MAILLARDA REAKCIJA: FĀZES UN STREKERA DEGRADĀCIJA - ĶĪMIJA - 2025

Maillard reakcija ir nosaukums, kas dots ķīmiskā reakcijā starp aminoskābēm un reducējošo cukuru, kas aptumšojas ēdienu cepšanas, cepšanas, cepšanas un cepšanas laikā. Brūnie savienojumi veidojas par tādu produktu krāsu un aromātu kā maizes garoza, cepta gaļa, frī kartupeļi un cepti cepumi.

Reakcijai labvēlīgs ir karstums (temperatūra no 140 līdz 165 ˚C), kaut arī tā notiek arī lēnāk, istabas temperatūrā. 1912. gadā to aprakstīja franču ārsts un ķīmiķis Luiss-Kamille Maillards.

Tumšošana notiek bez fermentu darbības, kā arī karamelizācijas; šī iemesla dēļ abas sauc par neenzimātiskām brūnināšanas reakcijām.

Tomēr tie atšķiras ar to, ka karamelizācijas laikā tiek uzkarsēti tikai ogļhidrāti, savukārt, lai notiktu Maillard reakcija, tajā jābūt arī olbaltumvielām vai aminoskābēm.

Reakcijas fāzes

Lai arī var šķist, ka ēdienu zelta krāsu var sasniegt, izmantojot kulinārijas gatavošanas paņēmienus, Maillard reakcijā iesaistītā ķīmija ir ļoti sarežģīta. Džons Hodžs 1953. gadā publicēja joprojām vispāratzīto reakcijas shēmu.

Pirmajā posmā reducējošais cukurs, piemēram, glikoze, tiek kondensēts ar savienojumu, kas satur brīvu aminogrupu, piemēram, aminoskābi, lai iegūtu pievienošanas produktu, kas tiek pārveidots par N-aizvietotu glikozilaminu.

Pēc molekulārā izkārtojuma, ko sauc par Amadori pārkārtošanos, tiek iegūta 1-amino-deoksi-2-ketozes tipa molekula (saukta arī par Amadori savienojumu).

Kad šis savienojums ir izveidojies, ir iespējami divi reakcijas ceļi:

- Var notikt molekulu šķelšanās vai sadalīšana karbonilsavienojumos, kuriem trūkst slāpekļa, piemēram, acetilā, piruvaldehīdā, diacetilā.

- Iespējams, ka notiek intensīva dehidratācija, kas izraisa tādas vielas kā furfurols un dehidrofurfurāls. Šīs vielas rodas karsējot un sadaloties ogļhidrātiem. Dažiem ir nedaudz rūgta garša un sadedzināta cukura aromāts.

Stekera degradācija

Pastāv trešais reakcijas ceļš: Strekera degradācija. Tas sastāv no mērenas dehidratācijas, kas rada reducējošas vielas.

Kad šīs vielas reaģē ar nemainītām aminoskābēm, tās tiek pārveidotas par iesaistīto aminoskābju tipiskiem aldehīdiem. Ar šo reakciju veidojas tādi produkti kā pirazīns, kas kartupeļu čipsiem piešķir raksturīgo aromātu.

Kad šajos procesos iejaucas aminoskābe, no uztura viedokļa molekula tiek zaudēta. Tas ir īpaši svarīgi neaizstājamo aminoskābju, piemēram, lizīna, gadījumā.

Faktori, kas ietekmē reakciju

Izejvielas aminoskābju un ogļhidrātu veids

Brīvā stāvoklī gandrīz visām aminoskābēm ir vienāda izturēšanās. Tomēr tika pierādīts, ka starp polipeptīdu ķēdē iekļautajām aminoskābēm bāzes - it īpaši lizīns - uzrāda lielisku reaktivitāti.

Rezultātā iegūto aromātu nosaka reakcijā iesaistīto aminoskābju veids. Cukuriem jābūt reducējošiem (tas ir, tiem jābūt brīvai karbonilgrupai un tie reaģē kā elektronu donori).

Ir atklāts, ka ogļhidrātos pentozes ir daudz reaģējošākas nekā heksozes. Tas ir, glikoze ir mazāk reaktīva nekā fruktoze un, savukārt, nekā mannoze. Šīs trīs heksozes ir vismazāk reaģējošās; Tam seko pentoze, arabinoze, ksiloze un riboze reaģētspējas pieaugošā secībā.

