U hemiji postoje hiljade imenovanih reakcija, ali većina njih laiku ništa neće reći. Ali postoji jedna reakcija koja je svima dobro poznata, a to je Maillardova reakcija. S njim se susrećemo kada pijemo aromatičnu kafu, jedemo svježe ispečen kruh i prženi odrezak. Čak i kada pijemo pivo sa prijateljima. Maillardova hemijska reakcija je najukusnija, a ona je ta koja hranu čini mirisnom i lijepom. I iako nas ona svuda okružuje - stvaranje humusa, treseta, terapeutskog blata, pričaćemo o njenoj magiji u kuhinji.
Prvi odrezak i antropogeneza
Zoolozi su odavno primijetili da veliki majmuni preferiraju termički obrađenu hranu nego sirovu. Da, i svi kućni ljubimci rado jedu ljudsku hranu. Vatra, ražnjići i lonci odavno su sastavni dio ljudskog života. I od tog trenutka počinje kulturno formiranje naše civilizacije. Nakon svegatermička obrada hrane dramatično je povećala efikasnost probave hrane, oslobađajući vrijeme našim precima za razmišljanje i istraživanje svijeta. Može se reći da nas nije rad učinio razumnom osobom, već topla i ukusna činija supe i odrezak pržen zahvaljujući hemijskoj Maillard reakciji.
Šećer, mast i proteini susreću se u tiganju
Hrana sadrži tri glavne komponente - proteine, masti i ugljene hidrate (šećere). Svi su oni važni za ljudski život, ali ovaj članak nije o tome.
Ugljeni hidrati i masti imaju specifične C=O karbonilne grupe u svojoj hemijskoj strukturi i, iako imaju složenu molekularnu strukturu, generalno su linearne. Ali proteini su složena molekularna jedinjenja, lanci aminokiselina u njima formiraju složene tercijarne, pa čak i kvartarne formacije (globule). Proteini sadrže 20 aminokiselina, od kojih 4 (lizin, arginin, triptofan, histidin) imaju slobodnu amino grupu NH2 i gvanidinsku grupu C(NH2)2 što ih čini lako ranjivim.
To znači da lako reaguju sa karbonilnom grupom šećera i masti. Upravo ova reakcija kondenzacije saharoamina nosi Maillardovo ime. Reakcija se odvija pod jednim uslovom - potrebna je temperatura. A upravo to se dešava na našem štednjaku prilikom prženja, kuhanja ili pečenja. To je "ukusna" Maillardova hemijska reakcija koju dugujemo pojavi zlatne kore na kotletima i lepinjima.
Zamršena priča o otkriću
WorkingTokom proučavanja puteva sinteze proteina, 1912. godine, mladi Francuz, liječnik i hemičar Louis Camille Maillard pomiješao je aminokiseline i šećere, zagrijavao otopine i promatrao reakciju. Maillard je primijetio stvaranje smeđih spojeva u epruveti. Ali to nisu bili peptidi, već supstance koje određuju boju i miris gotovih jela. Kakve su supstance nastale tokom reakcije, Maillard nije ustanovio. Samo je primetio njihovu sličnost sa huminima u tlu.
Scientists S. P. učestvovali su u štafeti za određivanje proizvoda Maillardove reakcije. Kostychev i V. A. Briljantan sa Peterburškog univerziteta (1914), koji je proučavao fermentaciju kvasca. Ali reakcija se ne naziva poimence, jer pronalazač nije stao na tome.
Od 1912. do 1913. godine, više od 30 publikacija i Maillardova doktorska disertacija “Postanak proteina. Djelovanje glicerola i šećera na aminokiseline, pri čemu je autor ustanovio nekoliko faza u toku ove interakcije.
Šteta što naučnik nije stekao slavu za života, hemičari su se detaljnije zainteresovali za Maillardovu hemijsku reakciju 1946. godine. Tada je američki hemičar John George objavio članak u časopisu Journal of Agricultural and Food Chemistry o fazama i značaju ove reakcije u kuhanju. Ovaj članak o Maillardovoj reakciji je i danas najcitiraniji članak u historiji časopisa.
