Maillardove reakčné fázy a degradácia Strecker



Maillardova reakcia je názov pre chemické reakcie medzi aminokyselinami a redukujúcimi cukrami, ktoré zakrývajú potraviny počas praženia, pečenia, praženia a vyprážania. Hnedé zlúčeniny sú zodpovedné za farbu a vôňu výrobkov, ako sú chrumkavá kôra, pečené hovädzie mäso, hranolky a pečené pečivo.

Reakcia je podporovaná teplom (teploty medzi 140 až 165 ° C), aj keď sa tiež vyskytuje pri nižšej rýchlosti pri teplote miestnosti. V roku 1912 to opísal francúzsky lekár a chemik Louis-Camille Maillard.

Stmavnutie nastáva bez pôsobenia enzýmov, ako aj karamelizácie; preto sa obidva nazývajú reakciami neenzymatického zhnednutia. 

Líšia sa však tým, že pri karamelizácii sa zahrejú len uhľovodíky, zatiaľ čo pri Maillardovej reakcii musia byť prítomné aj proteíny alebo aminokyseliny..

index

  • 1 Fázy reakcie
  • 2 Steckerova degradácia
  • 3 Faktory, ktoré ovplyvňujú reakciu
    • 3.1 Povaha aminokyselín a sacharidov suroviny
    • 3.2 Teplota
    • 3.3 Zvýšenie pH zvyšuje intenzitu
    • 3.4 Vlhkosť
    • 3.5 Prítomnosť kovov
  • 4 Negatívne účinky
  • 5 Potraviny s organoleptickými vlastnosťami produktu Maillardovej reakcie
  • 6 Referencie

Fázy reakcie

Hoci sa zdá byť jednoduché dosiahnuť zlatú farbu v potravinách kuchárskymi technikami, chémia zapojená do Maillardovej reakcie je veľmi zložitá. V roku 1953 John Hodge publikoval schému reakcie, ktorá je ešte všeobecne prijatá.

V prvom kroku sa redukujúci cukor, ako je glukóza, kondenzuje so zlúčeninou obsahujúcou voľnú aminoskupinu, ako je napríklad aminokyselina, za vzniku adičného produktu, ktorý sa transformuje na N-substituovaný glykozylamín..

Po molekulárnom usporiadaní nazývanom Amadoriho preskupenie sa získa molekula typu 1-amino-deoxy-2-ketose (tiež nazývaná zlúčenina Amadori)..

Po vytvorení tejto zlúčeniny sú možné dve reakčné cesty:

- Môže existovať štiepenie alebo rozpad molekúl v karbonylových zlúčeninách, ktoré nie sú prítomné v dusíku, ako je acetol, pyruvaldehyd, diacetyl..

- Je možné, že nastane intenzívna dehydratácia, ktorá vedie k vzniku látok, ako je furfural a dehydrofurfural. Tieto látky sa vyrábajú zahrievaním a rozkladom sacharidov. Niektoré majú miernu horkú chuť a vôňu spáleného cukru.

Stecker degradácia

Existuje tretí spôsob reakcie: degradácia Strecker. To pozostáva z miernej dehydratácie, ktorá vytvára redukčné látky.

Keď tieto látky reagujú s nezmenenými aminokyselinami, transformujú sa na aldehydy typické pre príslušné aminokyseliny. Táto reakcia produkuje produkty, ako je pyrazín, ktorý dáva charakteristickú arómu zemiakovým lupienkom.

Keď aminokyselina zasiahne do týchto procesov, molekula sa stratí z nutričného hľadiska. To je obzvlášť dôležité v prípade esenciálnych aminokyselín, ako je lyzín.

Faktory, ktoré ovplyvňujú reakciu

Povaha aminokyselín a sacharidov suroviny

Vo voľnom stave majú takmer všetky aminokyseliny jednotné správanie. Ukázalo sa však, že medzi aminokyselinami obsiahnutými v polypeptidovom reťazci majú zásadité - najmä lyzín - vysokú reaktivitu.

Typ aminokyseliny, ktorá sa zúčastňuje reakcie, určuje výslednú chuť. Cukry musia byť redukčné (to znamená, že musia mať voľnú karbonylovú skupinu a reagovať ako donory elektrónov).

