Maillardi reaktsioonifaasid ja Streckeri lagunemine



The Maillardi reaktsioon on nimetus, mis on antud aminohapete ja redutseerivate suhkrute vahel keemilistele reaktsioonidele, mis varjavad toitu röstimise, küpsetamise, röstimise ja praadimise ajal. Pruunid ühendid vastutavad selliste toodete värvi ja aroomi eest nagu leivakoor, röstitud veiseliha, friikartulid ja küpsetatud küpsised.

Reaktsiooni soodustab soojus (temperatuur vahemikus 140 kuni 165 ° C), kuigi see toimub ka madalamal kiirusel toatemperatuuril. 1912. aastal kirjeldas seda prantsuse arst ja keemik Louis-Camille Maillard.

Tumenemine toimub ilma ensüümide toimeta, samuti karamelliseerumine; seetõttu nimetatakse mõlemaid mitte-ensümaatilise pruunistamise reaktsioone. 

Siiski erinevad need selles, et karameliseerimisel kuumutatakse ainult süsivesikuid, samas kui Maillardi reaktsiooni tekkimiseks peavad olema ka valgud või aminohapped..

Indeks

  • 1 Reaktsiooni faasid
  • 2 Steckeri lagunemine
  • 3 Reaktsiooni mõjutavad tegurid
    • 3.1 Tooraine aminohapete ja süsivesikute olemus
    • 3.2 Temperatuur
    • 3.3 pH suurendamine suurendab intensiivsust
    • 3.4 Niiskus
    • 3.5 Metallide olemasolu
  • 4 Negatiivsed mõjud
  • 5 Maillardi reaktsiooni organoleptiliste omadustega toode
  • 6 Viited

Reaktsiooni faasid

Ehkki kulinaarse toiduvalmistamise meetodite abil tundub lihtne saavutada kuldne värvus, on Maillardi reaktsioonis osalenud keemia väga keeruline. 1953. aastal avaldas John Hodge selle reaktsiooni skeemi, mida ikka veel üldiselt lubatakse.

Esimeses etapis kondenseeritakse redutseeriv suhkur, näiteks glükoos, ühendiga, mis sisaldab vaba aminorühma, nagu aminohape, et saada täiendav produkt, mis transformeeritakse N-asendatud glükosüülamiiniks.

Pärast molekulaarset järjestust, mida nimetatakse Amadori ümberkorraldamiseks, saadakse 1-amino-deoksü-2-ketoosi (mida nimetatakse ka Amadori ühendiks) molekul..

Kui see ühend on moodustunud, on kaks reaktsiooni:

- Karbonüülühendites, millel puudub lämmastik, võib esineda lõhustumine või lagunemine, näiteks atsetool, püruvaldehüüd, diasetüül..

- On võimalik, et tekib intensiivne dehüdratsioon, mis põhjustab selliseid aineid nagu furfuraal ja dehüdrofurfuraal. Neid aineid toodetakse süsivesikute kuumutamisel ja lagunemisel. Mõnedel on kerge mõru maitse ja põletatud suhkru aroom.

Steckeri lagunemine

On olemas kolmas reaktsiooni viis: Streckeri lagunemine. See koosneb mõõdukast dehüdratsioonist, mis tekitab redutseerivaid aineid.

Kui need ained reageerivad muutmata aminohapetega, transformeeritakse need aldehüüdideks, mis on tüüpilised kaasatud aminohapetele. See reaktsioon toodab selliseid tooteid nagu pürasiin, mis annab kartulikrõpsudele iseloomuliku lõhna.

Kui aminohape nendesse protsessidesse sekkub, kaob molekul toitumisest. See on eriti oluline essentsiaalsete aminohapete, näiteks lüsiini puhul.

Reaktsiooni mõjutavad tegurid

Tooraine aminohapete ja süsivesikute olemus

Vabas olekus on peaaegu kõigil aminohapetel ühtne käitumine. Siiski on näidatud, et polüpeptiidahelas sisalduvate aminohapete seas on põhilisel - eriti lüsiinil - kõrge reaktiivsus.

Reaktsioonis osaleva aminohappe liik määrab saadud maitse. Suhkrud peavad olema redutseerivad (see tähendab, et neil peab olema vaba karbonüülrühm ja reageerima elektronide doonoritena).

