Maillardove reakcijske faze in razgradnja Streckerja

The Maillardova reakcija je ime kemičnih reakcij med aminokislinami in reducirajočimi sladkorji, ki zakrivajo hrano med praženjem, pečenjem, praženjem in cvrtjem. Za barvo in aromo izdelkov, kot so skorja kruha, pečena govedina, pomfrit in pečeni piškoti, nastanejo rjave spojine..

Reakcija je ugodna zaradi toplote (temperature med 140 do 165 ° C), čeprav se pojavlja tudi pri nižji hitrosti pri sobni temperaturi. Leta 1912 ga je opisal francoski zdravnik in kemik Louis-Camille Maillard.

Zatemnitev poteka brez delovanja encimov in karamelizacije; zato se obe imenujejo reakcije neenzimatskega bruhanja. 

Vendar pa se razlikujejo v tem, da se v karamelizaciji ogrevajo samo ogljikovi hidrati, medtem ko je za Maillardovo reakcijo prisotne tudi beljakovine ali aminokisline..

Indeks

• 1 Faze reakcije
• 2 Steckerjeva degradacija
• 3 Dejavniki, ki vplivajo na reakcijo
  • 3.1 Narava aminokislin in ogljikovih hidratov surovine
  • 3.2 Temperatura
  • 3.3 Povečanje pH povečuje intenzivnost
  • 3.4 Vlažnost
  • 3.5 Prisotnost kovin
• 4 Negativni učinki
• 5 Živila z organoleptičnimi lastnostmi produkta Maillardove reakcije
• 6 Reference

Faze reakcije

Čeprav se zlahka doseže zlato barvo živil s kuharskimi tehnikami kuhanja, je kemija, ki je vključena v Maillardovo reakcijo, zelo kompleksna. Leta 1953 je John Hodge objavil shemo reakcije, ki je še vedno priznana na splošno.

V prvem koraku se reducirni sladkor, kot je glukoza, kondenzira s spojino, ki vsebuje prosto amino skupino, kot je aminokislina, da dobimo adicijski produkt, ki se transformira v N-substituiran glikozilamin.

Po molekulskem dogovoru, imenovanem Amadori preureditev, dobimo molekulo tipa 1-amino-deoksi-2-ketoza (imenovano tudi spojina Amadori)..

Ko se ta spojina oblikuje, sta možna dva reakcijska načina:

- Lahko pride do cepitve ali razgradnje molekul v karbonilnih spojinah, ki nimajo dušika, kot so acetol, piruvaldehid, diacetil..

- Možno je, da pride do intenzivne dehidracije, ki povzroča snovi, kot so furfural in dehidrofurfural. Te snovi nastajajo z ogrevanjem in razgradnjo ogljikovih hidratov. Nekateri imajo rahlo grenak okus in aromo požganega sladkorja.

Steckerjeva degradacija

Obstaja tretji način reakcije: razgradnja Streckerja. Sestavljen je iz zmerne dehidracije, ki proizvaja reducirajoče snovi.

Ko te snovi reagirajo z nespremenjenimi aminokislinami, se pretvorijo v aldehide, značilne za vključene aminokisline. Ta reakcija proizvaja izdelke, kot je pirazin, ki daje značilen vonj krompirjevim čipsom.

Ko v te procese intervenira aminokislina, se molekula izgubi s prehranskega vidika. To je še posebej pomembno v primeru esencialnih aminokislin, kot je lizin.

Dejavniki, ki vplivajo na reakcijo

Narava aminokislin in ogljikovih hidratov surovine

V prostem stanju imajo skoraj vse aminokisline enakomerno obnašanje. Vendar pa je bilo dokazano, da so med aminokislinami, ki so vključene v polipeptidno verigo, osnovne - predvsem lizin - visoko reaktivne..

Vrsta amino kisline, ki sodeluje v reakciji, določa nastali okus. Sladkorji morajo biti reduktivni (to pomeni, da morajo imeti prosto karbonilno skupino in reagirati kot darovalci elektronov).

