Maillardas reakcijas fāzes un Streckera degradācija



The Maillard reakcija ir nosaukums, kas piešķirts ķīmiskajām reakcijām starp aminoskābēm un reducējošajiem cukuriem, kas aizkavē ēdienu cepšanas, cepšanas, cepšanas un cepšanas laikā. Brūnie savienojumi ir atbildīgi par tādu produktu krāsu un aromātu kā maizes garoza, cepta liellopu gaļa, frī kartupeļi un cepta cepumi.

Reakciju veicina siltums (temperatūra no 140 līdz 165 ˚C), lai gan tas notiek arī zemākā ātrumā, istabas temperatūrā. 1912. gadā to aprakstīja franču ārsts un ķīmiķis Louis-Camille Maillard.

Tumšošana notiek bez fermentu darbības, kā arī karamelizācija; tāpēc abus sauc par reakcijām, kas nav fermentatīvas brūces. 

Tomēr tie atšķiras ar to, ka karamelizācijā tiek sildīti tikai ogļhidrāti, turpretī Maillard reakcijai ir jābūt arī olbaltumvielām vai aminoskābēm..

Indekss

  • 1 Reakcijas fāzes
  • 2 Stecker degradācija
  • 3 Faktori, kas ietekmē reakciju
    • 3.1. Izejvielu aminoskābju un ogļhidrātu veids
    • 3.2 Temperatūra
    • 3.3 pH palielināšana palielina intensitāti
    • 3.4. Mitrums
    • 3.5 Metālu klātbūtne
  • 4 Negatīva ietekme
  • 5 Pārtikas produkti ar Maillard reakcijas organoleptiskajām īpašībām
  • 6 Atsauces

Reakcijas fāzes

Lai gan šķiet, ka ir viegli sasniegt zelta krāsu pārtikas produktos, izmantojot kulinārijas gatavošanas paņēmienus, Maillard reakcijā iesaistītā ķīmija ir ļoti sarežģīta. 1953. gadā Džons Habijs publicēja reakcijas shēmu, kas joprojām ir vispārpieņemta.

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 glikozilamīnu..

Pēc molekulārās struktūras, ko sauc par Amadori pārkārtošanos, iegūst 1-amino-deoksi-2-ketozes (ko sauc arī par Amadori savienojumu) molekulu..

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

- Iespējams, ka karbonila savienojumos, kuriem trūkst slāpekļa, var būt sadalīšanās vai sadalīšanās, piemēram, acetols, piruvaldehīds, diacetils.

- Iespējams, ka notiek intensīva dehidratācija, kas izraisa tādas vielas kā furfurols un dehidrofurfurols. Šīs vielas ražo, sildot un sadalot ogļhidrātus. Dažiem ir nedaudz rūgta garša un sadegušā cukura aromāts.

Stecker degradācija

Ir trešais reakcijas veids: Streckera degradācija. Tas sastāv no mērenas dehidratācijas, kas rada reducējošas vielas.

Kad šīs vielas reaģē ar nemainīgām aminoskābēm, tās transformējas aldehīdos, kas raksturīgi iesaistītajām aminoskābēm. Šī reakcija rada tādus produktus kā pirazīns, kas piešķir raksturīgo aromātu kartupeļu čipsiem.

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

Faktori, kas ietekmē reakciju

Izejvielu aminoskābju un ogļhidrātu veids

Brīvā stāvoklī gandrīz visām aminoskābēm ir vienota uzvedība. Tomēr ir pierādīts, ka starp polipeptīdu ķēdē iekļautajām aminoskābēm pamata - īpaši lizīna - reaktivitāte ir augsta..

Reakcijā iesaistītās aminoskābes veids nosaka iegūto garšu. Cukuriem jābūt reduktīviem (ti, tiem jābūt brīvai karbonilgrupai un jāreaģē kā elektronu donoriem)..

Ogļhidrātos konstatēts, ka pentozes ir reaktīvākas nekā heksozes. Tas nozīmē, ka glikoze ir mazāk reaktīva nekā fruktoze un, savukārt, mannoze. Šīs trīs heksozes ir vismazāk reaģējošas; kam seko pentoze, arabinoze, ksiloze un riboze, pieaugošā reaktivitātes secībā. 

