MAILLARD REAKSIYONU: AŞAMALAR VE STRECKER BOZULMASI - KIMYA - 2025

Maillard reaksiyonu , kavurma pişirme, kavurma ve kızartma esnasında gıdalar koyulaşır amino asitler ve indirgeyici şekerler arasında bir kimyasal reaksiyon verilen isimdir. Ekmek kabuğu, kızartma, patates kızartması ve pişmiş kurabiyeler gibi ürünlerin renginden ve aromasından kahverengi bileşikler oluşur.

Reaksiyon, oda sıcaklığında daha yavaş bir hızda gerçekleşmesine rağmen ısı (140 ila 165 165C arasındaki sıcaklıklar) tarafından tercih edilir. Bunu 1912'de tanımlayan Fransız doktor ve kimyager Louis-Camille Maillard'dı.

Karartma, enzimlerin etkisi ve karamelizasyon olmadan gerçekleşir; bu nedenle her ikisi de enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları olarak adlandırılır.

Bununla birlikte, karamelizasyon sırasında yalnızca karbonhidratların ısıtılması, Maillard reaksiyonunun meydana gelmesi için proteinlerin veya amino asitlerin de mevcut olması gerektiğinden farklılık gösterirler.

Reaksiyonun aşamaları

Yemek pişirme teknikleriyle yiyeceğin altın rengine ulaşmak kolay görünse de Maillard reaksiyonunda yer alan kimya çok karmaşıktır. 1953'te John Hodge, hala genel kabul gören reaksiyon şemasını yayınladı.

İlk aşamada, glikoz gibi bir indirgeyici şeker, bir amino asit gibi bir serbest amino grubu içeren bir bileşik ile yoğunlaştırılarak, bir N-ikameli glikosilamine dönüştürülen bir ilave ürün elde edilir.

Amadori yeniden düzenlemesi adı verilen moleküler bir düzenlemeden sonra, 1-amino-deoksi-2-ketoz tipi bir molekül (aynı zamanda Amadori bileşiği olarak da adlandırılır) elde edilir.

Bu bileşik oluşturulduktan sonra iki reaksiyon yolu mümkündür:

- Asetol, piruvaldehit, diasetil gibi nitrojen içermeyen karbonil bileşiklerinde moleküllerin bölünmesi veya parçalanması olabilir.

- Furfural ve dehidrofurfural gibi maddelere neden olan yoğun bir dehidratasyon meydana gelmesi mümkündür. Bu maddeler karbonhidratların ısıtılması ve ayrıştırılmasıyla üretilir. Bazılarının hafif acı tadı ve yanmış şeker aroması vardır.

Stecker bozulması

Üçüncü bir reaksiyon yolu vardır: Strecker bozulması. Bu, indirgeyici maddeler üreten orta derecede bir dehidrasyondan oluşur.

Bu maddeler değişmemiş amino asitlerle reaksiyona girdiğinde, ilgili amino asitlerin tipik aldehitlerine dönüşürler. Bu reaksiyonla, patates cipslerine karakteristik aroma veren pirazin gibi ürünler oluşur.

Bu süreçlere bir amino asit müdahale ettiğinde, molekül beslenme açısından kaybolur. Bu, lizin gibi temel amino asitler söz konusu olduğunda özellikle önemlidir.

Reaksiyonu etkileyen faktörler

Hammaddenin amino asitlerinin ve karbonhidratlarının doğası

Serbest durumda, neredeyse tüm amino asitler tek tip bir davranışa sahiptir. Bununla birlikte, polipeptit zincirine dahil olan amino asitler arasında, bazik olanların - özellikle lizin - büyük reaktivite gösterdiği gösterilmiştir.

Reaksiyona dahil olan amino asit türü, ortaya çıkan aromayı belirler. Şekerlerin indirgenmesi gerekir (yani, serbest bir karbonil grubuna sahip olmalı ve elektron vericisi olarak reaksiyona girmelidir).

Karbonhidratlarda pentozların heksozlardan daha reaktif olduğu bulunmuştur. Yani, glikoz fruktozdan daha az reaktiftir ve dolayısıyla mannozdan daha az reaktiftir. Bu üç heksoz en az reaktif olanlar arasındadır; Bunu artan reaktivite sırasına göre pentoz, arabinoz, ksiloz ve riboz takip eder.

