Maillardove reakcijske faze i razgradnja Streckera



Maillardova reakcija To je naziv za kemijske reakcije između aminokiselina i reducirajućih šećera koji zamagljuju hranu za vrijeme pečenja, pečenja, prženja i prženja. Smeđi spojevi su odgovorni za boju i aromu proizvoda kao što su kora od kruha, pečena govedina, pomfrit i pečeni kolačići.

Toplina (temperatura između 140 do 165 ° C) pogoduje reakciji, iako se ona događa i pri nižoj brzini, na sobnoj temperaturi. Francuski liječnik i kemičar Louis-Camille Maillard opisao ga je 1912. godine.

Zamračenje se događa bez djelovanja enzima, kao i karamelizacije; dakle, obje se nazivaju reakcijama neenzimatskog brauziranja. 

Međutim, razlikuju se po tome što se u karamelizaciji zagrijavaju samo ugljikohidrati, a za Maillardovu reakciju također moraju biti prisutni proteini ili aminokiseline..

indeks

  • 1 Faze reakcije
  • 2 Stecker-ova degradacija
  • 3 Čimbenici koji utječu na reakciju
    • 3.1 Priroda aminokiselina i ugljikohidrata sirovine
    • 3.2 Temperatura
    • 3.3 Povećanje pH povećava intenzitet
    • 3.4 Vlaga
    • 3.5 Prisutnost metala
  • 4 Negativni učinci
  • 5 Hrana s organoleptičkim svojstvima proizvodom Maillardove reakcije
  • 6 Reference

Faze reakcije

Iako je lako postići zlatnu boju u hrani pomoću kulinarskih tehnika kuhanja, kemija uključena u Maillardovu reakciju vrlo je složena. Godine 1953. John Hodge objavio je shemu reakcije koja je još uvijek prihvaćena na opći način.

U prvom koraku reducirajući šećer kao što je glukoza je kondenziran sa spojem koji sadrži slobodnu amino skupinu, kao što je aminokiselina, da bi se dobio produkt dodatka koji je transformiran u N-supstituirani glikozilamin.

Nakon molekularnog rasporeda nazvanog Amadori pregradnja, dobiva se molekula tipa 1-amino-deoksi-2-ketoza (također nazvana Amadori spoj)..

Kada se taj spoj oblikuje, moguća su dva reakcijska puta:

- Može doći do cijepanja ili razgradnje molekula u karbonilnim spojevima kojima nedostaje dušik, kao što su acetol, piruvaldehid, diacetil.

- Moguće je da dolazi do intenzivne dehidracije koja dovodi do tvari kao što su furfural i dehidrofurfural. Ove tvari nastaju zagrijavanjem i razgradnjom ugljikohidrata. Neki imaju blagi gorak okus i miris izgorjelog šećera.

Stecker-ova degradacija

Postoji treći način reakcije: degradacija Streckera. To se sastoji od umjerene dehidracije koja stvara reducirajuće tvari.

Kada te tvari reagiraju s nepromijenjenim aminokiselinama, one se pretvaraju u aldehide tipične za uključene aminokiseline. Ova reakcija proizvodi proizvode kao što je pirazin, koji daje karakterističnu aromu čipsu od krumpira.

Kada aminokiselina intervenira u tim procesima, molekula se gubi s prehrambene točke gledišta. To je posebno važno u slučaju esencijalnih aminokiselina, kao što je lizin.

Čimbenici koji utječu na reakciju

Priroda aminokiselina i ugljikohidrata sirovine

U slobodnom stanju gotovo sve aminokiseline imaju ujednačeno ponašanje. Međutim, pokazalo se da su među aminokiselinama uključenim u polipeptidni lanac osnovne one - posebno lizin - prisutne u visokoj reaktivnosti.

Vrsta aminokiseline uključene u reakciju određuje rezultirajući okus. Šećeri moraju biti reduktivni (tj. Moraju imati slobodnu karbonilnu skupinu i reagirati kao donori elektrona).