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

Temperatūra

Reakcija var attīstīties uzglabāšanas laikā istabas temperatūrā. Šā iemesla dēļ tiek uzskatīts, ka siltums nav obligāts nosacījums, lai tas notiktu; tomēr augstā temperatūra to paātrina.

Šī iemesla dēļ reakcija notiek īpaši ēdiena gatavošanas, pasterizācijas, sterilizēšanas un dehidratācijas operācijās.

Palielinot pH, intensitāte palielinās

Ja pH palielinās, tāpat arī reakcijas intensitāte. Tomēr par visizdevīgāko uzskata pH starp 6 un 8.

PH pazemināšanās dehidratācijas laikā ļauj mazināt brūnumu, bet negatīvi ietekmē organoleptiskās īpašības..

Mitrums

Maillard reakcijas ātrums ūdens aktivitāti veido ne vairāk kā no 0,55 līdz 0,75. Tāpēc dehidrēti pārtikas produkti ir visstabilākie, ja tie ir pasargāti no mitruma un mērenas temperatūras.

Metālu klātbūtne

Daži metāliskie katjoni to katalizē, piemēram, Cu+2 un Ticība+3. Citi, piemēram, Mn+2 un Sn+2 nomāc reakciju.

Negatīva ietekme

Lai gan reakcija parasti tiek uzskatīta par vēlamu ēdiena gatavošanas laikā, tā uztura ziņā ir neizdevīga. Ja pārtikas produkti ar zemu ūdens saturu un reducējošo cukuru un olbaltumvielu (piemēram, graudaugu vai piena pulvera) klātbūtni tiek karsēti, Maillard reakcija novedīs pie aminoskābju zuduma..

Visaktīvāk samazinošā secībā ir lizīns, arginīns, triptofāns un histidīns. Šādos gadījumos ir svarīgi aizkavēt reakcijas sākumu. Izņemot arginīnu, pārējās trīs ir būtiskas aminoskābes; tas ir, tie ir jāveic ar barošanu.

Ja Maillard reakcijas rezultātā tiek konstatēts liels daudzums olbaltumvielu aminoskābju, ķermenis nevar izmantot aminoskābes. Zarnu proteolītiskie fermenti tos nevar hidrolizēt.

Vēl viens trūkums ir tas, ka augstās temperatūrās var veidoties potenciāli kancerogēna viela, piemēram, akrilamīds.

Pārtikas produkti ar Maillard reakcijas organoleptiskajām īpašībām

Atkarībā no melanoidīnu koncentrācijas krāsa var mainīties no dzeltenas līdz brūnai vai pat melna šādos pārtikas produktos:

- Grauzdēta gaļa.

- Cepti sīpoli.

- Grauzdēta kafija un kakao.

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

- Kartupeļu čipsi.

- Iesala viskijs vai alus.

- Piena pulveris vai kondensēts piens.

- Dulce de leche.

- Grauzdēti zemesrieksti.

Atsauces

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. un Vidal Carou, M. (1990). Pārtikas bioķīmija.
  2. Ames, J. (1998). Maillardas reakcijas pielietojums pārtikas rūpniecībā. Pārtikas ķīmija.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. un Desnuelle, P. (1992). Ievads à la biochimie et à la Technie des aliments.
  4. Helmenstine A.M. "Maillardas reakcija: pārtikas barības apūdeņošana" (2017. gada jūnijs): ThoughtCo: Zinātne. Saturs iegūts 2018. gada 22. martā no Thought.Co: thinkco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Pārtikas kontrole un higiēna.
  6. Maillard reakcija. (2018) Ielogots 2018. gada 22. martā no Vikipēdijas
  7. Tamanna, N. un Mahmood, N. (2015). Pārtikas pārstrādes un Maillard reakcijas produkti: ietekme uz cilvēka veselību un uzturu. Starptautiskais Pārtikas zinātnes žurnāls.