Kemiassa on tuhansia nimettyjä reaktioita, mutta useimmat niistä eivät kerro maallikolle mitään. Mutta on yksi reaktio, jonka kaikki tuntevat hyvin, ja se on Maillardin reaktio. Kohtaamme sen, kun juomme aromaattista kahvia, syömme tuoretta leipää ja paistettua pihviä. Ja vaikka juomme olutta ystävien kanssa. Maillardin kemiallinen reaktio on "herkullisin", ja juuri hän tekee ruoasta tuoksuvan ja kauniin. Ja vaikka hän ympäröi meitä kaikkialla - humuksen, turpeen, terapeuttisen mudan muodostumista, puhumme hänen taikuudestaan keittiössä.
Ensimmäinen pihvi ja antropogeneesi
Eläintutkijat ovat jo pitkään huomanneet, että ihmisapinat pitävät lämpökäsiteltyä ruokaa raakana. Kyllä, ja kaikki lemmikit syövät mielellään ihmisten ruokaa. Tuli, vartaat ja kattilat ovat pitkään olleet olennainen osa ihmisen elämää. Ja siitä hetkestä lähtien sivilisaatiomme kulttuurinen muodostuminen alkoi. KuitenkinRuoan lämpökäsittely lisäsi dramaattisesti ruoansulatuksen tehokkuutta ja vapauttaa esivanhemmillemme aikaa ajatella ja tutkia maailmaa. Voidaan sanoa, että työ ei tehnyt meistä järkevää ihmistä, vaan lämmin ja maukas kulho keittoa ja kemiallisen Maillardin reaktion ansiosta paistettu pihvi.
Sokeri, rasva ja proteiini kohtaavat pannulla
Ruoka sisältää kolme pääkomponenttia - proteiineja, rasvoja ja hiilihydraatteja (sokereita). Kaikki ne ovat tärkeitä ihmiselämän kann alta, mutta tämä artikkeli ei käsittele sitä.
Hiilihydraattien ja rasvojen kemiallisessa rakenteessa on erityisiä C=O-karbonyyliryhmiä, ja vaikka niillä on monimutkainen molekyylirakenne, ne ovat yleensä lineaarisia. Mutta proteiinit ovat monimutkaisia molekyyliyhdisteitä, niissä olevat aminohappoketjut muodostavat monimutkaisia tertiäärisiä ja jopa kvaternaarisia muodostumia (palloja). Proteiinit sisältävät 20 aminohappoa, joista 4:ssä (lysiini, arginiini, tryptofaani, histidiini) on vapaa aminoryhmä NH2 ja guanidiiniryhmä C(NH2)2 mikä tekee niistä helposti haavoittuvia.
Tämä tarkoittaa, että ne reagoivat helposti sokereiden ja rasvojen karbonyyliryhmän kanssa. Tämä sakkaroamiinin kondensaatioreaktio kantaa Maillardin nimeä. Reaktio etenee yhdessä olosuhteissa - lämpötila vaaditaan. Ja juuri näin tapahtuu uunillamme paistaessa, keitettäessä tai leivottaessa. Se on "herkullinen" Maillardin kemiallinen reaktio, joka johtuu kultaisen kuoren ilmestymisestä kotleteihin ja pulloihin.
Sekava löytötarina
ToimiiProteiinisynteesireittejä tutkiessaan vuonna 1912 nuori ranskalainen, lääkäri ja kemisti Louis Camille Maillard sekoitti aminohappoja ja sokereita, lämmitti liuoksia ja tarkkaili reaktiota. Maillard huomasi ruskeiden yhdisteiden muodostumisen koeputkessa. Mutta nämä eivät olleet peptidejä, vaan aineita, jotka määrittävät valmiiden aterioiden värin ja tuoksun. Millaisia aineita reaktion aikana muodostui, Maillard ei selvittänyt. Hän vain pani merkille niiden samank altaisuuden maaperän humiinien kanssa.
Scientists S. P. osallistui viestikilpailuun Maillardin reaktion tuotteiden määrittämiseksi. Kostychev ja V. A. Brilliant Pietarin yliopistosta (1914), joka tutki hiivan käymistä. Mutta reaktiota ei kutsuta nimellä, koska löytäjä ei pysähtynyt siihen.
Vuodesta 1912 vuoteen 1913, yli 30 julkaisua ja Maillardin väitöskirja The Genesis of Proteins. Glyserolin ja sokereiden vaikutus aminohappoihin, jossa kirjoittaja loi tämän vuorovaikutuksen aikana useita vaiheita.
On sääli, että tiedemies ei saanut mainetta elämänsä aikana, kemistit kiinnostuivat Maillardin kemiallisesta reaktiosta tarkemmin vuonna 1946. Silloin amerikkalainen kemisti John George julkaisi artikkelin Journal of Agricultural and Food Chemistryssä tämän reaktion vaiheista ja merkityksestä ruoanlaitossa. Tämä Maillardin reaktiota käsittelevä artikkeli on edelleen eniten siteerattu artikkeli lehden historiassa.
