美拉德反應又稱為"非酶棕色化反應"是法國化學家L.C.Maillard在1912年提出的。所謂美拉德反應是廣泛存在於食品工業的一種非酶褐變，是羰基化合物(還原糖類)和氨基化合物(胺基酸和蛋白質)間的反應，經過複雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰胺反應。
反應機理:1912年法國化學家Maillard發現甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質。後來人們發現這類反應不僅影響食品的顏色，而且對其香味也有重要作用，並將此反應稱為非酶褐變反應(nonenzimicbrowning)。1953年Hodge對美拉德反應的機理提出了系統的解釋，大致可以分為3階段。
研究歷史早在1908年，A.R.Ling曾發現甘氨酸和葡萄糖混合液共熱時會形成褐色的類黑精，並可以聞到香氣。1912年，法國科學家美拉德（1878~1936，L.C.Maillard）對該現象進行了報導。
1953年，霍奇（J.E.Hodge）等人經總結歸納，把氨基化合物（如蛋白質、肽、胺、氨和胺基酸）和羰基化合物（如還原糖、脂質、醛、酮、多酚、抗壞血酸以及類固醇等）之間的一類複雜化學反應正式命名為Maillard反應（Maillard Reaction）或羰-氨反應（Amino－carbonyl Reaction）。因其最終產物主要是棕色的類黑素，且無需酶的參與所以亦被稱為類黑素反應（Melanoidin Reaction）或非酶褐變反應（Non-enzymatic Browning Reaction）。同年，Hodge提出了Maillard反應模擬體系及其反應歷程框架，成為Maillard反應發展史中的一個重要裡程碑。1995年，Tressl等人進一步發展和修訂了Hodge的理論。隨後，Hodge等人對Maillard反應原理作了論述，提出了較完整Maillard反應原理。
自20世紀50年代後Maillard反應一直備受關注，60年代的研究集中在對其揮發性化合物的分離與鑑定。70年代和80年代初，Maillard反應的研究重點聚焦於模擬反應系統、反應條件以及生成的風味化合物的分析研究。近年來，Maillard反應在中藥現代化和疾病生理等研究中成為新的研究熱點。Maillard反應自發現以來，在食品學、營養學、香料化學、毒理學以及中藥學研究中成為經久不衰的研究課題。目前，美拉德反應產物的生理活性和保健功能也引起了世界各國的高度重視，越來越多的研究結果顯示出美拉德反應與人類自身的生命活動密切相關。有關美拉德反應的研究非常活躍，自1979年第1次美拉德反應國際大會以來，由國際美拉德協會（International Maillard Reaction Society）組織的系列會議已經開過10次，會議吸引了眾多的化學、生物學和醫學界的研究者參加。
起始階段
1、席夫鹼的生成(Shiffbase):胺基酸與還原糖加熱氨基與羰基縮合生成席夫鹼。
2、N-取代糖基胺的生成:席夫鹼經環化生成。
3、Amadori化合物生成:N-取代糖基胺經Amiadori重排形成Amadori化合物(1-氨基-1-脫氧-2-酮糖)。
中間階段
在中間階段，Amadori化合物通過三條路線進行反應。
1、酸性條件下:經1,2-烯醇化反應，生成羰基甲呋喃醛。
2、鹼性條件下:經2,3-烯醇化反應，產生還原酮類褐脫氫還原酮類。有利於Amadori重排產物形成1deoxysome。它是許多食品香味的前驅體。
3、Strecker聚解反應:繼續進行裂解反應，形成含羰基和雙羰基化合物，以進行最後階段反應或與氨基進行Strecker分解反應，產生Strecker醛類。
最終階段
此階段反應複雜，機制尚不清楚，中間階段的產物與氨基化合物進行醛基-氨基反應,最終生成類黑精。美拉德反應產物出類黑精外，還有一系列中間體還原酮及揮發性雜環化合物，所以並非美拉德反應的產物都是呈香成分。反應經過複雜的歷程，最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑素。目前研究發現其與機體的生理和病理過程密切相關。越來越多的研究結果顯示出美拉德反應作為與人類自身密切相關的研究具有重要的意義，目前研究焦點在蛋白質交聯、類黑素、動力學以及丙烯醯胺，而這些方面在中藥炮製、製劑、藥理作用中處處可見。因此，隨著現代科技的不斷進步，相信美拉德反應的研究將可能成為中藥研究的新視角。
