Reacția Maillard: Etapele și degradarea lui Strecker

Reacția Maillard este numele dat reacțiilor chimice dintre aminoacizi și zaharurile reducătoare care ascund mâncarea în timpul prăjirii, coacere, prăjire și prăjire. Compușii bruni sunt formați responsabili pentru culoarea și aroma produselor cum ar fi crusta de pâine, carnea de vită friptă, cartofii prăjiți și biscuiții coapte.

Reacția este favorizată de căldură (temperaturi între 140 și 165 ˚C), deși are loc și la o viteză mai mică, la temperatura camerei. A fost medicul și chimistul francez Louis-Camille Maillard care la descris în 1912.

Întunecarea are loc fără acțiunea enzimelor, precum și caramelizarea; prin urmare, ambele se numesc reacții de rumenire neenzimatică.

Cu toate acestea, ele diferă prin faptul că în caramelizare se încălzesc numai carbohidrații, în timp ce pentru proteine sau Maillard trebuie să existe și proteine sau aminoacizi.

Fazele reacției

Deși pare ușor de realizat culoarea aurie în alimente prin tehnici culinare de gătit, chimia implicată în reacția Maillard este foarte complexă. În 1953, John Hodge a publicat schema reacției care este încă admisă într-un mod general.

Într-o primă etapă, un zahar reducător cum ar fi glucoza este condensat cu un compus care conține o grupare amino liberă, cum ar fi un aminoacid, pentru a da un produs de adiție care este transformat într-o glicozilamină N-substituită.

După un aranjament molecular numit rearanjare Amadori, se obține o moleculă de tip 1-amino-deoxi-2-cetoză (cunoscută și ca compusul Amadori).

După formarea acestui compus, sunt posibile două căi de reacție:

- Este posibil să existe o ruptură sau rupere a moleculelor în compușii carbonilici lipsiți de azot, cum ar fi acetolul, piruvaldehida, diacetilul.

- Este posibil să apară o deshidratare intensă care generează substanțe cum ar fi furfural și dehidrofurfural. Aceste substanțe sunt produse prin încălzirea și descompunerea carbohidraților. Unele au un gust ușor amar și aromă de zahăr ars.

Degradarea steckerului

Există oa treia modalitate de reacție: degradarea lui Strecker. Aceasta constă într-o deshidratare moderată care generează substanțe reducătoare.

Când aceste substanțe reacționează cu aminoacizii nemodificați, aceștia sunt transformați în aldehide tipice aminoacizilor implicați. Prin această reacție se formează produse cum ar fi pirazina, care dă aroma caracteristică chipsurilor de cartof.

Când un aminoacid intervine în aceste procese, molecula este pierdută din punct de vedere nutrițional. Acest lucru este deosebit de important în cazul aminoacizilor esențiali, cum ar fi lizina.

Factorii care influențează reacția

Natura aminoacizilor și carbohidraților materiei prime

În stare liberă, aproape toți aminoacizii au un comportament uniform. Totuși, s-a arătat că printre aminoacizii incluși în lanțul polipeptidic, cei de bază - în special lizina - prezintă o reactivitate ridicată.

Tipul de aminoacid implicat în reacție determină gustul rezultat. Zaharurile trebuie să fie reductive (adică trebuie să aibă o grupare carbonil liberă și să reacționeze ca donori de electroni).

În carbohidrați sa constatat că pentozele sunt mai reactive decât hexozele. Adică, glucoza este mai puțin reactivă decât fructoza și, la rândul ei, decât manoza. Aceste trei hexoze sunt printre cele mai puțin reactive; urmată de pentoză, arabinoză, xiloză și riboză, în ordinea crescătoare a reactivității.

Disacaridele, cum ar fi lactoza sau maltoza, sunt chiar mai puțin reactive decât hexozele. Zaharoza, deoarece nu are o funcție de reducere liberă, nu intervine în reacție; aceasta se face numai dacă este prezentă într-o hrană acidă și apoi este hidrolizată în glucoză și fructoză.

temperatură

Reacția poate să apară în timpul depozitării la temperatura camerei. Din acest motiv se consideră că căldura nu este o condiție indispensabilă pentru ca aceasta să apară; totuși, temperaturile ridicate o accelerează.

Din acest motiv, reacția apare în principal în operațiile de gătit, pasteurizare, sterilizare și deshidratare.

Atunci când crește pH-ul, intensitatea crește

Dacă pH-ul crește, la fel și intensitatea reacției. Cu toate acestea, pH-ul între 6 și 8 este considerat cel mai favorabil.

O scădere a pH-ului face posibilă atenuarea browning-ului în timpul deshidratării, dar modifică în mod nefavorabil caracteristicile organoleptice.

umiditate

Viteza reacției Maillard prezintă un maxim între 0, 55 și 0, 75 în ceea ce privește activitatea apei. Prin urmare, alimentele deshidratate sunt cele mai stabile, cu condiția ca acestea să fie ținute departe de umiditate și la o temperatură moderată.

Prezența metalelor

Unii cationi metalici îl catalizează, cum ar fi Cu + 2 și Fe + 3. Altele cum ar fi Mn + 2 și Sn + 2 inhibă reacția.

Efecte negative

Deși reacția este în general considerată de dorit în timpul gătitului, aceasta prezintă un dezavantaj din punct de vedere nutrițional. Dacă sunt încălzite alimentele cu un conținut scăzut de apă și prezența zaharurilor și proteinelor reducătoare (cum ar fi cerealele sau laptele praf), reacția Maillard va duce la pierderea aminoacizilor.

Cele mai reactive în ordine descrescătoare sunt lizina, arginina, triptofanul și histidina. În aceste cazuri, este importantă întârzierea debutului reacției. Cu excepția argininei, ceilalți trei sunt aminoacizi esențiali; adică, ele trebuie să fie contribuite prin hrănire.

Dacă un număr mare de aminoacizi ai unei proteine se găsesc legați de reziduurile de zahăr ca rezultat al reacției Maillard, aminoacizii nu pot fi utilizați de către organism. Enzimele proteolitice ale intestinului nu le pot hidroliza.

Un alt dezavantaj menționat este că, la temperaturi ridicate, se poate forma o substanță potențial carcinogenă cum ar fi acrilamida.