Phản ứng Maillard Các pha và sự xuống cấp của Strecker



các Phản ứng Maillard là tên được đặt cho các phản ứng hóa học giữa các axit amin và đường khử làm che khuất thức ăn trong quá trình rang, nướng, rang và chiên. Các hợp chất màu nâu được hình thành chịu trách nhiệm cho màu sắc và mùi thơm của các sản phẩm như vỏ bánh mì, thịt bò nướng, khoai tây chiên và bánh quy nướng.

Phản ứng được ưa thích bởi nhiệt (nhiệt độ từ 140 đến 165 ˚C), mặc dù nó cũng xảy ra ở tốc độ thấp hơn, ở nhiệt độ phòng. Chính bác sĩ và nhà hóa học người Pháp Louis-Camille Maillard đã mô tả nó vào năm 1912.

Sự tối màu xảy ra mà không có tác dụng của enzyme, cũng như caramel hóa; do đó cả hai được gọi là phản ứng của màu nâu không enzyme. 

Tuy nhiên, chúng khác nhau ở chỗ trong caramel hóa chỉ có carbohydrate được làm nóng, trong khi đó để phản ứng Maillard xảy ra, protein hoặc axit amin cũng phải có mặt..

Chỉ số

  • 1 pha của phản ứng
  • 2 Stecker xuống cấp
  • 3 yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
    • 3.1 Bản chất của axit amin và carbohydrate của nguyên liệu thô
    • 3.2 Nhiệt độ
    • 3.3 Tăng pH làm tăng cường độ
    • 3,4 Độ ẩm
    • 3.5 Sự hiện diện của kim loại
  • 4 tác động tiêu cực
  • 5 Thực phẩm có đặc tính organoleptic của phản ứng Maillard
  • 6 tài liệu tham khảo

Các pha của phản ứng

Mặc dù có vẻ dễ dàng đạt được màu vàng trong thực phẩm bằng kỹ thuật nấu ăn, hóa học liên quan đến phản ứng Maillard rất phức tạp. Năm 1953, John Hodge đã công bố sơ đồ của phản ứng vẫn được thừa nhận một cách tổng quát.

Ở bước đầu tiên, một loại đường khử như glucose được cô đặc bằng một hợp chất có chứa một nhóm amin tự do, chẳng hạn như axit amin, để tạo ra một sản phẩm bổ sung được chuyển thành glycosylamine thay thế N.

Sau khi sắp xếp phân tử được gọi là sắp xếp lại Amadori, một phân tử loại 1-amino-deoxy-2-ketose (còn gọi là hợp chất Amadori).

Khi hợp chất này được hình thành, hai tuyến phản ứng có thể xảy ra:

- Có thể có sự phân tách hoặc phân hủy các phân tử trong các hợp chất cacbonyl thiếu nitơ, chẳng hạn như acetol, pyruvaldehyd, diacetyl.

- Có thể xảy ra tình trạng mất nước dữ dội làm phát sinh các chất như furfural và dehydrofurfural. Những chất này được sản xuất bằng cách đun nóng và phân hủy carbohydrate. Một số có vị đắng nhẹ và mùi thơm của đường bị cháy.

Suy thoái stecker

Có một cách phản ứng thứ ba: sự xuống cấp của Strecker. Điều này bao gồm mất nước vừa phải tạo ra các chất khử.

Khi các chất này phản ứng với các axit amin không thay đổi, chúng được chuyển thành aldehyd điển hình của các axit amin liên quan. Phản ứng này tạo ra các sản phẩm như pyrazine, tạo mùi thơm đặc trưng cho khoai tây chiên.

Khi một axit amin can thiệp vào các quá trình này, phân tử bị mất từ ​​quan điểm dinh dưỡng. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp các axit amin thiết yếu, chẳng hạn như lysine.

Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng

Bản chất của axit amin và carbohydrate của nguyên liệu thô

Ở trạng thái tự do hầu như tất cả các axit amin đều có trạng thái đồng nhất. Tuy nhiên, người ta đã chứng minh rằng trong số các axit amin có trong chuỗi polypeptide, những chất cơ bản - đặc biệt là lysine - có khả năng phản ứng cao.

Loại axit amin tham gia vào phản ứng xác định mùi vị thu được. Các loại đường phải được khử (nghĩa là chúng phải có nhóm carbonyl tự do và phản ứng như các nhà tài trợ điện tử).

Trong carbohydrate, người ta đã phát hiện ra rằng pentose có phản ứng mạnh hơn hexose. Đó là, glucose ít phản ứng hơn fructose và ngược lại, hơn mannose. Ba hexose là một trong số ít phản ứng nhất; tiếp theo là pentose, arabinose, xyloza và ribose, theo thứ tự tăng dần của phản ứng. 

