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美拉德反應又稱為「非酶棕色化反應」，多數是指還原糖與胺基酸、蛋白質之間進行的複雜的過程。1912 年，Louis-Camille Maillard 發現了這個進程，1953年Hodge等把這個反應正式起名為Maillard(美拉德)反應。
美拉德過程基本可分為3個階段，即：初級階段、中間階段和終極階段。初級階段和中間反應涉及的反應物種類數少，反應路徑簡單，是目前美拉德反應研究中認識比較清楚的兩個反應階段，而美拉德高級反應階段，由於經過前面兩個階段的反應，導致大量的中間反應產物產生，這些化合物經過縮合和聚合反應，導致成色和成香化合物生成，產物較多，反應路徑較複雜，目前對於該反應階段的認識不夠深入，待進一步研究。
1、初級階段：該階段主要包含羰胺縮合和重排反應。在羰胺縮合階段，還原糖的半縮醛羥基與胺類物質的氨基進行縮合形成亞胺，進而生成席夫鹼(Schiff Base)，席夫鹼經環化生成N-替代糖基胺。隨後，糖基胺將進一步發生重排過程，通過1，2-烯醇化反應致使糖基胺羰基轉移，最終生成重排產物，醛糖胺的重排產物為Amadori 分子重排產物(ARPs)， 酮糖胺的重排產物為Heyenes重排產物 (HRPs)。
2、中間階段：該反應階段是風味物質的產生階段，主要包括三條反應路徑，分別是1，2-烯醇化反應，2，3-烯醇化反應以及Strecker 降解反應。美拉德中期階段生成的二羰基化合物與胺基酸發生降解反應，產生二氧化碳和相應的醛，該反應被稱為Strecker降解反應。
3、高級階段： 此階段相當複雜。主要包括醇醛縮合、醛氨聚合、環化反應等，在胺的催化下，醛酮發生羥醛縮合反應生成不含氮的聚合脫氫、重排、異構化等一系列反應也可生成類黑素。該反應過程伴隨著共軛體系的形成與增加。類黑素結構尚不明確，含氮量很少，其反應機理尚未明確，但鹼性條件下褐變加強。目前已知的結構組成有不飽和咪唑、吡嗪、吡咯、吡啶類的雜環等。
影響美拉德反應的因素重要的因素有參與底物糖類和氨基化合物，其次影響的因素還有溫度、時間、酸度、水分等等。
1、胺基酸的種類：不同的胺基酸具有不同的Strecker醛，氨和Strecker醛都是美拉德反應產生風味和色澤的重要中間體。參與反應的胺基酸不同，產生的風味也不同，Phe可生一種特殊的紫羅蘭香氣；半胱氨酸是產生肉類香氣的重要原料；His、Lys、Pro反應可產生烤麵包香味。
2、糖的種類：可以參與美拉德反應的糖類有單、雙糖，單糖反應產品比雙糖反應產品風味較好好，因此選擇單糖為反應底物，包括戊糖、己糖，其中戊糖有核糖、木糖、阿拉伯糖；己糖有葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖等。相關研究表明，單糖的反應活性一般取決於羰基的還原性，一般來說，反應活性戊糖>己糖>雙糖，而戊糖中核糖的反應活性最高，己糖中，反應活性為半乳糖>甘露糖>葡萄糖。葡萄糖和木糖因其價廉易得，且反應活性較強，常用作美拉德反應原料。
3、溫度和時間：溫度對美拉德進程影響作用大，大概在30攝氏度附近便可以發生。溫度升高，褐變速度加快。平均每高10攝氏度，反應速率提高大約3~5倍。
吳惠玲等研究得知溫度在100，時間2小時，甘氨酸和葡萄糖的褐變程度，如果改為溫度56攝氏度，則要求更久的時間才能達到同樣的效果。溫度不但影響反應的速率，並且影響底物密度以及它們的相互作用。
