Fasa reaksi Maillard dan Degradasi Strecker



The Reaksi Maillard adalah nama yang diberikan kepada tindak balas kimia antara asid amino dan gula yang mengurangkan makanan penutup semasa memanggang, membakar, memanggang dan menggoreng. Sebatian coklat dibentuk bertanggungjawab untuk warna dan aroma produk seperti kerak roti, daging panggang, kentang goreng dan kue bakar.

Reaksi disukai oleh haba (suhu antara 140 hingga 165 ˚C), walaupun ia juga berlaku pada kelajuan yang lebih rendah, pada suhu bilik. Ia adalah doktor Perancis dan ahli kimia Louis-Camille Maillard yang menggambarkannya pada tahun 1912.

Kegelapan berlaku tanpa tindakan enzim, serta karamelisasi; oleh itu kedua-duanya dipanggil reaksi bukan browning bukan enzimatik. 

Walau bagaimanapun, mereka berbeza dalam karamelisasi hanya karbohidrat dipanaskan, sedangkan untuk tindak balas Maillard berlaku, protein atau asid amino juga mesti hadir..

Indeks

  • 1 Fasa reaksi
  • 2 Degradasi Stecker
  • 3 Faktor yang mempengaruhi reaksi
    • 3.1 Sifat asid amino dan karbohidrat bahan mentah
    • 3.2 Suhu
    • 3.3 Peningkatan pH meningkatkan keamatan
    • 3.4 Kelembapan
    • 3.5 Kehadiran logam
  • 4 Kesan negatif
  • 5 Makanan dengan ciri-ciri produk organoleptik tindak balas Maillard
  • 6 Rujukan

Fasa reaksi

Walaupun kelihatannya mudah untuk mencapai warna keemasan dalam makanan dengan teknik memasak kuliner, kimia yang terlibat dalam reaksi Maillard sangat rumit. Pada tahun 1953 John Hodge menerbitkan skim reaksi yang masih diterima secara umum.

Dalam langkah pertama gula yang mengurangkan seperti glukosa dipeluwap dengan sebatian yang mengandungi kumpulan amino bebas, seperti asid amino, untuk memberikan produk tambahan yang diubah menjadi glikosilamina N-digantikan.

Selepas susunan molekul dipanggil susunan semula Amadori, molekul jenis 1-amino-deoxy-2-ketose (juga dipanggil komoditi Amadori) diperolehi.

Apabila sebatian ini terbentuk, dua laluan tindak balas adalah mungkin:

- Mungkin terdapat belahan atau pecahan molekul dalam sebatian karbonil yang tidak mempunyai nitrogen, seperti acetol, pyruvaldehid, diacetyl.

- Adalah mungkin bahawa dehidrasi yang kuat berlaku yang menimbulkan bahan seperti furfural dan dehydrofurfural. Bahan-bahan ini dihasilkan oleh pemanasan dan penguraian karbohidrat. Ada yang mempunyai sedikit rasa pahit dan aroma gula yang terbakar.

Degradasi Stecker

Terdapat cara ketiga tindak balas: degradasi Strecker. Ini terdiri daripada dehidrasi sederhana yang menghasilkan bahan-bahan yang mengurangkan.

Apabila bahan-bahan ini bertindak balas dengan asid amino yang tidak berubah, ia berubah menjadi aldehid yang tipikal dari asid amino yang terlibat. Reaksi ini menghasilkan produk seperti pyrazine, yang memberikan aroma ciri kepada cip kentang.

Apabila asid amino campur tangan dalam proses ini, molekul hilang dari sudut pandang pemakanan. Ini amat penting dalam kes asid amino, seperti lisin.

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi

Sifat asid amino dan karbohidrat bahan mentah

Dalam keadaan bebas hampir semua asid amino mempunyai tingkah laku seragam. Walau bagaimanapun, telah ditunjukkan bahawa di antara asid amino termasuk dalam rantaian polipeptida, yang asas - terutamanya lisin - menunjukkan reaktiviti yang tinggi.

Jenis asid amino yang terlibat dalam reaksi menentukan rasa yang dihasilkan. Gula mesti reduktif (iaitu, mereka mesti mempunyai kumpulan karbonil bebas dan bertindak balas sebagai penderma elektron).