U ugljikohidratima je utvrđeno da su pentoze reaktivnije od heksoza. To jest, glukoza je manje reaktivna od fruktoze i, opet, manoze. Ove tri heksoze su najmanje reaktivne; slijedi pentoza, arabinoza, ksiloza i riboza, u rastućem redoslijedu reaktivnosti. 

Disaharidi, kao što je laktoza ili maltoza, još su manje reaktivni od heksoza. Saharoza, jer nema slobodnu funkciju redukcije, ne intervenira u reakciji; to čini samo ako je prisutna u kiseloj hrani i zatim se hidrolizira u glukozi i fruktozi.

temperatura

Reakcija se može razviti tijekom skladištenja na sobnoj temperaturi. Iz tog razloga se smatra da toplina nije nužan uvjet da se dogodi; međutim, visoke temperature ubrzavaju.

Iz tog razloga dolazi do reakcije posebno u operacijama kuhanja, pasterizacije, sterilizacije i dehidracije.

Kada se povisuje pH, intenzitet se povećava

Ako se pH poveća, povećava se i intenzitet reakcije. Međutim, smatra se da je pH između 6 i 8 najpovoljniji.

Smanjenje pH vrijednosti omogućuje da se pri dehidraciji priguši smrzavanje, ali nepovoljno modificira organoleptička svojstva.

vlažnost

Brzina Maillardove reakcije iznosi maksimalno između 0,55 i 0,75 u smislu aktivnosti vode. Stoga su dehidrirane namirnice najstabilnije, pod uvjetom da su zaštićene od vlage i pri umjerenoj temperaturi.

Prisutnost metala

Neki metalni kationi ga kataliziraju, kao što je Cu+2 i vjere+3. Drugi poput Mn+2 i Sn+2 inhibiraju reakciju.

Negativni učinci

Iako se reakcija općenito smatra poželjnom za vrijeme kuhanja, ona predstavlja nedostatak sa stajališta prehrane. Ako se zagrijavaju namirnice s niskim sadržajem vode i prisutnost reducirajućih šećera i proteina (kao što su žitarice ili mlijeko u prahu), Maillardova reakcija će dovesti do gubitka aminokiselina..

Najviše reaktivni u padu su lizin, arginin, triptofan i histidin. U tim slučajevima važno je odgoditi početak reakcije. Uz iznimku arginina, ostale tri su esencijalne aminokiseline; to jest, hranidbu im mora pridonijeti.

Ako se utvrdi da je velik broj aminokiselina proteina vezan za ostatke šećera kao rezultat Maillardove reakcije, tijelo ne može koristiti aminokiseline. Proteolitički enzimi crijeva ih ne mogu hidrolizirati.

Drugi nedostatak je da se pri visokim temperaturama može formirati potencijalno kancerogena tvar kao što je akrilamid.

Hrana s organoleptičkim svojstvima proizvoda Maillardove reakcije

Ovisno o koncentraciji melanoidina, boja se može promijeniti iz žute u smeđu ili čak crnu u sljedećim namirnicama:

- Pečeno meso.

- Prženi luk.

- Pečena kava i kakao.

- Pečeni proizvodi poput kruha, kolača i kolača.

- Čips od krumpira.

- Sladni viski ili pivo.

- Mlijeko u prahu ili kondenzirano mlijeko.

- Dulce de leche.

- Pečeni kikiriki.

reference

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. i Vidal Carou, M. (1990). Biokemija hrane.
  2. Ames, J. (1998). Primjena Maillardove reakcije u prehrambenoj industriji. Kemija hrane.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. i Desnuelle, P. (1992). Uvod a la biochimie et a la technologie des aliments.
  4. Helmenstine A.M. "Maillardova reakcija: Kemija brašnjavanja hrane" (lipanj 2017.) u: ThoughtCo: Science. Preuzeto 22. ožujka 2018. iz Thought.Co: thoughtco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Kontrola hrane i higijena.
  6. Maillardova reakcija. (2018) Preuzeto 22. ožujka 2018. s Wikipedije
  7. Tamanna, N. i Mahmood, N. (2015). Prerada hrane i proizvodi Maillardove reakcije: utjecaj na zdravlje ljudi i prehranu. International Journal of Food Science.