Chen等研究表明，溫度為45攝氏度的條件下，葡萄糖反應的速率比半乳糖大，褐色物質生成的更多，在60攝氏度的環境下，兩者的情況卻截然相反。
4、 pH值：美拉德反應中有很多酸鹼催化反應，因此，pH對其具有重要影響。當pH<2時，氨基處於質子狀態，對反應進行不利；當ph>8時，反應進行較快，但難以控制，氨基氮數量顯著減少，導致產品風味較差。研究證明，中性或弱鹼性條件下，得到產物具有較好的烤肉味與焦糖香味。多數反應基本隨pH的升高使得反應加快，前提條件是pH值在3~10之間。偏酸會抑制美拉德反應的發生，偏鹼性時會加快美拉德反應。pH還會影響美拉德產品的類型，在酸性環境下，含氮物的類別和含量都很低，可是易出現糖的異構和脫水，生成糠醛類物質。
5、水分：水是美拉德過程的重要溶劑，其可增進底物的流動性，對反應有利，另外，當水過多會起到稀釋效果，進而致使反應速度下降。一般來說aw在0.3~0.7之間，反應速率較快，大於或小於該界限，都會對反應有一定不利影響； 當在無水環境下，因為氨基和羧基化合物分子不能運動，所以褐變反應微乎其微。
另有報導高壓也會影響美拉德反應，壓力在100~800 MPa範圍內，隨著壓力越大，美拉德反應速度也越快。除上述因素外，金屬離子的存在對美拉德反應也有一定影響，如銅離子、鐵離子均可促進褐變反應，且三價鐵的催化能力要比二價鐵強。
感官評價是一種對產品品質分析的較為有效的方法。人工感官評定主要是通過嗅覺、視覺以及味覺對產品的風味特徵、強度等進行評價的方法。因為每個人的喜好、年齡、性別、感官敏銳度以及辨別能力、表達能力等的差異，對風味的分辨結果也會有較大差異，所以感官評價存在一些不確定因素。
按照檢驗和數據處理的不同，感官評定方法可分為4種：(1) 差別檢驗法：主要用於判斷兩個或兩個以上樣品之間是否存在明顯的差異；(2) 描述與剖析檢驗法：由感官評定負貴任對產品提供定性和定量描述的檢驗方法；(3)分類與排序檢驗法；(4)嗜好性評價與調查法。在實際應用中，四種方法經常相互結合使用，已達到理想的感官評定結果。
一種簡單描述法：選用5~8名經過培訓的感官評定員，對一樣品的風味特性進行定性描述，儘量完整的描述出樣品的風味特性。完成後，根據每一描述性詞彙的使用頻率得出評價結果。二是排序檢驗：選取7名感官評定員，在相同的條件下隨機提供3~7個待檢測樣品，根據檢驗的特性由強到弱排序。
抗氧化活性的實驗分兩種， 一種是通過動物實驗測體內氧化酶的活性來判斷是否有抗氧化活性：二是包含自由基的清除，還原力，鐵離子鰲合力等體外實驗方法。
據報導，美拉德反應產物(MRPs)不僅能使食物產生獨特的香氣以外，還有一定的抗氧化作用。
Hodge 和Risr發現MRPs能夠抑制植物油的氧化，減緩腐敗速率。雖說MRPs具有抗氧化性，但是人們往往更多的是關注美拉德反應帶來的風味，直到20世紀80年代，隨著抗氧化劑的危機出現，MRPs 的抗氧化效果再次得到重視。
美拉德產品(Maillard reaction products， MRPs)是沒有加入化學藥品而自身產生的物質，可以認為是天然無害的，因此MRPs可以替代食品產業上用的抗氧化劑，眾多學者紛紛主張製備MRPs添加到食品體系中或者採取熱處理工藝使食物自身形成MRPs，從而提高產品抗氧化穩定性。趙某明等研究了加熱草魚肽和木糖混合物的反應比加熱草魚肽的褐變水平更高，抗氧化性更強。並且延長熱反應時間，美拉德反應產品的抗氧化活性能更強。
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