Több ezer megnevezett reakció létezik a kémiában, de ezek többsége nem mond semmit a laikusoknak. De van egy reakció, amit mindenki nagyon ismer, ez a Maillard reakció. Akkor találkozunk vele, amikor aromás kávét iszunk, frissen sült kenyeret és sült steaket eszünk. És akkor is, ha sörözünk a barátokkal. Maillard kémiai reakciója a legfinomabb, és ő teszi az ételt illatossá és széppé. És bár mindenhol körülvesz bennünket - a humusz, tőzeg, gyógyiszap képződése, a konyhában fogunk beszélni a varázslatáról.
Az első steak és antropogenezis
A zoológusok már régóta észrevették, hogy a nagy majmok jobban szeretik a termikusan feldolgozott táplálékot a nyers helyett. Igen, és minden háziállat szívesen eszik emberi táplálékot. A tűz, a nyárs és a fazekak régóta az emberi élet szerves részét képezik. És ettől a pillanattól kezdve elkezdődött civilizációnk kulturális formációja. Végülaz élelmiszerek termikus feldolgozása drámaian megnövelte az élelmiszer-emésztés hatékonyságát, felszabadítva őseink idejét a gondolkodásra és a világ felfedezésére. Elmondható, hogy nem a munka tett józan emberré, hanem egy meleg és ízletes tál leves és a Maillard-reakciónak köszönhetően sült steak.
A cukor, a zsír és a fehérje találkozik a serpenyőben
Az élelmiszer három fő összetevőt tartalmaz – fehérjéket, zsírokat és szénhidrátokat (cukrokat). Mindegyik fontos az emberi élethez, de ez a cikk nem erről szól.
A szénhidrátok és zsírok kémiai szerkezetükben specifikus C=O karbonilcsoportokat tartalmaznak, és bár összetett molekulaszerkezettel rendelkeznek, általában lineárisak. A fehérjék azonban összetett molekuláris vegyületek, a bennük lévő aminosavláncok összetett tercier, sőt kvaterner képződményeket (globulusokat) alkotnak. A fehérjék 20 aminosavat tartalmaznak, amelyek közül 4 (lizin, arginin, triptofán, hisztidin) szabad aminocsoportot (NH2) és guanidin C csoportot tartalmaz (NH2)2, amelyek könnyen sebezhetővé teszik őket.
Ez azt jelenti, hogy könnyen reagálnak a cukrok és zsírok karbonilcsoportjával. Ez a szacharoamin kondenzációs reakció, amely Maillard nevét viseli. A reakció egyetlen feltétel mellett megy végbe - a hőmérséklet szükséges. És pontosan ez történik a mi tűzhelyünkön sütés, főzés vagy sütés közben. Ez a „finom” Maillard-féle kémiai reakció, ami annak köszönhető, hogy a szeleteken és zsemléken aranyszínű kéreg jelenik meg.
Kuszos felfedezéstörténet
MűködikA fehérjeszintézis útjainak tanulmányozása során 1912-ben egy fiatal francia, orvos és vegyész, Louis Camille Maillard aminosavakat és cukrokat kevert össze, oldatokat melegített és megfigyelte a reakciót. Maillard barna vegyületek képződését észlelte a kémcsőben. De ezek nem peptidek voltak, hanem olyan anyagok, amelyek meghatározzák a készételek színét és illatát. Hogy milyen anyagok keletkeztek a reakció során, azt Maillard nem állapította meg. Csak a talaj huminhoz való hasonlóságukat vette észre.
A tudósok S. P. részt vettek a Maillard-reakció termékeinek meghatározására irányuló váltóversenyen. Kosztycsev és V. A. Brilliant a Pétervári Egyetemről (1914), aki az élesztő fermentációját tanulmányozta. De a reakciót nem nevezik nevén, mert a felfedező nem állt meg itt.
1912-től 1913-ig több mint 30 publikáció és Maillard doktori disszertációja „The Genesis of Proteins. A glicerin és a cukrok hatása az aminosavakra, ahol a szerző ennek a kölcsönhatásnak több szakaszát is megállapította.
