MAILLARDOVA REAKCE: FÁZE A DEGRADACE STRECKERŮ - CHEMIE - 2025

Maillardovy reakce je název pro chemické reakce mezi aminokyselinami a redukujících cukrů, která tmavne potravin během pražení, pečení, smažení a fritování. Hnědé směsi jsou vytvářeny odpovědnými za barvu a vůni produktů, jako je kůrka chleba, pečené maso, hranolky a pečené sušenky.

Reakce je podporována teplem (teploty mezi 140 a 165 ° C), i když také nastává pomaleji, při pokojové teplotě. V roce 1912 to popsal francouzský lékař a chemik Louis-Camille Maillard.

Tmavost nastává bez působení enzymů, stejně jako karamelizace; z tohoto důvodu se obě nazývají neenzymatické reakce zhnědnutí.

Liší se však v tom, že během karamelizace se zahřívají pouze uhlohydráty, zatímco pro Maillardovu reakci musí být přítomny také proteiny nebo aminokyseliny.

Fáze reakce

Ačkoli se může zdát snadné dosáhnout zlaté barvy potravin pomocí kulinářských technik vaření, chemie zapojená do Maillardovy reakce je velmi složitá. V roce 1953 zveřejnil John Hodge schéma reakce, které je stále všeobecně přijímáno.

V prvním stupni se redukující cukr, jako je glukóza, kondenzuje se sloučeninou obsahující volnou aminoskupinu, jako je aminokyselina, za vzniku adičního produktu, který se transformuje na N-substituovaný glykosylamin.

Po molekulárním uspořádání zvaném Amadoriho přesmyk se získá molekula typu 1-amino-deoxy-2-ketózy (také nazývaná Amadoriho sloučenina).

Jakmile se vytvoří tato sloučenina, jsou možné dvě reakční cesty:

- Může dojít ke štěpení nebo rozkladu molekul v karbonylových sloučeninách postrádajících dusík, jako je acetol, pyruvaldehyd, diacetyl.

- Je možné, že dojde k intenzivní dehydrataci, která vede k látkám, jako je furfural a dehydrofurfural. Tyto látky se vyrábějí zahříváním a rozkladem uhlohydrátů. Některé mají jemnou hořkou chuť a pálené aroma cukru.

Degradace Stecker

Existuje třetí reakční cesta: Streckerova degradace. To spočívá v mírné dehydrataci, která vytváří redukující látky.

Když tyto látky reagují s nezměněnými aminokyselinami, transformují se na typické aldehydy zúčastněných aminokyselin. Touto reakcí se vytvoří produkty, jako je pyrazin, což dává bramborovým lupínům charakteristickou vůni.

Když aminokyselina zasahuje do těchto procesů, molekula je z nutričního hlediska ztracena. To je zvláště důležité v případě esenciálních aminokyselin, jako je lysin.

Faktory ovlivňující reakci

Povaha aminokyselin a uhlohydrátů suroviny

Ve volném stavu mají téměř všechny aminokyseliny jednotné chování. Ukázalo se však, že mezi aminokyselinami obsaženými v polypeptidovém řetězci, základní, zejména lysin, vykazují velkou reaktivitu.

Výsledná příchuť určuje typ aminokyseliny zapojené do reakce. Cukry se musí snižovat (to znamená, že musí mít volnou karbonylovou skupinu a reagovat jako donory elektronů).

U uhlohydrátů bylo zjištěno, že pentózy jsou reaktivnější než hexózy. To znamená, že glukóza je méně reaktivní než fruktóza a naopak manóza. Tyto tři hexózy patří mezi nejméně reaktivní; Následuje pentóza, arabinóza, xylóza a ribóza, ve vzestupném pořadí reaktivity.

Disacharidy, jako je laktóza nebo maltóza, jsou dokonce méně reaktivní než hexózy. Sacharóza, protože nemá volnou redukční funkci, nezasahuje do reakce; Děje se to pouze tehdy, je-li přítomno v kyselé stravě a poté je hydrolyzováno na glukózu a fruktózu.

Teplota

Reakce se může vyvinout během skladování při pokojové teplotě. Z tohoto důvodu se má za to, že teplo není nezbytnou podmínkou pro jeho vznik; vysoké teploty ji však urychlují.

Z tohoto důvodu k reakci dochází především při vaření, pasterizaci, sterilizaci a dehydrataci.

Zvýšením pH se intenzita zvyšuje

Pokud pH stoupá, zvyšuje se i intenzita reakce. Za nejvýhodnější se však považuje pH mezi 6 a 8.

Snížení pH umožňuje zeslabit zhnědnutí během dehydratace, ale nepříznivě modifikuje organoleptické vlastnosti.

Vlhkost vzduchu

Rychlost Maillardovy reakce má maximum mezi 0,55 a 0,75, pokud jde o aktivitu vody. Z tohoto důvodu jsou dehydrované potraviny nejstabilnější, pokud jsou skladovány mimo vlhkost a při mírné teplotě.

Přítomnost kovů

Některé kovové kationty to katalyzují, jako například Cu ⁺² a Fe ⁺³. Ostatní, jako je Mn ⁺² a Sn ^+2, inhibují reakci.

Negativní účinky

Ačkoli je reakce obecně považována za žádoucí během vaření, má z nutričního hlediska nevýhodu. Pokud jsou zahřívána jídla s nízkým obsahem vody a přítomností redukujících cukrů a bílkovin (jako jsou obiloviny nebo sušené mléko), Maillardova reakce povede ke ztrátě aminokyselin.

Nejreaktivnější v sestupném pořadí jsou lysin, arginin, tryptofan a histidin. V těchto případech je důležité zdržet se výskytu reakce. S výjimkou argininu jsou další tři esenciální aminokyseliny; to znamená, že musí být zajištěny jídlem.

Pokud je v důsledku Maillardovy reakce zjištěno, že je v proteinu vázáno velké množství aminokyselin na zbytky cukru, nemohou být aminokyseliny v těle použity. Proteolytické enzymy střeva je nebudou moci hydrolyzovat.

Další nevýhodou je, že při vysokých teplotách může vzniknout potenciálně karcinogenní látka, jako je akrylamid.

Potraviny s organoleptickými vlastnostmi produkt Maillardovy reakce

V závislosti na koncentraci melanoidinů se může barva změnit ze žluté na hnědou nebo dokonce černou v následujících potravinách:

- Pečené.

- Smažené cibule.

- Káva a pražené kakao.

- Pečené zboží, jako je chléb, sušenky a koláče.

- Bramborové hranolky.

- Sladová whisky nebo pivo.

- Sušené nebo kondenzované mléko.

- Karamel.

- Pečené arašídy.

Reference

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. a Vidal Carou, M. (1990). Biochemie potravin.
2. Ames, J. (1998). Aplikace Maillardovy reakce v potravinářském průmyslu. Chemie potravin.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. a Desnuelle, P. (1992). Úvod do biochimie a technologie potravin.
4. Helmenstine AM „Maillardova reakce: Chemie potravinářského opečení“ (červen 2017) v: ThoughtCo: Science. Citováno z 22. března 2018 z Thought.Co: thinkco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Kontrola potravin a hygiena.
6. Maillardova reakce. (2018) Citováno z 22. března 2018, z Wikipedie
7. Tamanna, N. a Mahmood, N. (2015). Produkty zpracování potravin a reakce Maillard: Účinek na lidské zdraví a výživu. Mezinárodní žurnál potravinářské vědy.