Ali kondenzacija saharoamina i dalje ponosno nosi ime francuskog otkrića.
Malo hemije na jednostavnom jeziku
Danas je poznato da je Maillardova reakcija kaskada uzastopnih i paralelnih reakcija kojeodvijati u tiganju, loncu ili pećnici. Sve počinje kondenzacijom šećera (glukoze, saharoze i fruktoze) od strane primarnih amino grupa proteina i peptida. Dobiveni spojevi prolaze kroz niz transformacija, kao rezultat kojih nastaju aciklične, heterociklične, polimerne tvari. Oni su ti koji hemijsku Maillardovu reakciju čine „ukusnom“. Mogu biti bezbojne i obojene, mirisne ili neprijatnog mirisa. Svaka domaćica zna da će zavisiti od uslova pripreme.
Karamelizacija i odrezak
Kompleks reakcija koje je otkrio naučnik Maillard naziva se neenzimsko tamnjenje proizvoda sa stvaranjem melanoida (obojene supstance). Hemija procesa je složena, formiraju se stotine hemijskih jedinjenja, od kojih većina još nije identifikovana.
Karamelizacija - transformacija jednostavnih šećera pri zagrijavanju - nije samo slatkiš. Ovaj proces se dešava prilikom pečenja mesa i povrća. Dobijeni m altol i izom altol daju miris pečenog hleba, a 2-H-4-hidroksi-5-metiluretan miriše na prženo meso.
Kaskada reakcija dovodi do stvaranja sve više melanoida i kora na odresku postaje tamnija. U vodi, Maillardova reakcija je sporija, ali u ulju i na otvorenoj vatri brzo se odvija. Samo pazite da ne zagorite meso!
Pojavili su se melanoidi - reakcija je prošla
Ove supstance, po svojoj prirodi, nepravilne polimerne formacije, imaju boju odcrvene do tamno smeđe. Struktura mnogih ostaje misterija do danas. Dnevno unosimo do 10 grama melanoida, koji se nalaze u kafi, pivu, kvasu, vinu, hlebu, prženoj ribi i mesu.
S njihovim formiranjem su povezane aromatične supstance: furfural, acetaldehid, aldehidi, diacetil i mnoge druge. Hrana postaje ne samo lijepa, već i mirisna.
Šteta ili korist?
Sa prisustvom melanoida povezuju se strahovi od opasnosti od pržene hrane. Pa jesu li štetne ili ne?
Akumulirano je mnogo podataka o dobrobitima melanoida, koji imaju antioksidativna, antibakterijska, imunomodulatorna svojstva. Takođe su sposobni da vežu jone teških metala.
Na primjer, antimikrobni efekat melanoida sadržanih u kafi povezan je sa stvaranjem vodonik peroksida tokom Maillardove reakcije. Ona je ta koja inhibira razmnožavanje i rast bakterija.
Melanoidi se široko koriste u narodnoj medicini od davnina. Zapamtite, sve ljekovite biljne dekocije su smeđe boje i to je zbog prisustva ovih složenih hemijskih jedinjenja u njima.
Melanoidi se ne apsorbiraju u crijevima i slabo su podložni enzimskom cijepanju. Tako obavljaju funkciju prebiotika - poput dijetalnih vlakana, stimuliraju rast bifidobakterija u crijevima.
Da li je loše jesti prženu hranu?
Ali postoje i nedostaci. Prvo, tokom Maillardove reakcije smanjuje se biološka vrijednost proteina koji se vezuju šećerima i postajumanje dostupni enzimima našeg tijela. Ali zar nije vredno arome i ukusa odreska ili sveže lepinje?
Drugo, na povišenim temperaturama (iznad 180 °C) se razlažu. I tu nastaju otrovne i kancerogene tvari. Na tim temperaturama se meso prži kako bi se dobio otrovni akrilamid. Evo zašto ne biste trebali prekuhati hranu.