Kár, hogy a tudós élete során nem szerzett hírnevet, a kémikusok 1946-ban kezdtek részletesebben érdeklődni a Maillard-kémiai reakció iránt. John George amerikai kémikus akkor publikált egy cikket a Journal of Agricultural and Food Chemistry-ben a főzés során bekövetkező reakció szakaszairól és jelentőségéről. Ez a Maillard-reakcióról szóló cikk ma is a legtöbbet idézett cikk a folyóirat történetében.
A szacharoamin kondenzáció azonban továbbra is büszkén viseli a francia felfedező nevét.
Egy kis kémia közérthető nyelven
Ma már ismert, hogy a Maillard-reakció szekvenciális és párhuzamos reakciók kaszkádja,serpenyőben, edényben vagy sütőben történjen. Minden a cukrok (glükóz, szacharóz és fruktóz) fehérjék és peptidek elsődleges aminocsoportjai általi kondenzációjával kezdődik. A keletkező vegyületek egy sor átalakuláson mennek keresztül, melynek eredményeként aciklusos, heterociklusos, polimer anyagok képződnek. Ők teszik „ízletessé” a kémiai Maillard-reakciót. Lehetnek színtelenek és színesek, illatosak vagy kellemetlen szagúak. Minden háziasszony tudja, hogy ez a felkészülés körülményeitől függ.
Karamellizálás és steak
A Maillard tudós által felfedezett reakciókomplexumot a termékek nem enzimatikus barnulásának nevezik, melanoidok (színes anyagok) képződésével. A folyamat kémiája összetett, több száz kémiai vegyület képződik, amelyek többségét még nem azonosították.
A karamellizálás – az egyszerű cukrok átalakulása hevítés közben – nem csak édesség. Ez a folyamat hús grillezése és zöldségek sütésekor történik. A kapott m altol és izom altol sült kenyér illatát adják, a 2-H-4-hidroxi-5-metiluretán pedig rántott hús illatú.
A reakciók kaszkádja egyre több melanoid képződéséhez vezet, és a steak kéreg sötétebbé válik. Vízben a Maillard-reakció lassabb, de olajban és nyílt tűzön gyorsan lezajlik. Csak vigyázz, nehogy megégjen a hús!
Melanoidok jelentek meg - a reakció elmúlt
Ezek az anyagok természetüknél fogva szabálytalan polimer képződmények, színükvöröstől sötétbarnáig. Sokak felépítése a mai napig rejtély marad. Naponta legfeljebb 10 gramm melanoidot fogyasztunk, amelyek a kávéban, sörben, kvassban, borban, kenyérben, sült halban és húsban találhatók.
Képződésükhöz aromás anyagok társulnak: furfurol, acetaldehid, aldehidek, diacetil és sok más. Az étel nem csak szép, de illatos is lesz.
Kár vagy haszon?
A melanoidok jelenlétével függnek össze a sült ételek veszélyeivel kapcsolatos félelmek. Tehát károsak vagy sem?
Sok adat halmozódott fel a melanoidok előnyeiről, amelyek antioxidáns, antibakteriális és immunmoduláló tulajdonságokkal rendelkeznek. Nehézfém-ionok megkötésére is képesek.
Például a kávéban található melanoidok antimikrobiális hatása a Maillard-reakció során hidrogén-peroxid képződéséhez kapcsolódik. Ő az, aki gátolja a baktériumok szaporodását és növekedését.
A melanoidokat ősidők óta széles körben alkalmazzák a népi gyógyászatban. Ne feledje, hogy minden gyógyító gyógynövényfőzet barna színű, és ez a bennük lévő összetett kémiai vegyületeknek köszönhető.
A melanoidok nem szívódnak fel a belekben, és rosszul reagálnak az enzimatikus hasításra. Így a prebiotikumok funkcióját töltik be – az élelmi rostokhoz hasonlóan serkentik a bifidobaktériumok szaporodását a bélben.
Rossz sült ételt enni?
De vannak hátrányai is. Először is, a Maillard-reakció során csökken a fehérjék biológiai értéke, amelyeket a cukrok megkötnek éskevésbé hozzáférhetők szervezetünk enzimei számára. De nem éri meg egy steak vagy egy friss zsemle aromáját és ízét?
Másodszor, magasabb hőmérsékleten (180 °C felett) lebomlanak. És itt keletkeznek mérgező és rákkeltő anyagok. Ezen a hőmérsékleten sütik a húst, és mérgező akrilamid keletkezik. Ezért nem szabad túlfőzni az ételt.