Süsivesikute puhul on leitud, et pentoosid on reaktiivsemad kui heksoosid. See tähendab, et glükoos on vähem reaktiivne kui fruktoos ja omakorda kui mannoos. Need kolm heksoosi on kõige vähem reageerivad; millele järgneb pentoos, arabinoos, ksüloos ja riboos suureneva reaktiivsuse järjekorras. 

Disahhariidid, nagu laktoos või maltoos, on isegi vähem reaktiivsed kui heksoosid. Sahharoos, kuna tal ei ole vaba redutseerivat funktsiooni, ei sekku reaktsiooni; seda tehakse ainult siis, kui see esineb happelises toidus ja hüdrolüüsitakse seejärel glükoosis ja fruktoosis.

Temperatuur

Reaktsioon võib tekkida toatemperatuuril säilitamise ajal. Sel põhjusel leitakse, et soojus ei ole selle tekkimise vältimatu tingimus; siiski kiirendavad kõrged temperatuurid seda.

Sel põhjusel toimub reaktsioon eriti toiduvalmistamis-, pastöriseerimis-, steriliseerimis- ja dehüdreerimisoperatsioonides.

PH suurendamisel suureneb intensiivsus

Kui pH tõuseb, siis ka reaktsiooni intensiivsus. Kõige soodsamaks peetakse siiski pH 6 ja 8 vahel.

PH langus võimaldab dehüdratsiooni ajal leevendada pruunistumist, kuid muudab ebasoodsalt organoleptilisi omadusi..

Niiskus

Maillardi reaktsiooni kiirus on vees aktiivsuse osas maksimaalne vahemikus 0,55 kuni 0,75. Seetõttu on veetustatud toiduained kõige stabiilsemad, tingimusel et need on kaitstud niiskuse ja mõõduka temperatuuri eest.

Metallide olemasolu

Mõned metallikioonid katalüüsivad seda, näiteks Cu+2 ja usk+3. Teised nagu Mn+2 ja Sn+2 pärssida reaktsiooni.

Negatiivsed mõjud

Kuigi reaktsiooni peetakse keetmise ajal üldiselt soovitavaks, on see toitumise seisukohast halvem. Kui väikese veesisaldusega ja redutseerivate suhkrute ja valkude (nagu teravili või piimapulber) sisaldavat toitu kuumutatakse, toob Maillardi reaktsioon kaasa aminohapete kadumise..

Kõige reaktiivsem on vähenevas järjekorras lüsiin, arginiin, trüptofaan ja histidiin. Nendel juhtudel on oluline reaktsiooni algust edasi lükata. Ülejäänud kolm, välja arvatud arginiin, on essentsiaalsed aminohapped; see tähendab, et neid peab toitma toitmine.

Kui leitakse, et Maillardi reaktsiooni tulemusel on suhkru jääkidega seotud palju valgu aminohappeid, ei saa keha aminohappeid kasutada. Soole proteolüütilised ensüümid ei saa neid hüdrolüüsida.

Veel üheks puuduseks on see, et kõrgel temperatuuril võib tekkida potentsiaalselt kantserogeenne aine, näiteks akrüülamiid.

Maillardi reaktsiooni organoleptiliste omadustega toode

Sõltuvalt melanoidiinide kontsentratsioonist võib värv muutuda kollasest pruuniks või isegi mustaks järgmistes toitudes:

- Röstitud liha.

- Praetud sibul.

- Röstitud kohv ja kakao.

- Pagaritooted nagu leib, küpsised ja koogid.

- Kartulikrõpsud.

- Linnase viski või õlu.

- Piimapulber või kondenspiim.

- Dulce de leche.

- Röstitud maapähklid.

Viited

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. ja Vidal Carou, M. (1990). Toidu biokeemia.
  2. Ames, J. (1998). Maillardi reaktsiooni rakendamine toiduainetööstuses. Toidu keemia.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. ja Desnuelle, P. (1992). Sissejuhatus à la biochimie et à la technologie aliments.
  4. Helmenstine A.M. "Maillardi reaktsioon: toiduvalmistamise kemestria" (juuni 2017): ThoughtCo: Teadus. Välja otsitud 22. märtsil 2018 firmalt Thought.Co: thinkco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Toidu kontroll ja hügieen.
  6. Maillardi reaktsioon. (2018) Välja otsitud 22. märtsil 2018 Wikipedias
  7. Tamanna, N. ja Mahmood, N. (2015). Toiduainete töötlemine ja Maillardi reaktsiooni tooted: mõju inimeste tervisele ja toitumisele. International Journal of Food Science.