תגובת מילארד: שלבים והשפלת סטרקר - כִּימִיָה - 2025

תגובת מיילארד היא השם שניתן תגובה כימית בין אמינו חומצות וסוכרי צמצום שמאפיל מזון במהלך צלייה, אפייה, צליית טיגון. נוצרים תרכובות חומות האחראיות על צבע וניחוחם של מוצרים כמו קרום לחם, בשר צלוי, צ'יפס ועוגיות אפויות.

התגובה מועדפת על ידי חום (טמפרטורות בין 140 עד 165 מעלות צלזיוס), אם כי היא מתרחשת גם בקצב איטי יותר, בטמפרטורת החדר. היה זה הרופא והכימאי הצרפתי לואי-קמיל מילארד שתיאר זאת בשנת 1912.

התכהות מתרחשת ללא פעולת אנזימים, כמו גם קרמליזציה; מסיבה זו שניהם נקראים תגובות השחמה לא אנזימטיות.

עם זאת, הם נבדלים זה מזה שרק הפחמימות מחוממות במהלך הקרמליזציה, ואילו על מנת שתגובתה של מילארד תתרחש, חייבים להיות גם חלבונים או חומצות אמיניות.

שלבי התגובה

למרות שנראה שקל להשיג את צבע הזהב של האוכל באמצעות טכניקות בישול קולינריות, הכימיה המעורבת בתגובת מילארד היא מורכבת מאוד. בשנת 1953 ג'ון הודג 'פרסם את תוכנית התגובה שעדיין מקובלת עליה.

בשלב ראשון מעובה הפחתת הסוכר כמו גלוקוז עם תרכובת המכילה קבוצת אמינו חופשית, כמו חומצת אמינו, כדי לתת תוספת מוצר שהופכת לגליקוזילאמין שהוחלף ב- N.

לאחר סידור מולקולרי שנקרא ארגון מחדש של אמדוראי, מתקבלת מולקולה מסוג 1-אמינו-דוקסי -2-קטוזה (המכונה גם המתחם של אמדוריי).

ברגע שנוצר תרכובת זו, אפשריים שני מסלולי תגובה:

- יתכן כיווץ או פירוק של מולקולות בתרכובות קרבוניל חסרות חנקן, כמו אצטול, פירולוודהיד, דיאצטיל.

יתכן שמתרחשת התייבשות אינטנסיבית שמולידה חומרים כמו פרפורל ודה-הידרפורפורל. חומרים אלה מיוצרים על ידי חימום ופירוק של פחמימות. חלקם בעלי טעם מריר וניחוח סוכר שרוף.

השפלה של סטיקר

יש מסלול תגובה שלישי: השפלה של סטריקר. זה מורכב מהתייבשות מתונה המייצרת חומרים מפחיתים.

כאשר חומרים אלה מגיבים עם חומצות אמינו ללא שינוי, הם הופכים לאלדהידים טיפוסיים של חומצות האמינו המעורבות. על ידי תגובה זו נוצרים מוצרים כמו פיראזין, המעניקים את הארומה האופיינית לשבבי תפוחי אדמה.

כאשר חומצה אמינית מתערבת בתהליכים אלה, המולקולה הולכת לאיבוד מבחינה תזונתית. זה חשוב במיוחד במקרה של חומצות אמינו חיוניות, כמו ליזין.

גורמים המשפיעים על התגובה

אופי חומצות האמינו והפחמימות של חומר הגלם

במצב החופשי כמעט לכל חומצות האמינו יש התנהגות אחידה. עם זאת, הוכח כי מבין חומצות האמינו הכלולות בשרשרת הפוליפפטיד, אלה הבסיסיות - במיוחד ליזין - מראות תגובתיות רבה.

סוג חומצת האמינו המעורבת בתגובה קובע את הטעם המתקבל. סוכרים חייבים להפחית (כלומר עליהם להיות בקבוצת קרבוניל חופשית ולהגיב כתורמי אלקטרונים).

בפחמימות התגלה כי פנטוזות מגיבות יותר מהמשושה. כלומר, גלוקוז פחות תגובתי מפרוקטוז, ובתורו ממאנוזה. שלושת המשושים הללו הם מהפחות תגוביים; אחריו מגיעים פנטוזה, ארבינוזה, קסילוזה וריבוזה, בסדר הגובר של תגובתיות.