Laktoz veya maltoz gibi disakkaritler, heksozlardan bile daha az reaktiftir. Sakkaroz, serbest indirgeme özelliğine sahip olmadığı için reaksiyona müdahale etmez; Sadece asidik bir gıdada mevcutsa ve daha sonra glikoz ve fruktoza hidrolize edilirse bunu yapar.

Sıcaklık

Reaksiyon, oda sıcaklığında saklama sırasında gelişebilir. Bu nedenle ısının oluşması için vazgeçilmez bir koşul olmadığı düşünülür; ancak yüksek sıcaklıklar onu hızlandırır.

Bu nedenle reaksiyon her şeyden önce pişirme, pastörizasyon, sterilizasyon ve dehidrasyon işlemlerinde gerçekleşir.

PH'ı yükselterek yoğunluk artar

PH yükselirse, reaksiyonun yoğunluğu da yükselir. Bununla birlikte, 6 ile 8 arasındaki pH en uygun olarak kabul edilir.

PH'ta bir azalma, dehidrasyon sırasında esmerleşmeyi hafifletmeyi mümkün kılar, ancak organoleptik özellikleri olumsuz bir şekilde değiştirir.

Nem

Maillard reaksiyonunun hızı, su aktivitesi açısından maksimum 0,55 ile 0,75 arasındadır. Bu nedenle susuz yiyecekler, nemden uzakta ve makul bir sıcaklıkta saklandıkları sürece en stabil olanlardır.

Metallerin varlığı

Cu ⁺² ve Fe ⁺³ gibi bazı metal katyonlar onu katalize eder . Mn ⁺² ve Sn ⁺² gibi diğerleri reaksiyonu engeller.

Olumsuz etkiler

Pişirme sırasında reaksiyon genellikle arzu edilir kabul edilmekle birlikte, beslenme açısından bir dezavantaja sahiptir. Su içeriği düşük olan ve indirgen şeker ve proteinlerin (tahıllar veya süt tozu gibi) bulunduğu yiyecekler ısıtıldığında Maillard reaksiyonu amino asit kaybına yol açacaktır.

Azalan sırada en reaktif olan lizin, arginin, triptofan ve histidindir. Bu durumlarda reaksiyonun ortaya çıkmasını geciktirmek önemlidir. Arginin dışında, diğer üçü temel amino asitlerdir; yani yiyecekle sağlanmalıdır.

Maillard reaksiyonu sonucunda bir proteinde çok sayıda amino asit şeker kalıntılarına bağlı bulunursa, amino asitler vücut tarafından kullanılamaz. Bağırsağın proteolitik enzimleri onları hidrolize edemez.

Kaydedilen diğer bir dezavantaj, yüksek sıcaklıklarda akrilamid gibi potansiyel olarak kanserojen bir maddenin oluşabilmesidir.

Maillard reaksiyonunun organoleptik özelliklere sahip gıdalar

Melanoidin konsantrasyonuna bağlı olarak, aşağıdaki yiyeceklerde renk sarıdan kahverengiye hatta siyaha kadar değişebilir:

- Fırında kızartmak.

- Kızarmış soğan.

- Kahve ve kavrulmuş kakao.

- Ekmek, kurabiye ve kek gibi unlu mamuller.

- Cips.

- Malt viskisi veya bira.

- Toz veya yoğunlaştırılmış süt.

- Karamel.

- Kavrulmuş fıstık.

Referanslar

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. ve Vidal Carou, M. (1990). Gıda biyokimyası.
2. Ames, J. (1998). Maillard reaksiyonunun gıda endüstrisindeki uygulamaları. Gıda Kimyası.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. ve Desnuelle, P. (1992). Giriş à la biochimie ve à la technologie des alimentants.
4. Helmenstine AM "The Maillard reaksiyonu: Gıda kararmasının kimyası" (Haziran 2017): ThoughtCo: Science. 22 Mart 2018'de Thought.Co'dan alındı: thinkco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Gıda kontrolü ve hijyen.
6. Maillard reaksiyonu. (2018) Wikipedia'dan 22 Mart 2018'de alındı
7. Tamanna, N. ve Mahmood, N. (2015). Gıda İşleme ve Maillard Reaksiyon Ürünleri: İnsan Sağlığı ve Beslenme Üzerine Etkisi. Uluslararası Gıda Bilimi Dergisi.