Reakcja Maillarda – dlaczego warto ją poznać?

Jeśli interesujesz się żywieniem, siłą rzeczy musisz też poznać trochę zagadnień z dziedziny chemii żywności. To bardzo ważne dla Ciebie i Twojej rodziny. Znając podstawowe reakcje, które zachodzą w żywności podczas jej przetwarzania, możesz sprawniej operować różnymi technikami kulinarnymi. Nie wierzysz? W takim razie poznaj reakcję Maillarda – jedną z tych, które koniecznie musisz poznać!

Od czego nazwę wzięła reakcja Maillarda?

Jak wiele innych reakcji chemicznych, od nazwiska jej odkrywcy. Był nim francuski chemii Louis Camille Maillard, działający w swojej branży jeszcze przed I wojną światową. Reakcję pomiędzy cukrami redukującymi a aminokwasami, nazwaną od jego imienia, opisał już w 1912 roku, jednak wtedy nauka niespecjalnie wiedziała, co z tym odkryciem zrobić. Dopiero w 1973 roku reakcję Maillarda udoskonalono, podzielono na poszczególne etapy (dokonał tego John E. Hodge) i uczyniono bardziej zrozumiałą, a zatem użyteczną dla człowieka. 

Kiedy występuje ta reakcja?

Jeśli produkt spożywczy zawiera jednocześnie białka i cukry, wówczas przy jego ogrzewaniu (czyli gotowaniu, pieczeniu, smażeniu, grillowaniu) ta reakcja będzie miała miejsce. W dużej mierze to właśnie produkty tej reakcji odpowiadają za to, że konkretne produkty spożywcze nabierają właściwego sobie zapachu – piwo, czekolada, chleb, ciasto, popcorn, mięso, gotowany ryż i inne. Można więc śmiało powiedzieć, że każdego dnia doświadczamy skutków tej reakcji i przeprowadzamy ją, nawet nie zdając sobie z tego sprawy! 

Na czym dokładnie polega reakcja Maillarda?

Reakcja Maillarda przebiega etapami:

I etap

Dochodzi do reakcji grupy karbonylowej węglowodanu z grupą aminową aminokwasu. Powstaje glukozyloamina i woda. Czas przebiegu tej reakcji różni się w zależności od wielkości cząsteczki reagującego cukru. Im większa cząsteczka cukru, tym wolniej reaguje z aminokwasami. Na tym etapie mogą się też sprzęgać azot i węgiel karbonylowy tworząc związki heterocykliczne obdarzone charakterystycznym zapachem, na przykład krakersów czy pieczonego chleba. 

II etap

Glukozyloamina rozpada się na mniejsze cząsteczki, tak zwane „związki Amadori”. W zależności od izometrycznej postaci związków Amadori, może dojść albo do powstawania reaktywnych związków zapachowych, takich jak furfural i hydroksymetylofurfural, albo do przegrupowania Amadori, będącego początkiem brązowienia produktów. 

III etap

W tym etapie może dochodzić do odwadniania, tworzenia się krótkołańcuchowych produktów hydrolizy skrobi, kondensacji aminokwasów do aldoli i „degradacji Streckera”. Wtedy też produkt spożywczy zaczyna pachnieć charakterystycznie dla siebie.

Produktami tej reakcji są między innymi melanoidyny – długie, polimerowe związki, które działają niczym brązowy pigment. Reakcja Maillarda nazywana jest też „nieenzymatyczną reakcją brunatnienia”, ponieważ do brązowienia żywności dochodzi bez udziału enzymów (w przeciwieństwie na przykład do brązowiejących po przekrojeniu jabłek czy ziemniaków).

Reakcja Maillarda jest bardzo złożona, przedstawiony tutaj proces jest niezwykle uproszczony. Na skutek jej powstawania tworzą się setki związków organicznych, wpływających na smak i aromat pożywienia. Można nieznacznie wpływać na to, jaki smak żywności się uzyska, na przykład zmieniając pH środowiska lub temperaturę. 

Czy reakcja Maillarda jest potrzebna?

To właśnie dzięki reakcji aminokwasów z cukrami możemy uzyskiwać pożądane przez nas cechy organoleptyczne żywności. To reakcja Maillarda sprawia, że świeży chleb tak obłędnie pachnie, a tosty stają się chrupiące i zbrązowione dokładnie tak, jak lubimy. Jest to więc reakcja potrzebna, aby móc modyfikować smak potraw poprzez stosowanie różnych technik kulinarnych. Poza tym, melanoidyny mają właściwości przeciwutleniające. 

Czy jest to reakcja całkowicie bezpieczna dla zdrowia?

W wyniku bardzo długiego ogrzewania żywności powstaje nie tylko więcej melanoidyny, odpowiadającej za bardzo ciemnobrązowy kolor, ale również może wytwarzać się akrylamid – rakotwórcza substancja. Im dłużej podgrzewa się żywność, tym więcej akrylamidu się w niej wytwarza. Tworzy się on w szczególności w produktach smażonych i pieczonych w temperaturze powyżej 120 stopni – koniecznej do przeprowadzenia tego procesu. Oprócz tego, reakcja Maillarda obniża zawartość węglowodanów i aminokwasów w produkcie. 

Jak zminimalizować ryzyko spożywania akrylamidu w żywności?

Ponieważ akrylamid wytwarza się w szczególności podczas smażenia i pieczenia, które odbywają się w temperaturach bliskich 200 stopni, te techniki kulinarne wymagają szczególnej ostrożności.

Bardziej polecanym sposobem przygotowywania mięs jest gotowanie, niż smażenie i pieczenie, podobnie spożywanie gotowanych ziemniaków jest zdrowsze niż jedzenie porządnie wysmażonych frytek. Nie da się jednak uzyskać pieczywa bez pieczenia, dlatego najlepiej spożywać chleby i bułki oraz ciasta delikatnie zrumienione, a nie bardzo mocno przypieczone.

Unikać też należy jedzenia spalonych części pieczywa czy zwęglonego mięsa. Piekąc ciasta lepiej robić to w niższej temperaturze, poniżej 120 stopni. Dla naszej sylwetki i zdrowia lepiej będzie też unikać jedzenia krakersów czy chipsów, które zawierają najwięcej akrylamidu. Teoretycznie usuwając z produktu cukry lub aminokwasy lub zmieniając pH tych produktów na bardzo kwaśne albo bardzo zasadowe można też uniknąć tworzenia się akrylamidu.

Jednak z oczywistych względów takie zabiegi mijają się z celem w kuchni, w której gotujemy po to, by gotować smacznie. 

Podsumowując, reakcja Maillarda zachodzi praktycznie codziennie w naszej kuchni podczas smażenia czy pieczenia większości potraw zawierających cukry i aminokwasy. 

Referencje