MAILLARD-REAKTION: FASER OG STRECKER-NEDBRYDNING - KEMI - 2025

The Maillard-reaktionen er navnet på en kemisk reaktion mellem aminosyrer og reducerende sukkerarter som bliver mørkere fødevarer under stegning, bagning, stegning og stegning. Brune forbindelser dannes med ansvar for farven og aromaen i produkter som brødskorpe, stegt kød, pommes frites og bagte småkager.

Reaktionen favoriseres af varme (temperaturer mellem 140 til 165 ˚C), skønt den også forekommer i en langsommere hastighed ved stuetemperatur. Det var den franske læge og kemiker Louis-Camille Maillard, der beskrev det i 1912.

Mørkning forekommer uden virkning af enzymer såvel som karamellisering; af denne grund kaldes begge ikke-enzymatiske brunfaringsreaktioner.

De adskiller sig imidlertid ved, at kun kulhydrater opvarmes under karamellisering, mens proteiner eller aminosyrer også skal være til stede for at Maillard-reaktionen skal forekomme.

Faser af reaktionen

Selvom det kan synes let at opnå madens gyldne farve gennem kulinariske madlavningsteknikker, er den kemi, der er involveret i Maillard-reaktionen, meget kompleks. I 1953 offentliggjorde John Hodge reaktionsplanen, som stadig er almindeligt accepteret.

I et første trin kondenseres et reducerende sukker, såsom glukose, med en forbindelse, der indeholder en fri aminogruppe, såsom en aminosyre, for at give et additionsprodukt, der omdannes til en N-substitueret glycosylamin.

Efter et molekylarrangement kaldet Amadori-omarrangement opnås et molekyle af typen 1-amino-deoxy-2-ketose (også kaldet Amadoris forbindelse).

Når denne forbindelse er dannet, er to reaktionsveje mulige:

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

- Det er muligt, at der forekommer en intens dehydrering, der giver anledning til stoffer som furfural og dehydrofurfural. Disse stoffer produceres ved opvarmning og nedbrydning af kulhydrater. Nogle har en svag bitter smag og brændt sukkeraroma.

Stecker nedbrydning

Der er en tredje reaktionsvej: Strecker-nedbrydning. Dette består af en moderat dehydrering, der genererer reducerende stoffer.

Når disse stoffer reagerer med uændrede aminosyrer, omdannes de til typiske aldehyder af de involverede aminosyrer. Ved denne reaktion dannes produkter såsom pyrazin, hvilket giver kartoffelchips den karakteristiske aroma.

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

Faktorer, der påvirker reaktionen

Arten af ​​aminosyrerne og kulhydraterne i råmaterialet

I fri tilstand har næsten alle aminosyrer en ensartet opførsel. Det har imidlertid vist sig, at blandt de aminosyrer, der er inkluderet i polypeptidkæden, viser de basiske, især lysin, stor reaktivitet.

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

I kulhydrater har pentoser vist sig at være mere reaktive end hexoser. Det vil sige, glukose er mindre reaktiv end fruktose og til gengæld end mannose. Disse tre hexoser er blandt de mindst reaktive; Det efterfølges af pentose, arabinose, xylose og ribose i stigende rækkefølge af reaktivitet.

Disaccharider, såsom lactose eller maltose, er endnu mindre reaktive end hexoser. Sukrose, fordi den ikke har en frit reducerende funktion, griber ikke ind i reaktionen; Det gør det kun, hvis det er til stede i en sur mad og derefter hydrolyseres til glukose og fruktose.

Temperatur

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

Af denne grund forekommer reaktionen først og fremmest ved tilberedning, pasteurisering, sterilisering og dehydrering.

Ved at øge pH-værdien øges intensiteten

Hvis pH stiger, gør intensiteten af ​​reaktionen det også. Imidlertid betragtes pH mellem 6 og 8 som den mest fordelagtige.

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

Fugtighed

Hastigheden for Maillard-reaktionen har et maksimum på mellem 0,55 og 0,75 med hensyn til vandaktivitet. Af denne grund er dehydrerede fødevarer de mest stabile, så længe de opbevares væk fra fugt og ved en moderat temperatur.

Tilstedeværelse af metaller

Nogle metalkationer katalyserer det, såsom Cu ⁺² og Fe ⁺³. Andre som Mn ⁺² og Sn ⁺² hæmmer reaktionen.

Negative effekter

Selvom reaktionen generelt betragtes som ønskelig under tilberedning, har den en ulempe fra et ernæringsmæssigt synspunkt. Hvis fødevarer med lavt vandindhold og tilstedeværelse af reducerende sukkerarter og proteiner (som korn eller pulvermælk) opvarmes, vil Maillard-reaktionen føre til tab af aminosyrer.

De mest reaktive i faldende rækkefølge er lysin, arginin, tryptophan og histidin. I disse tilfælde er det vigtigt at forsinke reaktionens optræden. Bortset fra arginin er de andre tre essentielle aminosyrer; de skal leveres af mad.

Hvis der findes et stort antal aminosyrer i et protein knyttet til sukkerrester som et resultat af Maillard-reaktionen, kan aminosyrerne ikke bruges af kroppen. De proteolytiske enzymer i tarmen kan ikke hydrolysere dem.

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

Mad med organoleptiske egenskaber produkt fra Maillard-reaktionen

Afhængig af koncentrationen af ​​melanoidiner kan farven ændre sig fra gul til brun eller endda sort i følgende fødevarer:

- Stege.

- Stegt løg.

- Kaffe og ristet kakao.

- Bagværk som brød, småkager og kager.

- Chips.

- Malt whisky eller øl.

- Pulveriseret eller kondenseret mælk.

- Karamel.

- Ristede jordnødder.

Referencer

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. og Vidal Carou, M. (1990). Fødevers biokemi.
2. Ames, J. (1998). Anvendelser af Maillard-reaktionen i fødevareindustrien. Madkemi.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. og Desnuelle, P. (1992). Introduktion à la biochimie et à la technologie des alimentants.
4. Helmenstine AM "Maillard-reaktionen: Chemestry of food browning" (juni 2017) i: ThoughtCo: Science. Hentet den 22. marts 2018 fra Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Madkontrol og hygiejne.
6. Maillard-reaktion. (2018) Hentet den 22. marts 2018 fra Wikipedia
7. Tamanna, N. og Mahmood, N. (2015). Produkter til fødevarebehandling og Maillard-reaktion: Effekt på menneskers sundhed og ernæring. International Journal of Food Science.