Maillardin reaktiovaiheet ja Streckerin hajoaminen



Maillard-reaktio on nimi, joka annetaan aminohappojen ja pelkistävien sokerien välisille kemiallisille reaktioille, jotka hämärtävät ruokaa paahtamisen, paistamisen, paahtamisen ja paistamisen aikana. Ruskeat yhdisteet ovat vastuussa tuotteiden väristä ja aromista, kuten leivän kuoresta, paistettua naudanlihaa, ranskalaisia ​​perunoita ja paistettuja evästeitä.

Reaktio suosii lämpöä (lämpötilat välillä 140 - 165 ° C), vaikka se esiintyy myös pienemmällä nopeudella, huoneenlämpötilassa. Ranskan lääkäri ja kemisti Louis-Camille Maillard kuvailivat sitä vuonna 1912.

Tummuus tapahtuu ilman entsyymien toimintaa, samoin kuin karamelisaatiota; siksi molempia kutsutaan ei-entsymaattisen ruskistumisen reaktioksi. 

Kuitenkin ne eroavat toisistaan ​​siinä, että karamelisaation aikana vain hiilihydraatteja kuumennetaan, kun taas Maillard-reaktion tapahtuessa on myös oltava proteiineja tai aminohappoja..

indeksi

  • 1 Reaktion vaiheet
  • 2 Steckerin hajoaminen
  • 3 Reaktioon vaikuttavat tekijät
    • 3.1 Raaka-aineen aminohappojen ja hiilihydraattien luonne
    • 3.2 Lämpötila
    • 3.3 pH: n lisääminen lisää intensiteettiä
    • 3.4 Kosteus
    • 3.5 Metallien läsnäolo
  • 4 Negatiiviset vaikutukset
  • 5 Elintarvikkeet, joissa on Maillard-reaktion aistinvaraisia ​​ominaisuuksia
  • 6 Viitteet

Reaktion vaiheet

Vaikka kultaisen värin saavuttaminen elintarvikkeissa näyttää olevan helppoa kulinaaristen ruoanvalmistustekniikoiden avulla, Maillard-reaktioon liittyvä kemia on hyvin monimutkainen. Vuonna 1953 John Hodge julkaisi reaktiokaavion, joka on vielä yleisesti hyväksytty.

Ensimmäisessä vaiheessa pelkistävä sokeri, kuten glukoosi, kondensoidaan yhdisteen kanssa, joka sisältää vapaan aminoryhmän, kuten aminohapon, antamaan additio- tuotetta, joka transformoidaan N-substituoiduksi glykosyyliamiiniksi.

Amadori-uudelleenjärjestelyyn kutsutun molekulaarisen järjestelyn jälkeen saadaan tyypin 1-amino-deoksi-2-ketoosin (jota kutsutaan myös Amadori-yhdisteeksi) molekyyli..

Kun tämä yhdiste on muodostettu, kaksi reaktioreittiä ovat mahdollisia:

- Karbonyyliyhdisteissä, joissa ei ole typpeä, kuten asetoli, pyruvaldehydi, diatsetyyli, voi olla hajoaminen tai hajoaminen molekyyleissä..

- On mahdollista, että esiintyy voimakasta dehydraatiota, joka johtaa sellaisiin aineisiin kuin furfuraali ja dehydrofurfuraali. Nämä aineet tuotetaan kuumentamalla ja hajottamalla hiilihydraatteja. Joillakin on hieman katkera maku ja tuoksunut sokeri.

Steckerin hajoaminen

On olemassa kolmas reaktiotapa: Streckerin hajoaminen. Tämä koostuu kohtalaisesta dehydraatiosta, joka tuottaa pelkistäviä aineita.

Kun nämä aineet reagoivat muuttumattomien aminohappojen kanssa, ne transformoidaan aldehydeiksi, jotka ovat tyypillisiä kyseessä oleville aminohapoille. Tämä reaktio tuottaa tuotteita, kuten pyratsiinia, joka antaa perunan siruille tyypillisen aromin.

Kun aminohappo puuttuu näihin prosesseihin, molekyyli häviää ravitsemuksellisesta näkökulmasta. Tämä on erityisen tärkeää olennaisten aminohappojen, kuten lysiinin, tapauksessa.

Tekijät, jotka vaikuttavat reaktioon

Raaka-aineen aminohappojen ja hiilihydraattien luonne

Vapaassa tilassa lähes kaikilla aminohapoilla on yhtenäinen käyttäytyminen. On kuitenkin osoitettu, että polypeptidiketjuun sisältyvien aminohappojen joukossa perusaineet, erityisesti lysiini, ovat korkealla reaktiivisuudella.

Reaktioon osallistuvan aminohapon tyyppi määrittää tuloksena olevan maun. Sokerien on oltava pelkistäviä (eli niissä täytyy olla vapaa karbonyyliryhmä ja reagoida elektronidonoreina).