V sacharidoch sa zistilo, že pentózy sú reaktívnejšie ako hexózy. To znamená, že glukóza je menej reaktívna ako fruktóza a naopak manóza. Tieto tri hexózy patria medzi najmenej reaktívne; nasledované pentózou, arabinózou, xylózou a ribózou v rastúcom poradí reaktivity. 

Disacharidy, ako je laktóza alebo maltóza, sú ešte menej reaktívne ako hexózy. Sacharóza, pretože nemá voľnú redukčnú funkciu, nezasahuje do reakcie; robí to len vtedy, ak je prítomný v kyslom jedle a potom je hydrolyzovaný v glukóze a fruktóze.

teplota

Reakcia sa môže vyvinúť počas skladovania pri izbovej teplote. Z tohto dôvodu sa predpokladá, že teplo nie je nevyhnutnou podmienkou na to, aby k nemu došlo; vysoké teploty ho však urýchľujú.

Z tohto dôvodu sa reakcia uskutočňuje najmä pri varení, pasterizácii, sterilizácii a dehydratácii.

Pri zvyšovaní pH sa intenzita zvyšuje

Ak pH stúpa, tak aj intenzita reakcie. Avšak pH medzi 6 a 8 je považované za najvýhodnejšie.

Zníženie pH umožňuje zoslabiť zhnednutie počas dehydratácie, ale nepriaznivo modifikuje organoleptické vlastnosti..

vlhkosť

Rýchlosť Maillardovej reakcie predstavuje maximum medzi 0,55 a 0,75, pokiaľ ide o aktivitu vody. Preto sú dehydrované potraviny najstabilnejšie za predpokladu, že sú chránené pred vlhkosťou a pri miernej teplote.

Prítomnosť kovov

Niektoré kovové katióny ho katalyzujú, ako napríklad Cu+2 a viera+3. Iní ako Mn+2 a Sn+2 inhibujú reakciu.

Negatívne účinky

Aj keď je reakcia všeobecne považovaná za žiaducu počas varenia, predstavuje nevýhodu z hľadiska výživy. Ak sa potraviny s nízkym obsahom vody a prítomnosťou redukujúcich cukrov a bielkovín (napr. Obilnín alebo sušeného mlieka) zahrejú, Maillardova reakcia povedie k strate aminokyselín.

Najviac reaktívne v klesajúcom poradí sú lyzín, arginín, tryptofán a histidín. V týchto prípadoch je dôležité oddialiť nástup reakcie. S výnimkou arginínu sú ostatné tri esenciálne aminokyseliny; to znamená, že musia byť kŕmené krmivom.

Ak sa v dôsledku Maillardovej reakcie zistí, že veľký počet aminokyselín proteínu je viazaný na zvyšky cukru, telo ich nemôže použiť. Proteolytické enzýmy čreva ich nemôžu hydrolyzovať.

Ďalšou nevýhodou je, že pri vysokých teplotách sa môže vytvoriť potenciálne karcinogénna látka, ako je akrylamid.

Potraviny s organoleptickými vlastnosťami produktu Maillardovej reakcie

V závislosti od koncentrácie melanoidínov sa farba môže meniť zo žltej na hnedú alebo dokonca čiernu v nasledujúcich potravinách:

- Pečené mäso.

- Vyprážané cibule.

- Pražená káva a kakao.

- Pečený tovar ako chlieb, sušienky a koláče.

- Zemiakové lupienky.

- Sladová whisky alebo pivo.

- Sušené alebo kondenzované mlieko.

- Dulce de leche.

- Pražené arašidy.

referencie

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. a Vidal Carou, M. (1990). Potravinová biochémia.
  2. Ames, J. (1998). Aplikácia Maillardovej reakcie v potravinárskom priemysle. Chémia potravín.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. a Desnuelle, P. (1992). Úvod do biochimie a technológií.
  4. Helmenstine A.M. "Maillardova reakcia: Chemestry of browning food" (jún 2017) v: ThoughtCo: Science. Zdroj: 22. marca 2018 zo stránky Thought.Co: thoughtco.com.
  5. Larrañaga Coll., I. (2010). Kontrola potravín a hygiena.
  6. Maillardova reakcia. (2018) Získané 22. marca 2018 z Wikipédie
  7. Tamanna, N. a Mahmood, N. (2015). Spracovanie potravín a produkty reakcie Maillard: Vplyv na ľudské zdravie a výživu. International Journal of Food Science.