MAILLARD-REAKSJON: FASER OG STRECKER DEGRADERING - KJEMI - 2026

Den Maillard-reaksjonen er navnet gitt til kjemiske reaksjoner mellom aminosyrer og reduserende sukkere som mørkere matvarer under steking, baking, steking og steking. Brune forbindelser dannes som er ansvarlige for fargen og aromaen til produkter som brødskorpe, stekekjøtt, pommes frites og bakte småkaker.

Reaksjonen er foretrukket av varme (temperaturer mellom 140 til 165 ˚C), selv om den også forekommer i en lavere hastighet, ved romtemperatur. Det var den franske legen og kjemikeren Louis-Camille Maillard som beskrev det i 1912.

Mørking skjer uten virkning av enzymer, samt karamellisering; av denne grunn kalles begge ikke-enzymatiske brunfaringsreaksjoner.

Imidlertid er de forskjellige i at bare karbohydrater blir varmet opp under karamellisering, mens proteiner eller aminosyrer også må være til stede for at Maillard-reaksjonen skal oppstå.

Faser av reaksjonen

Selv om det kan virke lett å oppnå den gyldne maten på mat gjennom kulinariske koketeknikker, er kjemien som er involvert i Maillard-reaksjonen veldig kompleks. I 1953 publiserte John Hodge reaksjonsskjemaet som fremdeles er generelt akseptert.

I et første trinn kondenseres et reduserende sukker, slik som glukose, med en forbindelse som inneholder en fri aminogruppe, så som en aminosyre, for å gi et addisjonsprodukt som transformeres til en N-substituert glykosylamin.

Etter et molekylarrangement kalt Amadori-omorganisering oppnås et molekyl av typen 1-amino-deoksy-2-ketose (også kalt Amadori-forbindelse).

Når denne forbindelsen er dannet, er to reaksjonsveier mulige:

- Det kan være en spaltning eller nedbrytning av molekyler i karbonylforbindelser som mangler nitrogen, som acetol, pyruvaldehyd, diacetyl.

- Det er mulig det oppstår en intens dehydrering som gir opphav til stoffer som furfural og dehydrofurfural. Disse stoffene produseres ved oppvarming og spaltning av karbohydrater. Noen har en svak bitter smak og brent sukkeraroma.

Stecker degradering

Det er en tredje reaksjonsvei: Strecker degradering. Dette består av en moderat dehydrering som genererer reduserende stoffer.

Når disse stoffene reagerer med uendrede aminosyrer, omdannes de til typiske aldehyder av de involverte aminosyrene. Ved denne reaksjon dannes produkter som pyrazin, som gir den karakteristiske aromaen til potetgull.

Når en aminosyre griper inn i disse prosessene, går molekylet tapt fra et ernæringsmessig synspunkt. Dette er spesielt viktig når det gjelder essensielle aminosyrer, som lysin.

Faktorer som påvirker reaksjonen

Arten av aminosyrene og karbohydratene i råstoffet

I fri tilstand har nesten alle aminosyrer en ensartet oppførsel. Imidlertid er det vist at blant aminosyrene som er inkludert i polypeptidkjeden, viser de grunnleggende, spesielt lysin, stor reaktivitet.

Den type aminosyre som er involvert i reaksjonen bestemmer den resulterende smaken. Sukkerarter må redusere (det vil si at de må ha en fri karbonylgruppe og reagere som elektrondonorer).

I karbohydrater har pentoser funnet å være mer reaktive enn heksoser. Det vil si at glukose er mindre reaktiv enn fruktose og på sin side enn mannose. Disse tre heksosene er blant de minst reaktive; Det blir fulgt av pentose, arabinose, xylose og ribose, i økende rekkefølge av reaktivitet.

Disakkarider, så som laktose eller maltose, er enda mindre reaktive enn heksoser. Sukrose, fordi den ikke har en fritt reduserende funksjon, griper ikke inn i reaksjonen; Det gjør det bare hvis den er til stede i en sur mat og deretter hydrolyseres til glukose og fruktose.

Temperatur

Reaksjonen kan utvikle seg under lagring ved romtemperatur. Av denne grunn anses det at varme ikke er en uunnværlig betingelse for at den skal oppstå; høye temperaturer akselererer det imidlertid.

Av denne grunn oppstår reaksjonen fremfor alt ved tilberedning, pasteurisering, sterilisering og dehydrering.

Ved å øke pH øker intensiteten

Hvis pH stiger, øker også intensiteten av reaksjonen. Imidlertid anses pH mellom 6 og 8 som den mest gunstige.

En reduksjon i pH gjør det mulig å dempe brunfarging under dehydrering, men endrer ugunstig de organoleptiske egenskapene.

Luftfuktighet

Hastigheten for Maillard-reaksjonen har et maksimum mellom 0,55 og 0,75 når det gjelder vannaktivitet. Av denne grunn er dehydrerte matvarer de mest stabile, så lenge de lagres vekk fra fuktighet og ved moderat temperatur.

Tilstedeværelse av metaller

Noen metallkationer katalyserer det, for eksempel Cu ⁺² og Fe ⁺³ . Andre som Mn ⁺² og Sn ⁺² hemmer reaksjonen.

Negative effekter

Selv om reaksjonen generelt anses som ønskelig under tilberedning, har den en ulempe fra ernæringsmessig synspunkt. Hvis matvarer med lavt vanninnhold og tilstedeværelse av reduserende sukker og proteiner (for eksempel korn eller pulverisert melk) varmes opp, vil Maillard-reaksjonen føre til tap av aminosyrer.

De mest reaktive i synkende rekkefølge er lysin, arginin, tryptofan og histidin. I disse tilfellene er det viktig å utsette reaksjonens utseende. Med unntak av arginin, er de tre andre essensielle aminosyrene; det vil si at de må forsynes av mat.

Hvis et stort antall aminosyrer i et protein blir festet til sukkerrester som et resultat av Maillard-reaksjonen, kan ikke aminosyrene brukes av kroppen. De proteolytiske enzymer i tarmen vil ikke være i stand til å hydrolysere dem.

En annen ulempe som er bemerket er at ved høye temperaturer kan det dannes et potensielt kreftfremkallende stoff som akrylamid.

Matvarer med organoleptiske egenskaper som er et produkt av Maillard-reaksjonen

Avhengig av konsentrasjonen av melanoidiner, kan fargen endre seg fra gul til brun eller til og med svart i følgende matvarer:

- Steke.

- Stekte løk.

- Kaffe og stekt kakao.

- Bakevarer som brød, småkaker og kaker.

- Chips.

- Malt whisky eller øl.

- Pulverisert eller kondensert melk.

- Karamell.

- Ristede peanøtter.

referanser

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. og Vidal Carou, M. (1990). Biokjemi av mat.
2. Ames, J. (1998). Bruksområder av Maillard-reaksjonen i matindustrien. Matkjemi.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. og Desnuelle, P. (1992). Introduksjon à la biochimie et à la technologie des alimentants.
4. Helmenstine AM "Maillard-reaksjonen: Chemestry of food browning" (juni 2017) i: ThoughtCo: Science. Hentet 22. mars 2018 fra Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Matkontroll og hygiene.
6. Maillard-reaksjon. (2018) Hentet 22. mars 2018, fra Wikipedia
7. Tamanna, N. og Mahmood, N. (2015). Matprosesserings- og maillardreaksjonsprodukter: Effekt på menneskers helse og ernæring. International Journal of Food Science.