Alanine and phenylalanine based model systems were utilized in this thesis to elucidate selected Maillard reaction pathways through isotope labelling, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Py-GC/MS) based techniques. The formation of glycosylamines from reducing sugars and amino acids is a well-known process in the initial phase of the Maillard reaction. They play a critical role in both the initiation and propagation stages, however, little attention has been paid so far on the ability of these imines to undergo isomerization and thus contribute to the diversity of Maillard reaction products. In this study, imine isomerization through 5-oxazolidinone formation was explored in phenylalanine and alanine sugar models systems. Spectroscopic evidence was provided for its formation by taking advantage of the strong carbonyl absorption band centered at 1784 cm-1 in the phenylalanine/glyceraldehyde and at 1778 cm-1 in phenylalanine/glycolaldehyde model system. The importance of 5-oxazolidinone formation lies in its ability to decarboxylate to azomethine ylide and subsequently form two isomeric imines, each capable of producing distinct Maillard reaction products. Evidence for the formation of such ylides was also provided through their ability to undergo 1,3-dipolar cycloaddition with dipolarophiles. Regarding the role of oxygen in the Maillard reaction, it was found that molecular oxygen can influence carbon-carbon bond cleavage through the formation and degradation of 1,2-dioxetane moieties generated from enol structures abundantly formed in the Maillard reaction from their corresponding ketones and aldehydes such as phenylacetaldehyde the Strecker aldehyde of phenylalanine and subsequently can be oxidized into benzaldehyde. Furthermore, the α-dicarbonyl compounds generated during the Maillard reaction play a significant role as precursors of important flavour-active / Cette thèse comporte une étude approfondie des routes réactionnelles de la réaction de Maillard dans des systèmes modèles à base d'alanine et de phénylalanine à l'aide de techniques basées sur les principes d'incorporation d'isotopes lourds avec la pyrolyse couplée à la chromatographie phase gazeuse et la spectrométrie de masse (Py-CG/SM) et ainsi que la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF). La formation des glycosylamines par des sucres réducteurs et des acides aminés est un processus bien connu dans la phase initiale de la réaction de Maillard. Ceux-ci jouent un rôle critique dans les étapes de déclenchement et de propagation. Cependant, peu d'attention est orientée vers la capacité de ces imines à subir l'isomérisation et de contribuer à la diversité des produits de la réaction de Maillard. Dans cette étude, l'isomérisation d'imine par la formation du 5-oxazolidinone fut explorée dans des systèmes modèles de phénylalanine/sucre et alanine/sucre. Les preuves spectroscopiques pour la formation du 5-oxazolidinone furent obtenues par la bande intense d'absorption carbonylique centrée à 1784 cm-1 dans le système modèle phénylalanine/glycéraldéhyde et à 1778 cm-1 dans le phénylalanine/glycolaldéhyde. L'importance de la formation du 5-oxazolidinone résulte dans sa capacité à se décarboxyler formant ainsi un ylide d'azomethine ayant l'habileté de produire deux imines isomériques, chacune capable de fabriquer des produits distincts de Maillard. De plus, la formation de tels ylides fut également démontrée par la réaction de leur groupement 1,3-dipolaire avec des dipolarophiles par cycloaddition. Parallèlement, une étude sur le rôle de l'oxygène dans la réaction Maillard, nous a permis de constater que l'oxygène moléculaire peut influencer la rupture des liens carbone-carbone par la formation et la dégradation du 1,2-dioxetane. Ceci dit, le 1,2-dio
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66729 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Chu, Fong Lam |
| Contributors | Varoujan Yaylayan (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Food Science and Agricultural Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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