2, Zhenmin Liu3
1State Key Laboratory of Dairy Biotechnology, Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology, Postdoctoral Workstation of Bright Dairy - Shanghai Jiao Tong University, Dairy Research Institute, Bright Dairy & Food Co., Ltd., Shanghai, 200436, China.
Journal of molecular modeling
|August 20, 2024
概括
这项研究使用密度函数理论来研究牛奶糖 (葡萄糖和银河糖) 和素之间的梅拉德反应. 银河糖比葡萄糖更快地反应,而Nε-氨基组更具反应性.
科学领域:
- 食品化学 食品化学
- 计算化学的计算化学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 梅拉德反应 (MR) 发生在经过热处理的牛奶中,影响其营养和感官特性.
- MR涉及氨酸 (Lys) 和牛奶糖,如葡萄糖 (Glc) 和银河糖 (Gal) 之间的反应.
- 了解早期的MR机制对于控制食品质量至关重要.
研究的目的:
- 从理论上研究葡萄糖/银和素之间的梅拉德反应的初始和中间阶段.
- 提出反应机制,并比较葡萄糖和银河糖的反应性.
- 阐明不同氨酸氨基组 (Nα和Nε) 在反应中的作用.
主要方法:
- 用密度函数理论 (DFT) 的计算来模拟气相和水相.
- 用各种基础集的B3LYP和wB97XD函数来建模反应路径.
- 考虑使用水模型来模拟水状条件的溶解效应.
主要成果:
- 氨酸的Nα和Nε-氨基组都能与葡萄糖和银河糖发生反应.
- 银河糖表现出比葡萄糖更高的反应性.
- 与Nα通道相比,Nε通道显示了较低的能量屏障,这表明反应速度较快.
- 鉴定出了像5-基甲基-2- (HMF) 这样的中间产品.
结论:
- DFT计算为乳制品系统中梅拉德反应的基本机制提供了洞察力.
- 银河糖的更高的反应性和Nε-胺组的优先参与影响了MR产品的形成.
- 这些发现可以帮助制定控制食品加工中的梅拉德反应的策略.