Hiilihydraateissa on havaittu, että pentoosit ovat reaktiivisempia kuin heksoosit. Toisin sanoen glukoosi on vähemmän reaktiivinen kuin fruktoosi ja puolestaan ​​kuin mannoosi. Nämä kolme heksoosia ovat vähiten reaktiivisia; jota seuraa pentoosi, arabinoosi, ksyloosi ja riboosi reagoivuuden kasvavassa järjestyksessä. 

Disakkaridit, kuten laktoosi tai maltoosi, ovat vielä vähemmän reaktiivisia kuin heksoosit. Sakkaroosi, koska sillä ei ole vapaata pelkistävää funktiota, ei vaikuta reaktioon; se tapahtuu vain, jos se on läsnä happamassa elintarvikkeessa ja hydrolysoidaan sitten glukoosissa ja fruktoosissa.

lämpötila

Reaktio voi kehittyä säilytyksen aikana huoneenlämpötilassa. Tästä syystä katsotaan, että lämpö ei ole välttämätön edellytys sen syntymiselle; Korkeat lämpötilat kuitenkin kiihdyttävät sitä.

Tästä syystä reaktio tapahtuu erityisesti ruoanlaitto-, pastörointi-, sterilointi- ja kuivausoperaatioissa.

PH: ta nostettaessa intensiteetti kasvaa

Jos pH nousee, niin myös reaktion intensiteetti. Kuitenkin pH 6 ja 8 välillä pidetään edullisimpana.

PH: n lasku mahdollistaa lieventämisen ruskistumisen aikana kuivumisen aikana, mutta muuttaa epäedullisesti aistinvaraisia ​​ominaisuuksia.

kosteus

Maillard-reaktion nopeus on korkeintaan 0,55 - 0,75 veden aktiivisuuden suhteen. Näin ollen kuivatut elintarvikkeet ovat kaikkein vakaimpia, edellyttäen, että ne ovat suojattuja kosteudelta ja kohtuullisessa lämpötilassa.

Metallien läsnäolo

Jotkut metalliset kationit katalysoivat sitä, kuten Cu+2 ja usko+3. Toiset kuten Mn+2 ja Sn+2 estävät reaktion.

Negatiiviset vaikutukset

Vaikka reaktiota pidetään yleensä toivottavana kypsennyksen aikana, se on haitallinen ravitsemuksellisesta näkökulmasta. Jos elintarvikkeita, joilla on alhainen vesipitoisuus ja pelkistävät sokerit ja proteiinit (kuten viljat tai maitojauhe), kuumennetaan, Maillard-reaktio johtaa aminohappojen häviämiseen.

Reaktiivisimmat vähenevässä järjestyksessä ovat lysiini, arginiini, tryptofaani ja histidiini. Näissä tapauksissa on tärkeää hidastaa reaktion alkamista. Arginiinia lukuun ottamatta muut kolme ovat välttämättömiä aminohappoja; toisin sanoen ne on annettava ruokinnan kautta.

Jos suuri määrä proteiinin aminohappoja havaitaan sitoutuneena sokeritähteisiin Maillard-reaktion seurauksena, elin ei voi käyttää aminohappoja. Suolen proteolyyttiset entsyymit eivät voi hydrolysoida niitä.

Toinen haittapuoli on se, että korkeissa lämpötiloissa voidaan muodostaa mahdollisesti karsinogeeninen aine, kuten akryyliamidi.

Ruoka, jossa on Maillard-reaktion aistinvaraisia ​​ominaisuuksia

Melanoidiinien pitoisuudesta riippuen väri voi muuttua keltaisesta ruskeaan tai jopa mustaan ​​seuraavissa elintarvikkeissa:

- Paahdettua lihaa.

- Paistettua sipulia.

- Paahdettu kahvi ja kaakao.

- Leivonnaiset, kuten leipä, evästeet ja kakut.

- Perunalastut.

- Mallasviski tai olut.

- Jauhettu tai tiivistetty maito.

- Dulce de leche.

- Paahdetut maapähkinät.

viittaukset

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. ja Vidal Carou, M. (1990). Elintarvikkeiden biokemia.
  2. Ames, J. (1998). Maillard-reaktion sovellukset elintarviketeollisuudessa. Elintarvikekemia.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. ja Desnuelle, P. (1992). Johdanto à la biochimie et à la Technie des aliments.
  4. Helmenstine A.M. "Maillard-reaktio: Elintarvikkeiden ruskistumisen kemestry" (kesäkuu 2017): ThoughtCo: Science. Haettu 22. maaliskuuta 2018 Thought.Co: thinkco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Elintarvikkeiden valvonta ja hygienia.
  6. Maillard-reaktio. (2018) Haettu 22. maaliskuuta 2018 Wikipediasta
  7. Tamanna, N. ja Mahmood, N. (2015). Elintarviketeollisuus ja Maillard-reaktiotuotteet: Vaikutus ihmisten terveyteen ja ravitsemukseen. International Journal of Food Science.