Mutta sakkaroamiinikondensaatio kantaa silti ylpeänä ranskalaisen löytäjän nimeä.
Hieman kemiaa selkeällä kielellä
Nykyään tiedetään, että Maillardin reaktio on sarja peräkkäisiä ja rinnakkaisia reaktioita, jotkatapahtuu paistinpannussa, kattilassa tai uunissa. Kaikki alkaa sokereiden (glukoosin, sakkaroosin ja fruktoosin) tiivistymisestä proteiinien ja peptidien primaaristen aminoryhmien toimesta. Tuloksena olevat yhdisteet käyvät läpi sarjan muutoksia, joiden seurauksena muodostuu asyklisiä, heterosyklisiä, polymeerisiä aineita. He tekevät kemiallisesta Maillardin reaktiosta "maukkaan". Ne voivat olla värittömiä ja värillisiä, tuoksuvia tai epämiellyttävän hajuisia. Jokainen kotiäiti tietää, että se riippuu valmistusolosuhteista.
Karamellisointi ja pihvi
Tutkija Maillardin löytämää reaktiokompleksia kutsutaan ei-entsymaattiseksi tuotteiden ruskistumiseksi, jolloin muodostuu melanoideja (väriaineita). Prosessin kemia on monimutkainen, muodostuu satoja kemiallisia yhdisteitä, joista suurinta osaa ei ole vielä tunnistettu.
Karamellisointi – yksinkertaisten sokereiden muuttuminen kuumennettaessa – ei ole vain karkkia. Tämä prosessi tapahtuu grillattaessa lihaa ja paahdettaessa vihanneksia. Tuloksena oleva m altoli ja isom altoli antavat leivän tuoksun, ja 2-H-4-hydroksi-5-metyyliuretaani tuoksuu paistetulta lih alta.
Reaktioiden sarja johtaa yhä useampien melanoidien muodostumiseen ja pihvin kuori muuttuu tummemmaksi. Vedessä Maillardin reaktio on hitaampaa, mutta öljyssä ja avotulella se etenee nopeasti. Varo polttamasta lihaa!
Melanoideja ilmaantui - reaktio meni ohi
Näillä aineilla on luonteeltaan epäsäännöllisiä polymeerimuodostelmia, joiden väri on peräisinpunaisesta tummanruskeaan. Monien rakenne on mysteerinä tähän päivään asti. Kulutamme jopa 10 grammaa päivässä melanoideja, joita löytyy kahvista, oluesta, kvassista, viinistä, leivästä, paistetusta kalasta ja lihasta.
Niiden muodostumiseen liittyvät aromaattiset aineet: furfuraali, asetaldehydi, aldehydit, diasetyyli ja monet muut. Ruoasta tulee paitsi kaunista, myös tuoksuvaa.
Haitaa vai hyötyä?
Juuri melanoidien esiintymiseen liittyy pelko paistettujen ruokien vaaroista. Joten ovatko ne haitallisia vai eivät?
Melanoidien eduista on kertynyt paljon tietoa, sillä niillä on antioksidanttisia, antibakteerisia ja immunomoduloivia ominaisuuksia. Ne pystyvät myös sitomaan raskasmetalli-ioneja.
Esimerkiksi kahvin sisältämien melanoidien antimikrobinen vaikutus liittyy vetyperoksidin muodostumiseen Maillardin reaktion aikana. Hän estää bakteerien lisääntymistä ja kasvua.
Melanoideja on käytetty laajasti kansanlääketieteessä muinaisista ajoista lähtien. Muista, että kaikki parantavat yrttikeitteet ovat ruskeita, ja tämä johtuu näiden monimutkaisten kemiallisten yhdisteiden esiintymisestä niissä.
Melanoidit eivät imeydy suolistossa ja ovat huonosti herkkiä entsymaattiselle pilkkoutumiselle. Siten ne suorittavat prebioottien tehtävää - ravintokuidun tavoin ne stimuloivat bifidobakteerien kasvua suolistossa.
Onko paistetun ruoan syöminen pahasta?
Mutta on myös haittoja. Ensinnäkin Maillard-reaktion aikana proteiinien biologinen arvo alenee, ja ne sitoutuvat sokeriin ja muuttuvatkehomme entsyymeille vähemmän saatavilla. Mutta eikö se ole pihvin tai tuoreen pullan tuoksun ja maun arvoinen?
Toiseksi ne hajoavat korkeissa lämpötiloissa (yli 180 °C). Ja täällä muodostuu myrkyllisiä ja syöpää aiheuttavia aineita. Näissä lämpötiloissa lihaa paistetaan, jolloin muodostuu myrkyllistä akryyliamidia. Tästä syystä sinun ei pitäisi kypsentää ruokaa liikaa.
