Maillard-reaktionsfaser och nedbrytning av Strecker



den Maillard-reaktion är namnet givet till kemiska reaktioner mellan aminosyror och reducerande sockerarter som döljer mat under rostning, bakning, rostning och stekning. Bruna föreningar bildas med ansvar för färg och arom av produkter som brödskorpa, rostbiff, pommes frites och bakade kakor.

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

Mörkning sker utan enzymens verkan, liksom karamellisering; Därför kallas båda båda reaktionerna för icke-enzymatisk brunning. 

Men de skiljer sig åt då kolhydrater endast upphettas vid karamellisering, medan för Maillard-reaktionen skall proteiner eller aminosyror också finnas närvarande..

index

  • 1 reaktionsfaser
  • 2 Stecker nedbrytning
  • 3 Faktorer som påverkar reaktionen
    • 3.1 Naturen av aminosyrorna och kolhydraterna i råmaterialet
    • 3.2 Temperatur
    • 3.3 Ökning av pH ökar intensiteten
    • 3.4 Luftfuktighet
    • 3.5 Närvaron av metaller
  • 4 negativa effekter
  • 5 Livsmedel med organoleptiska egenskaper Produkt av Maillard-reaktionen
  • 6 referenser

Reaktionsfaser

Även om det verkar lätt att uppnå den gyllene färgen i livsmedel genom kulinariska matlagningstekniker, är kemi involverad i Maillard-reaktionen väldigt komplex. 1953 publicerade John Hodge reaktionsschemat som fortfarande är tillåtet på ett allmänt sätt.

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

Efter ett molekylärt arrangemang som kallas Amadori-omläggning erhålles en molekyl av typ 1-amino-deoxi-2-ketos (även kallad Amadori-förening).

När denna förening bildats är två reaktionsvägar möjliga:

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

- Det är möjligt att en intensiv uttorkning uppstår som ger upphov till ämnen som furfural och dehydrofurfural. Dessa substanser produceras genom uppvärmning och sönderdelning av kolhydrater. Vissa har en liten bitter smak och arom av bränt socker.

Stecker nedbrytning

Det finns ett tredje sätt att reagera: nedbrytningen av Strecker. Detta består av en måttlig dehydrering som genererar reducerande ämnen.

När dessa substanser reagerar med de oförändrade aminosyrorna omvandlas de till aldehyder som är typiska för de involverade aminosyrorna. Denna reaktion producerar produkter såsom pyrazin, vilket ger den karakteristiska aromen till potatischips.

När en aminosyra ingriper i dessa processer försvinner molekylen ur näringssynpunkt. Detta är särskilt viktigt i fallet med essentiella aminosyror, såsom lysin.

Faktorer som påverkar reaktionen

Naturen hos aminosyrorna och kolhydraterna i råmaterialet

I fria tillstånd har nästan alla aminosyror ett likformigt beteende. Det har dock visat sig att bland de aminosyror som ingår i polypeptidkedjan uppvisar de basiska - speciellt lysin - en hög reaktivitet.

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

I kolhydrater har det visat sig att pentoser är 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; följt av pentos, arabinos, xylos och ribos, i ökande ordning av reaktivitet. 

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 är närvarande i en sur mat och hydrolyseras sedan i glukos och fruktos.

temperatur

Reaktionen kan utvecklas under lagring vid rumstemperatur. Av denna anledning anses det att värme inte är ett oumbärligt villkor för att det ska uppstå; Höga temperaturer accelererar dock.

Av denna anledning sker reaktionen speciellt vid kokning, pastörisering, sterilisering och dehydratiseringsoperationer.

När pH ökas ökar intensiteten

Om pH stiger, gör också reaktionens intensitet. Emellertid anses pH mellan 6 och 8 det mest gynnsamma.

En minskning i pH gör det möjligt att dämpa brunningen under uttorkning men modifierar orättgods de organoleptiska egenskaperna.

fuktighet

Hastigheten för Maillard-reaktionen uppvisar maximalt mellan 0,55 och 0,75 när det gäller vattenaktivitet. Därför är dehydrerade livsmedel de mest stabila, förutsatt att de skyddas mot fuktighet och vid en måttlig temperatur.

Närvaron av metaller

Vissa metallkatjoner katalyserar det, såsom Cu+2 och tro+3. Andra gillar Mn+2 och Sn+2 inhibera reaktionen.

Negativa effekter

Fastän reaktionen generellt anses vara önskvärd under tillagningen, presenterar den en nackdel ur näringssynpunkt. Om mat med lågt vatteninnehåll och närvaron av reducerande sockerarter och proteiner (såsom spannmål eller mjölkpulver) upphettas, 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 fördröja reaktionens början. Med undantag av arginin är de övriga tre essentiella aminosyror; det vill säga de måste bidra med matningen.

Om ett stort antal aminosyror av ett protein finns bundna till sockerrester som ett resultat av Maillard-reaktionen, kan aminosyror inte användas av kroppen. Tarmens proteolytiska enzymer kan inte hydrolysera dem.

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

Mat med organoleptiska egenskaper Produkt av Maillard-reaktionen

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

- Rostat kött.

- Stektlök.

- Rostat kaffe och kakao.

- Bakade varor som bröd, kakor och kakor.

- Potatischips.

- Maltwhisky eller öl.

- Pulverformig eller kondenserad mjölk.

- Dulce de leche.

- 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 i livsmedelsindustrin. Matkemi.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. och Desnuelle, P. (1992). Inledning à la biochimie et à la technologie des aliments.
  4. Helmenstine A.M. "Maillardreaktionen: Chemestry of food browning" (juni 2017) i: ThoughtCo: Science. Hämtad den 22 mars 2018 från Thought.Co: thoughtco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Livsmedelskontroll och hygien.
  6. Maillard-reaktion. (2018) Hämtad den 22 mars 2018, från Wikipedia
  7. Tamanna, N. och Mahmood, N. (2015). Livsmedelsförädling och Maillardreaktionsprodukter: Effekt på människors hälsa och näring. International Journal of Food Science.