V ogljikovih hidratih je bilo ugotovljeno, da so pentoze bolj reaktivne kot heksoze. To pomeni, da je glukoza manj reaktivna kot fruktoza in v zameno kot manoza. Te tri heksoze so med najmanj reaktivnimi; sledi pentoza, arabinoza, ksiloza in riboza, v naraščajočem vrstnem redu reaktivnosti. 

Disaharidi, kot so laktoza ali maltoza, so še manj reaktivni kot heksoze. Saharoza, ker nima funkcije proste redukcije, ne posega v reakcijo; to počne le, če je prisotna v kislem živilu in se nato hidrolizira v glukozi in fruktozi.

Temperatura

Reakcija se lahko med shranjevanjem razvije pri sobni temperaturi. Zato se šteje, da toplota ni nepogrešljiv pogoj za njeno pojavljanje; vendar pa ga visoke temperature pospešujejo.

Zato se reakcija dogaja predvsem pri kuhanju, pasterizaciji, sterilizaciji in dehidraciji.

Pri povečanju pH se intenzivnost poveča

Če se pH zviša, se poveča tudi intenzivnost reakcije. Najbolj ugoden pa je pH med 6 in 8.

Zmanjšanje pH omogoča zmanjšanje porjavitve med dehidracijo, vendar negativno spremeni organoleptične lastnosti..

Vlažnost

Hitrost Maillardove reakcije je največja med 0,55 in 0,75 glede na vodno aktivnost. Dehidrirana živila so zato najbolj stabilna, če so zaščitena pred vlago in pri zmerni temperaturi.

Prisotnost kovin

Nekateri kovinski kationi ga katalizirajo, kot je Cu⁺² in Faith⁺³. Drugi, kot je Mn⁺² in Sn⁺² zavirajo reakcijo.

Negativni učinki

Čeprav je reakcija na splošno zaželena med kuhanjem, predstavlja pomanjkljivost s prehranskega vidika. Če se živila z nizko vsebnostjo vode in prisotnostjo reducirajočih sladkorjev in beljakovin (kot so žita ali mleko v prahu) segrejejo, bo Maillardova reakcija povzročila izgubo aminokislin..

Najbolj reaktivni v padajočem vrstnem redu so lizin, arginin, triptofan in histidin. V teh primerih je pomembno odložiti začetek reakcije. Z izjemo arginina so ostale tri esencialne aminokisline; to pomeni, da jih mora prispevati hranjenje.

Če je zaradi Maillardove reakcije ugotovljeno, da je veliko število aminokislin proteina vezanih na ostanke sladkorja, telo ne more uporabiti aminokislin. Proteolitični encimi črevesja jih ne morejo hidrolizirati.

Druga pomanjkljivost je, da se pri visokih temperaturah lahko tvori potencialno kancerogena snov, kot je akrilamid.

Hrana z organoleptičnimi lastnostmi produkta Maillardove reakcije

Glede na koncentracijo melanoidinov se lahko barva spremeni iz rumene v rjavo ali celo črno v naslednja živila:

- Praženo meso.

- Pražena čebula.

- Pražena kava in kakav.

- Pečeni izdelki, kot so kruh, piškoti in pecivo.

- Krompirjev čips.

- Sladni viski ali pivo.

- Mleko v prahu ali kondenzirano mleko.

- Dulce de leche.

- Praženi arašidi.

Reference

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. in Vidal Carou, M. (1990). Živilska biokemija.
2. Ames, J. (1998). Uporaba Maillardove reakcije v živilski industriji. Kemija hrane.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. in Desnuelle, P. (1992). Uvod à la biochimie in à la technologie des aliments.
4. Helmenstine A.M. "Maillardova reakcija: Chemestry hrane zapečen" (junij 2017) v: ThoughtCo: Science. Vzpostavljeno 22. marca 2018 iz Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Nadzor živil in higiena.
6. Maillardova reakcija. (2018) Vzpostavljeno 22. marca 2018 iz Wikipedije
7. Tamanna, N. in Mahmood, N. (2015). Živilska predelava in izdelki Maillardove reakcije: Učinek na zdravje ljudi in prehrano. Mednarodni dnevnik znanosti o hrani.