影響因素
1.糖氨基結構 還原糖是美拉德反應的主要物質,五碳糖褐變速度是六碳糖的10倍,還原性單糖中五碳糖褐變速度排序為:核糖阿拉伯糖木糖,六碳糖則:半乳糖甘露糖葡萄糖。還原性雙糖分子量大,反應速度也慢。在羰基化合物中,α-乙烯醛褐變最慢,其次是α-雙糖基化合物,酮類最慢。胺類褐變速度快於胺基酸。在胺基酸中,鹼性胺基酸速度慢,胺基酸比蛋白質慢。
2.溫度 20~25℃氧化即可發生美拉德反應。一般每相差10℃,反應速度相差3~5倍。30℃以上速度加快,高於80℃時,反應速度受溫度和氧氣影響小。
3.水分含量 完全乾燥的食品難以發生。
4.pH值 當pH值在3以上時,反應隨pH值增加而加快。
5.化學試劑 酸式亞硫酸鹽抑制褐變,鈣鹽與胺基酸結合成不溶性化合物可抑制反應。
6.鐵離子能促進 Maillard 反應，金屬鐵離子可以還原成亞鐵離子，鐵離子的催化能力比亞鐵離子強。
抑制消除方法:
美拉德反應是一個十分複雜的反應過程，中間產物眾多，終產物結構十分複雜，完全抑制美拉德反應相當困難。又由於美拉德反應影響因素眾多，有效抑制美拉德反應必須是多種因素協同作用的結果，一般認為可採用以下方法抑制美拉德反應。
1.使用不易褐變的原料
2.調節影響美拉德反應褐變速度的因素
3.降低溫度
4.降低pH值
5.調節水分活度
6.氧氣
7.使用氧化劑
8.使用酶製劑等等
反應產物的功能特性抗氧化作用科學研究表明，癌症、衰老或其它疾病大都與過量自由基的產生有關聯。研究清除自由基、抗氧化可以有效克服其所帶來的危害，所以抗氧化被保健品、化妝品企業列為主要的研發方向之一，也是市場最重要的功能性訴求之一。眾多的研究資料表明，美拉德反應產物具有抗氧化活性。但是其抗氧化能力受多重因素的影響，如美拉德反應的底物、反應的溫度、反應時間、pH等。
美拉德反應產物的抑菌作用已經被研究的較多。有學者研究了沙蠶美拉德反應產物的水溶液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、綠膿桿菌、蠟質芽孢桿菌、水稻紋枯菌、黃瓜枯萎病菌、白菜絲核菌和黑麴黴菌的體外抑制效果。結果顯示沙蠶與葡萄糖的美拉德反應產物沒有明顯抑菌效果，但是沙蠶與蔗糖的美拉德反應產物對大腸桿菌和蠟質芽孢桿菌有很強的抑制效果，對其它的幾種菌也表現出一定的抑菌效果；另有研究發現，聚酞胺纖維素和木糖發生反應的美拉德反應產物不管是對革蘭氏陽性細菌還是革蘭氏陰性細菌如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌都表現出很強的抑制效果；還有報導稱，美拉德反應產物可以抑制嗜熱微生物一敏捷氣熱菌的生長。因此，美拉德反應有望被應用於食品的保藏。
過敏，也稱變態反應，指的是身體的免疫應答超出了正常範圍，對無害物質進行攻擊。過敏反應會對身體健康造成一定的傷害，尤其是當免疫系統對正常的身體組織和器官進行攻擊和破壞時。含有胺基酸或蛋白質和糖等組分的食品在適宜的條件下發生美拉德反應，反應的產物能減少食品的抗原性，並可能對引起過敏反應的關鍵位點進行修飾。研究表明，核糖參與的美拉德反應產物具有顯著的抗過敏作用。因此，特定的美拉德反應可以用於對一些強致敏性食物成分進行改性，使它們的致敏性降低或消除。這一特性將使得美拉德反應在一些強致敏性食品的加工中具有廣泛的應用前景。
除了抗菌，抗過敏功能以外，一些研究資料還表明，美拉德反應產物具有抗突變作用。有學者將焙烤可可豆的美拉德反應產物用於沙門氏菌，研究了該美拉德反應產物的抗菌，抗突變和清除自由基作用，結果表明，該美拉德反應產物確有抗菌，清除自由基及抗突變作用。
有學者研究了牛奶蛋白在美拉德反應和發酵的雙重作用下對心血管疾病的預防作用。以牛奶蛋白如濃縮乳清蛋白，酪蛋白酸鈉和乳糖發生反應製備美拉德反應產物，再經發酵得到的水解產物具有很強的DPPH自由基清除能力，其抗氧化活性遠遠高於未經任何處理的牛奶蛋白，而且發酵可以使美拉德反應產物的作用得到增強。同時，他們還驚喜地發現美拉德反應產物具有抗血栓形活性和抑制經甲基戊二酸單酞輔酶A還原酶（HMGR）活性。多項指標均表明，美拉德反應產物及其發酵水解液可以有效地降低心血管疾病的風險。這一結論將為美拉德反應產物用於預防心血管疾病的保健食品的開發提供了理論基礎。
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