Disacarit, chẳng hạn như đường sữa hoặc maltose, thậm chí ít phản ứng hơn so với hexose. Sucrose, vì nó không có chức năng khử tự do, không can thiệp vào phản ứng; nó chỉ làm như vậy nếu nó có trong thực phẩm có tính axit và sau đó bị thủy phân trong glucose và fructose.

Nhiệt độ

Phản ứng có thể phát triển trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng. Vì lý do này, nó được coi là nhiệt không phải là điều kiện không thể thiếu để nó xảy ra; tuy nhiên, nhiệt độ cao làm tăng tốc nó.

Vì lý do này, phản ứng xảy ra đặc biệt là trong các hoạt động nấu ăn, thanh trùng, khử trùng và khử nước.

Khi tăng độ pH, cường độ tăng

Nếu độ pH tăng, cường độ của phản ứng cũng tăng. Tuy nhiên, độ pH từ 6 đến 8 được coi là thuận lợi nhất.

Việc giảm độ pH làm cho nó có thể làm giảm màu nâu trong khi mất nước, nhưng làm thay đổi bất lợi các đặc điểm về cảm quan.

Độ ẩm

Tốc độ của phản ứng Maillard thể hiện tối đa từ 0,55 đến 0,75 về hoạt động của nước. Do đó, thực phẩm mất nước là ổn định nhất, với điều kiện là chúng được bảo vệ khỏi độ ẩm và ở nhiệt độ vừa phải.

Sự hiện diện của kim loại

Một số cation kim loại xúc tác cho nó, chẳng hạn như Cu+2 và đức tin+3. Những người khác thích Mn+2 và Sn+2 ức chế phản ứng.

Tác động tiêu cực

Mặc dù phản ứng thường được coi là mong muốn trong khi nấu, nhưng nó thể hiện một nhược điểm từ quan điểm dinh dưỡng. Nếu thực phẩm có hàm lượng nước thấp và sự hiện diện của đường khử và protein (như ngũ cốc hoặc sữa bột) được đun nóng, phản ứng Maillard sẽ dẫn đến mất axit amin.

Các phản ứng mạnh nhất theo thứ tự giảm là lysine, arginine, tryptophan và histidine. Trong những trường hợp này, điều quan trọng là trì hoãn sự khởi đầu của phản ứng. Ngoại trừ arginine, ba loại còn lại là các axit amin thiết yếu; nghĩa là, chúng phải được đóng góp bằng cách cho ăn.

Nếu một số lượng lớn axit amin của protein được tìm thấy liên kết với dư lượng đường do phản ứng Maillard, cơ thể không thể sử dụng axit amin. Các enzyme phân giải protein của ruột không thể thủy phân chúng.

Một nhược điểm khác được lưu ý là, ở nhiệt độ cao, một chất có khả năng gây ung thư như acrylamide có thể được hình thành.

Thực phẩm có đặc tính organoleptic của phản ứng Maillard

Tùy thuộc vào nồng độ melanoidin, màu sắc có thể thay đổi từ vàng sang nâu hoặc thậm chí đen trong các thực phẩm sau:

- Thịt nướng.

- Hành tây chiên.

- Cà phê rang và ca cao.

- Hàng nướng như bánh mì, bánh quy và bánh ngọt.

- Khoai tây chiên.

- Rượu whisky mạch nha hoặc bia.

- Sữa bột hoặc sữa đặc.

- Dulce de leche.

- Đậu phộng rang.

Tài liệu tham khảo

  1. Alais, C., Linden, G., Phông chữ Mariné, A. và Vidal Carou, M. (1990). Sinh hóa thực phẩm.
  2. Ames, J. (1998). Các ứng dụng của phản ứng Maillard trong ngành công nghiệp thực phẩm. Hóa học thực phẩm.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. và Desnuelle, P. (1992). Giới thiệu à la biochimie et à la technologie des aliment.
  4. Helmenstine A.M. "Phản ứng Maillard: Hóa chất của màu nâu thực phẩm" (tháng 6 năm 2017) trong: Th thinkCo: Science. Truy cập ngày 22 tháng 3 năm 2018 từ Th Think.Co: thinkco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Kiểm soát thực phẩm và vệ sinh.
  6. Phản ứng Maillard. (2018) Truy xuất ngày 22 tháng 3 năm 2018, từ Wikipedia
  7. Tamanna, N. và Mahmood, N. (2015). Sản phẩm chế biến thực phẩm và phản ứng Maillard: Ảnh hưởng đến sức khỏe và dinh dưỡng của con người. Tạp chí khoa học thực phẩm quốc tế.