Maillard-reaktionsfaser og nedbrydning af Strecker

den Maillard reaktion er navnet givet til kemiske reaktioner mellem aminosyrer og reducerende sukkerarter, der dækker mad under stegning, bagning, stegning og stegning. Brune forbindelser dannes ansvarlig for farve og aroma af produkter som brødskorpen, roastbiff, pommes frites og bagte kager.

Reaktionen foretrækkes af varmen (temperaturer mellem 140 og 165 ° C), selv om den også forekommer ved lavere hastighed ved stuetemperatur. Det var den franske læge og kemiker Louis-Camille Maillard, der beskrev det i 1912.

Mørkning sker uden virkningen af ​​enzymer såvel som karamelisering; derfor kaldes begge to reaktioner af ikke-enzymatisk brunning. 

Imidlertid adskiller de sig ved, at kun kulhydrater i karamelisering opvarmes, mens der for Maillard-reaktionen skal forekomme, skal proteiner eller aminosyrer også være til stede..

indeks

• 1 reaktionsfaser
• 2 Stecker nedbrydning
• 3 Faktorer der påvirker reaktionen
  • 3.1 Naturen af ​​aminosyrerne og kulhydraterne af råmaterialet
  • 3.2 Temperatur
  • 3.3 Forøgelse af pH øger intensiteten
  • 3.4 Fugtighed
  • 3.5 Tilstedeværelse af metaller
• 4 Negative effekter
• 5 fødevarer med organoleptiske egenskaber produkt af Maillard reaktionen
• 6 referencer

Reaktionens faser

Selvom det er let at opnå den gyldne farve i fødevarer ved kulinariske madlavningsteknikker, er kemi involveret i Maillard-reaktionen meget kompleks. I 1953 offentliggjorde John Hodge reaktionsplanen, der stadig er optaget på en generel måde.

I et første trin kondenseres et reducerende sukker, såsom glucose, med en forbindelse indeholdende en fri aminogruppe, såsom en aminosyre, for at give en additionsprodukt, som transformeres til en N-substitueret glycosylamin.

Efter et molekylært arrangement kaldet Amadori-omlejring opnås et molekyle af type 1-amino-deoxy-2-ketose (også kaldet Amadori-forbindelse).

Når først denne forbindelse er dannet, er to reaktionsruter mulige:

- Der kan være spaltning eller nedbrydning af molekyler i carbonylforbindelser, der mangler i nitrogen, såsom acetol, pyruvaldehyd, diacetyl.

- Det er muligt, at der opstår en kraftig dehydrering, der giver anledning til stoffer som furfural og dehydrofurfural. Disse stoffer fremstilles ved opvarmning og nedbrydning af kulhydrater. Nogle har en lille bitter smag og duft af brændt sukker.

Stecker nedbrydning

Der er en tredje reaktionsmetode: nedbrydning af Strecker. Dette består af en moderat dehydrering, som genererer reducerende stoffer.

Når disse stoffer reagerer med de uændrede aminosyrer, transformeres de til aldehyder, der er typiske for de involverede aminosyrer. Denne reaktion producerer produkter såsom pyrazin, hvilket giver den karakteristiske aroma til kartoffelchips.

Når en aminosyre intervenerer i disse processer, går molekylet tabt ud fra et ernæringsmæssigt synspunkt. Dette er især vigtigt i tilfælde af essentielle aminosyrer, såsom lysin.

Faktorer der påvirker reaktionen

Naturen af ​​aminosyrerne og kulhydraterne af råmaterialet

I fri tilstand har næsten alle aminosyrer en ensartet adfærd. Det har imidlertid vist sig, at blandt de aminosyrer, der indgår i polypeptidkæden, frembyder de basale - især lysin - en høj reaktivitet.

Den type aminosyre, der er involveret i reaktionen, bestemmer den resulterende smag. Sukkerne skal være reduktive (det vil sige, de skal have en fri carbonylgruppe og reagere som elektrondonorer).

