MAILLARD-REAKTION: FASER OCH STRECKER NEDBRYTNING - KEMI - 2025

Den Maillard-reaktionen är det namn som ges till en kemisk reaktion mellan aminosyror och reducerande socker som mörknar livsmedel under stekning, bakning, stekning och fritering. Bruna föreningar bildas som ansvarar för färgen och aromen i produkter som brödskorpa, stekt kött, pommes frites och bakade kakor.

Reaktionen gynnas av värme (temperaturer mellan 140 till 165 ° C), även om den också sker i en långsammare hastighet, vid rumstemperatur. Det var den franska läkaren och kemisten Louis-Camille Maillard som beskrev det 1912.

Mörkningen sker utan enzymer och karamellisering; av denna anledning kallas båda icke-enzymatiska brunningsreaktioner.

De skiljer sig emellertid av att endast kolhydrater värms upp under karamellisering, medan för Maillard-reaktionen ska inträffa måste proteiner eller aminosyror också vara närvarande.

Faser av reaktionen

Även om det kan verka lätt att uppnå matens gyllene färg genom kulinariska matlagningstekniker, är den kemi som är involverad i Maillard-reaktionen mycket komplex. 1953 publicerade John Hodge reaktionsschemat som fortfarande är allmänt accepterat.

I ett första steg kondenseras ett reducerande socker såsom glukos med en förening innehållande en fri aminogrupp, såsom en aminosyra, för att ge en tillsatsprodukt som omvandlas till en N-substituerad glykosylamin.

Efter ett molekylarrangemang som kallas Amadori-omarrangemang erhålles en molekyl av typen 1-amino-deoxi-2-ketos (även kallad Amadoris förening).

När denna förening har bildats är två reaktionsvägar möjliga:

- Det kan vara en klyvning eller nedbrytning av molekyler i karbonylföreningar som saknar kväve, såsom acetol, pyruvaldehyd, diacetyl.

- Det är möjligt att en intensiv dehydrering uppstår som ger upphov till ämnen som furfural och dehydrofurfural. Dessa ämnen produceras genom uppvärmning och sönderdelning av kolhydrater. Vissa har en svag bitter smak och bränd sockeraroma.

Stecker nedbrytning

Det finns en tredje reaktionsväg: Strecker degradering. Detta består av en måttlig dehydrering som genererar reducerande ämnen.

När dessa ämnen reagerar med oförändrade aminosyror förvandlas de till typiska aldehyder av de involverade aminosyrorna. Genom denna reaktion bildas produkter såsom pyrazin, vilket ger den karakteristiska aromen till potatischips.

När en aminosyra ingriper i dessa processer förloras molekylen ur näringssynpunkt. Detta är särskilt viktigt när det gäller essentiella aminosyror, såsom lysin.

Faktorer som påverkar reaktionen

Arten av aminosyror och kolhydrater i råvaran

I det fria tillståndet har nästan alla aminosyror ett enhetligt beteende. Det har emellertid visats att bland de aminosyror som ingår i polypeptidkedjan, visar de grundläggande, speciellt lysin, stor reaktivitet.

Den typ av aminosyra som är involverad i reaktionen bestämmer den resulterande smaken. Sockerarter måste minska (det vill säga de måste ha en fri karbonylgrupp och reagera som elektrondonatorer).

I kolhydrater har pentos visat sig vara mer reaktiva än hexoser. Det vill säga glukos är mindre reaktiv än fruktos och i sin tur än mannos. Dessa tre hexoser är bland de minst reaktiva; Det följs av pentos, arabinos, xylos och ribos i ökande reaktionsordning.

Disackarider, såsom laktos eller maltos, är ännu mindre reaktiva än hexoser. Sackaros, eftersom den inte har en fri reducerande funktion, ingriper inte i reaktionen; Det gör det bara om det finns i ett surt livsmedel och sedan hydrolyseras till glukos och fruktos.

Temperatur

Reaktionen kan utvecklas under lagring vid rumstemperatur. Av detta skäl anses det att värme inte är ett oundgängligt villkor för att det ska uppstå; höga temperaturer påskyndar det dock.

Av denna anledning inträffar reaktionen framför allt vid kokning, pastörisering, sterilisering och dehydratisering.

Genom att öka pH-värdet ökar intensiteten

Om pH stiger, ökar också reaktionens intensitet. PH-värdet mellan 6 och 8 anses emellertid vara det mest fördelaktiga.

En minskning av pH gör det möjligt att dämpa brunning under uttorkning, men ändrar ofördelaktigt de organoleptiska egenskaperna.

Fuktighet

Hastigheten för Maillard-reaktionen har maximalt mellan 0,55 och 0,75 i termer av vattenaktivitet. Av denna anledning är dehydratiserade livsmedel de mest stabila, så länge de lagras borta från fukt och vid en måttlig temperatur.

Närvaro av metaller

Vissa metallkatjoner katalyserar det, såsom Cu ⁺² och Fe ⁺³ . Andra som Mn ⁺² och Sn ⁺² hämmar reaktionen.

Negativa effekter

Även om reaktionen allmänt anses vara önskvärd under tillagningen har den en nackdel ur näringssynpunkt. Om livsmedel med lågt vatteninnehåll och närvaro av reducerande sockerarter och proteiner (som spannmål eller pulvermjölk) värms upp, kommer Maillard-reaktionen att leda till förlust av aminosyror.

De mest reaktiva i minskande ordning är lysin, arginin, tryptofan och histidin. I dessa fall är det viktigt att försena uppkomsten av reaktionen. Förutom arginin är de andra tre essentiella aminosyror; de måste tillhandahållas av mat.

Om ett stort antal aminosyror i ett protein hittas bundna till sockerrester som ett resultat av Maillard-reaktionen, kan inte aminosyrorna användas av kroppen. De proteolytiska enzymerna i tarmen kommer inte att kunna hydrolysera dem.

En annan nackdel som noteras är att vid höga temperaturer kan en potentiellt cancerframkallande substans såsom akrylamid bildas.

Livsmedel med organoleptiska egenskaper produkt från Maillard-reaktionen

Beroende på koncentrationen av melanoidiner kan färgen ändras från gul till brun eller till och med svart i följande livsmedel:

- Stek.

- Stekt lök.

- Kaffe och rostad kakao.

- Bakverk som bröd, kakor och kakor.

- Chips.

- Malt whisky eller öl.

- Pulveriserad eller kondenserad mjölk.

- Karamell.

- Rostade jordnötter.

referenser

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. och Vidal Carou, M. (1990). Livsmedelsbiokemi.
2. Ames, J. (1998). Tillämpningar av Maillard-reaktionen inom livsmedelsindustrin. Matkemi.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. och 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. Hämtad den 22 mars 2018 från Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Matkontroll och hygien.
6. Maillard-reaktion. (2018) Hämtad den 22 mars 2018 från Wikipedia
7. Tamanna, N. och Mahmood, N. (2015). Livsmedelsbearbetning och Maillard-reaktionsprodukter: Effekt på människors hälsa och näring. International Journal of Food Science.