דיסכרידים, כמו לקטוז או מלטוז, מגיבים אפילו פחות מההקסוזות. סוכרוז, מכיוון שאין לו פונקציה מקטינה חופשית, אינו מתערב בתגובה; זה עושה זאת רק אם הוא קיים במזון חומצי ואז הוא מוקרם לגלוקוז ופרוקטוז.

טֶמפֶּרָטוּרָה

התגובה יכולה להתפתח במהלך האחסון בטמפרטורת החדר. מסיבה זו נחשב שחום אינו תנאי הכרחי להתרחשותו; עם זאת, טמפרטורות גבוהות מאיצות זאת.

מסיבה זו התגובה מתרחשת מעל לכל בפעולות בישול, פיסטור, עיקור והתייבשות.

על ידי העלאת ה- pH העוצמה עולה

אם ה- pH עולה, כך גם עוצמת התגובה. עם זאת, ה- pH בין 6 ל 8 נחשב לטובה ביותר.

ירידה ברמת החומציות מאפשרת להחליש את ההשחמה במהלך התייבשות, אך משנה באופן לא חיובי את המאפיינים האורגנולפטיים.

לחות

שיעור התגובה של מילארד הוא מקסימום בין 0.55 ל- 0.75 מבחינת פעילות המים. מסיבה זו, אוכלים מיובשים הם היציבים ביותר, כל עוד הם מאוחסנים הרחק מלחות ובטמפרטורה בינונית.

נוכחות של מתכות

כמה קטיונים מתכתיים מזרזים אותו, כמו Cu ⁺² ו- Fe ⁺³ . אחרים כמו Mn ⁺² ו- Sn ⁺² מעכבים את התגובה.

השפעות שליליות

למרות שהתגובה בדרך כלל נחשבת למבוקשת במהלך הבישול, יש לה חסרון מבחינה תזונתית. אם מחממים מזונות עם תכולת מים נמוכה ונוכחות הפחתת סוכרים וחלבונים (כמו דגנים או אבקת חלב), תגובת מילארד תוביל לאובדן של חומצות אמינו.

התגובות ביותר בסדר יורד הם ליזין, ארגינין, טריפטופן והיסטידין. במקרים אלה חשוב לעכב את הופעת התגובה. למעט ארגינין, השלוש האחרות הן חומצות אמינו חיוניות; כלומר, עליהם לספק מזון.

אם נמצאים מספר גדול של חומצות אמינו בחלבון המחוברות לשאריות סוכר כתוצאה מתגובת מילארד, לא ניתן להשתמש בחומצות האמיניות בגוף. האנזימים הפרוטאוליטיים של המעי לא יוכלו לבצע הידרוליזה שלהם.

חיסרון נוסף שצוין הוא שבטמפרטורות גבוהות יכול להיווצר חומר מסרטן שעלול להיווצר כמו אקרילאמיד.

מזונות עם מאפיינים אורגנולפטיים תוצר של תגובת מילארד

בהתאם לריכוז המלנואדין, הצבע יכול להשתנות מצהוב לחום או אפילו שחור במזונות הבאים:

צלי.

- בצלים מטוגנים.

- קפה וקקאו קלוי.

- מוצרי מאפה כמו לחם, עוגיות ועוגות.

- צ'יפס.

- ויסקי מאלט או בירה.

- אבקת חלב או מרוכז.

- קרמל.

- בוטנים קלויים.

הפניות

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. ו- Vidal Carou, M. (1990). ביוכימיה של מזון.
2. איימס, ג'יי (1998). יישומים של תגובת מילארד בתעשיית המזון. כימיה של מזון.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. and Desnuelle, P. (1992). מבוא à la biochimie et à la technologie des alimentants.
4. הלמנסטין א.מ. "תגובת מילארד: כימיה של השחמת מזון" (יוני 2017) ב: ThoughtCo: Science. הוחזר ב 22 במרץ 2018 מ- Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). בקרת מזון והיגיינה.
6. תגובת מילארד. (2018) הוחזר ב 22 במרץ 2018, מוויקיפדיה
7. תמנה, נ 'ומחמוד, נ' (2015). עיבוד מזון ומוצרי תגובה מילארד: השפעה על בריאות האדם והתזונה. כתב העת הבינלאומי למדעי המזון.