Dalam karbohidrat didapati bahawa pentoses lebih reaktif daripada hexoses. Iaitu, glukosa kurang reaktif daripada fruktosa dan seterusnya pula daripada mannose. Ketiga-tiga heksosis ini adalah antara reaktif yang paling kurang; diikuti oleh pentose, arabinose, xylose dan ribosa, dalam meningkatkan daya reaktif. 

Disaccharides, seperti laktosa atau maltosa, lebih kurang reaktif daripada heksos. Sucrose, kerana ia tidak mempunyai fungsi pengurangan bebas, tidak campur tangan dalam tindak balas; ia hanya berbuat demikian jika ia terdapat dalam makanan berasid dan kemudian dihidrolisiskan dalam glukosa dan fruktosa.

Suhu

Reaksi mungkin timbul semasa penyimpanan pada suhu bilik. Atas sebab ini, dianggap bahawa haba bukanlah keadaan yang sangat diperlukan untuk itu berlaku; Walau bagaimanapun, suhu tinggi mempercepatkannya.

Atas sebab ini tindak balas berlaku terutamanya dalam memasak, pasteurisasi, pensterilan dan operasi dehidrasi.

Apabila meningkatkan pH, peningkatan intensiti

Sekiranya pH meningkat, begitu juga dengan tindak balas tindak balas. Walau bagaimanapun, pH antara 6 dan 8 dianggap paling sesuai.

Penurunan pH memungkinkan untuk melemahkan pemeriksaan semasa penyahhidratan, tetapi tidak mengubah sifat-sifat organoleptik.

Kelembapan

Kelajuan reaksi Maillard membentangkan maksimum antara 0.55 dan 0.75 dari segi aktiviti air. Oleh itu, makanan yang kering adalah yang paling stabil, dengan syarat ia dilindungi dari kelembapan dan pada suhu yang sederhana.

Kehadiran logam

Beberapa kation logam memangkinkannya, seperti Cu+2 dan Iman+3. Lain-lain seperti Mn+2 dan Sn+2 menghalang tindak balas.

Kesan negatif

Walaupun reaksi umumnya dianggap wajar semasa memasak membentangkan kelemahan dari sudut pemakanan pandangan. Jika makanan dipanaskan dengan kandungan air yang rendah dan kehadiran mengurangkan gula dan protein (seperti bijirin atau susu tepung), tindak balas Maillard akan menyebabkan kehilangan asid amino.

Yang paling reaktif dalam mengurangkan susunan adalah lisin, arginine, tryptophan dan histidine. Dalam kes ini adalah penting untuk melambatkan permulaan tindak balas. Dengan pengecualian arginin, ketiga yang lain adalah asid amino penting; iaitu, mereka mesti disumbangkan oleh pemberian makanan.

Jika sebilangan besar asid amino protein dijumpai terikat kepada residu gula akibat reaksi Maillard, asid amino tidak boleh digunakan oleh tubuh. Enzim proteolitik usus tidak dapat menghidrolisis mereka.

Satu lagi kekurangan yang diperhatikan adalah, pada suhu tinggi, bahan berpotensi karsinogenik seperti acrylamide boleh dibentuk.

Makanan dengan ciri produk organoleptik tindak balas Maillard

Bergantung kepada kepekatan melanoidin, warna boleh berubah dari kuning ke coklat atau hitam ke dalam makanan berikut:

- Daging panggang.

- Bawang goreng.

- Kopi panggang dan koko.

- Barangan seperti roti, kue dan kek.

- Cip kentang.

- Wiski malt atau bir.

- Susu tepung atau pekat.

- Dulce de leche.

- Kacang panggang.

Rujukan

  1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. dan Vidal Carou, M. (1990). Biokimia makanan.
  2. Ames, J. (1998). Permohonan tindak balas Maillard dalam industri makanan. Kimia Makanan.
  3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. dan Desnuelle, P. (1992). Pengenalan teknologi dan etika teknologi.
  4. Helmenstine A.M. "Reaksi Maillard: Chemestry of browning makanan" (Jun 2017) dalam: ThoughtCo: Science. Diambil pada 22 Mac, 2018 dari Thought.Co: thoughtco.com.
  5. Larrañaga Coll, I. (2010). Kawalan makanan dan kebersihan.
  6. Reaksi Maillard. (2018) Diperoleh pada 22 Mac, 2018, dari Wikipedia
  7. Tamanna, N. dan Mahmood, N. (2015). Pemprosesan Makanan dan Produk Reaksi Maillard: Kesan ke atas Kesihatan Manusia dan Pemakanan. Jurnal Antarabangsa Sains Makanan.