I kulhydrater er det blevet fundet, at pentoser er mere reaktive end hexoser. Det vil sige, glukose er mindre reaktiv end fructose og i sin tur end mannose. Disse tre hexoser er blandt de mindst reaktive; efterfulgt af pentose, arabinose, xylose og ribose, i stigende rækkefølge af reaktivitet. 

Disaccharider, såsom lactose eller maltose, er endnu mindre reaktive end hexoser. Saccharose, fordi den ikke har en fri reduktionsfunktion, intervenerer ikke i reaktionen; det gør kun det, hvis det er til stede i en sur mad og derefter hydrolyseres i glucose og fructose.

temperatur

Reaktionen kan udvikles under opbevaring ved stuetemperatur. Af denne grund anses det, at varme ikke er en uundværlig betingelse for at det kan forekomme; Høje temperaturer accelererer dog.

Af denne grund forekommer reaktionen især i madlavning, pasteurisering, sterilisering og dehydreringsoperationer.

Når pH øges, øges intensiteten

Hvis pH stiger, gør det også reaktionens intensitet. Imidlertid betragtes pH mellem 6 og 8 som den mest gunstige.

Et fald i pH gør det muligt at dæmpe bruden under dehydrering, men ændrer ugunstigt de organoleptiske egenskaber.

fugtighed

Hastigheden af ​​Maillard-reaktionen udgør højst mellem 0,55 og 0,75 i form af vandaktivitet. Derfor er dehydrerede fødevarer mest stabile, forudsat at de er beskyttet mod fugtighed og ved moderat temperatur.

Tilstedeværelse af metaller

Nogle metalliske kationer katalyserer det, såsom Cu⁺² og tro⁺³. Andre som Mn⁺² og Sn⁺² hæmmer reaktionen.

Negative effekter

Skønt reaktionen generelt betragtes som ønskelig under tilberedningen, udgør den en ulempe ud fra et ernæringsmæssigt synspunkt. Hvis fødevarer med lavt vandindhold og tilstedeværelsen af ​​reducerende sukkerarter og proteiner (såsom korn eller mælkepulver) opvarmes, vil Maillard-reaktionen føre til tab af aminosyrer.

Den mest reaktive i faldende rækkefølge er lysin, arginin, tryptophan og histidin. I disse tilfælde er det vigtigt at forsinke reaktionens begyndelse. Med undtagelse af arginin er de andre tre essentielle aminosyrer; det vil sige, de skal bidrage af fodringen.

Hvis et stort antal aminosyrer af et protein findes bundet til sukkerrester som følge af Maillard-reaktionen, kan aminosyrer ikke anvendes af kroppen. Tarmens proteolytiske enzymer kan ikke hydrolyse dem.

En anden ulempe bemærkes, at ved høje temperaturer kan der dannes et potentielt kræftfremkaldende stof, såsom acrylamid.

Fødevarer med organoleptiske egenskaber produkt af Maillard reaktionen

Afhængig af koncentrationen af ​​melanoidiner kan farven ændres fra gul til brun eller endog sort i følgende fødevarer:

- Brændt kød.

- Fried løg.

- Brændt kaffe og kakao.

- Bagt varer som brød, kager og kager.

- Kartoffelchips.

- Malt whisky eller øl.

- Pulveriseret eller kondenseret mælk.

- Dulce de leche.

- Brændte jordnødder.

referencer

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. og Vidal Carou, M. (1990). Fødevarebiokemi.
2. Ames, J. (1998). Anvendelser af Maillard-reaktionen i fødevareindustrien. Fødevarekemi.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. og Desnuelle, P. (1992). Introduktion til biokemi og teknologi.
4. Helmenstine A.M. "Maillard-reaktionen: Kemisk fremstilling af madbrune" (juni 2017) i: ThoughtCo: Science. Hentet den 22. marts 2018 fra Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Fødevarekontrol og hygiejne.
6. Maillard reaktion. (2018) Hentet den 22. marts 2018, fra Wikipedia
7. Tamanna, N. og Mahmood, N. (2015). Food Processing og Maillard Reaction Products: Effekt på menneskers sundhed og ernæring. International Journal of Food Science.