Disaharīdi, piemēram, laktoze vai maltoze, ir vēl mazāk reaģējoši nekā heksozes. Saharoze, jo tai nav brīvas reducēšanas funkcijas, neiejaucas reakcijā; Tas tiek darīts tikai tad, ja tas atrodas skābā pārtikā un pēc tam tiek hidrolizēts glikozē un fruktozē.

Temperatūra

Reakcija var attīstīties, uzglabājot istabas temperatūrā. Šī iemesla dēļ tiek uzskatīts, ka siltums nav obligāts nosacījums tā rašanās brīdim; tomēr augsta temperatūra to paātrina.

Šī iemesla dēļ reakcija galvenokārt notiek ēdiena gatavošanas, pasterizācijas, sterilizācijas un dehidrēšanas operācijās.

Palielinot pH, intensitāte palielinās

Ja paaugstinās pH, palielinās arī reakcijas intensitāte. Tomēr visizdevīgākais tiek uzskatīts pH līmenis no 6 līdz 8.

PH pazemināšanās ļauj mazināt brūnēšanu dehidratācijas laikā, bet nelabvēlīgi maina organoleptiskās īpašības.

Mitrums

Maillard reakcijas ātrums ūdens aktivitātes izteiksmē ir maksimālais no 0,55 līdz 0,75. Šī iemesla dēļ dehidrēti pārtikas produkti ir visstabilākie, ja vien tie tiek turēti prom no mitruma un mērenā temperatūrā.

Metālu klātbūtne

Daži metālu katjoni to katalizē, piemēram, Cu ⁺² un Fe ⁺³ . Citi, piemēram, Mn ⁺² un Sn ^+2, kavē reakciju.

Negatīva ietekme

Lai arī gatavošanas laikā parasti tiek uzskatīta, ka reakcija ir vēlama, no uztura viedokļa tai ir trūkumi. Ja tiek uzkarsēti pārtikas produkti ar zemu ūdens saturu un reducējošu cukuru un olbaltumvielu klātbūtni (piemēram, graudaugi vai piena pulveris), Maillard reakcija novedīs pie aminoskābju zaudēšanas.

Visreaģējošākie samazinošā secībā ir lizīns, arginīns, triptofāns un histidīns. Šajos gadījumos ir svarīgi aizkavēt reakcijas parādīšanos. Pārējās trīs, izņemot arginīnu, ir neaizvietojamās aminoskābes; tas ir, tie ir jānodrošina ar pārtiku.

Ja Maillard reakcijas rezultātā olbaltumvielās tiek atrasts liels skaits aminoskābju, kas pievienotas cukura atliekām, ķermenis aminoskābes nevar izmantot. Zarnu proteolītiskie fermenti nespēs tos hidrolizēt.

Vēl viens ievērojamais trūkums ir tāds, ka augstā temperatūrā var veidoties potenciāli kancerogēna viela, piemēram, akrilamīds.

Pārtika ar Maillard reakcijas produktu ar organoleptiskajām īpašībām

Atkarībā no melanoidīnu koncentrācijas šādos ēdienos krāsa var mainīties no dzeltenas līdz brūnai vai pat melnai:

- cepetis.

- cepti sīpoli.

- Kafija un grauzdēta kakao.

- Ceptas preces, piemēram, maize, cepumi un kūkas.

- Čipsi.

- Iesala viskijs vai alus.

- piena pulveris vai iebiezināts piens.

- Karamele.

- Grauzdēti zemesrieksti.

Atsauces

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. un Vidal Carou, M. (1990). Pārtikas bioķīmija.
2. Ames, J. (1998). Maillard reakcijas pielietojumi pārtikas rūpniecībā. Pārtikas ķīmija.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. un Desnuelle, P. (1992). Ievads à la biochimie et à la technologie des alimentants.
4. Helmenstine AM "The Maillard reakcija: Pārtikas brūnināšana" (2017. gada jūnijs) vietnē: ThoughtCo: Science. Iegūts 2018. gada 22. martā no vietnes Thought.Co: domaco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Pārtikas kontrole un higiēna.
6. Maillarda reakcija. (2018) Saņemts 2018. gada 22. martā no Wikipedia
7. Tamanna, N. un Mahmood, N. (2015). Pārtikas pārstrādes un Maillard reakcijas produkti: ietekme uz cilvēku veselību un uzturu. Starptautiskais pārtikas zinātnes žurnāls.