Ci sono migliaia di reazioni nominative in chimica, ma la maggior parte di esse non dirà nulla a un profano. Ma c'è una reazione che tutti conoscono molto bene, ed è la reazione di Maillard. Lo incontriamo quando beviamo caffè aromatico, mangiamo pane appena sfornato e bistecca fritta. E anche quando beviamo birra con gli amici. La reazione chimica di Maillard è la più "deliziosa", ed è lei che rende il cibo fragrante e bello. E anche se ci circonda ovunque - la formazione di humus, torba, fango terapeutico, parleremo della sua magia in cucina.
La prima bistecca e l'antropogenesi
Gli zoologi hanno notato da tempo che le grandi scimmie preferiscono il cibo trattato termicamente a quello crudo. Sì, e tutti gli animali domestici sono felici di mangiare cibo umano. Fuoco, spiedini e pentole sono stati a lungo parte integrante della vita umana. E da quel momento è iniziata la formazione culturale della nostra civiltà. Dopotuttoil trattamento termico degli alimenti ha aumentato notevolmente l'efficienza della digestione degli alimenti, liberando tempo per i nostri antenati per pensare ed esplorare il mondo. Si può dire che non è stata la fatica a renderci una persona ragionevole, ma una calda e gustosa scodella di zuppa e una bistecca fritta grazie alla reazione chimica di Maillard.
Zucchero, grassi e proteine si incontrano nella padella
Il cibo contiene tre componenti principali: proteine, grassi e carboidrati (zuccheri). Sono tutti importanti per la vita umana, ma questo articolo non riguarda questo.
Carboidrati e grassi hanno specifici gruppi carbonilici C=O nella loro struttura chimica e, sebbene abbiano una struttura molecolare complessa, sono generalmente lineari. Ma le proteine sono composti molecolari complessi, le catene di amminoacidi in esse contenute formano complesse formazioni terziarie e persino quaternarie (globuli). Le proteine contengono 20 aminoacidi, 4 dei quali (lisina, arginina, triptofano, istidina) hanno il gruppo amminico libero NH2 e il gruppo guanidina C(NH2)2 che li rendono facilmente vulnerabili.
Ciò significa che reagiscono facilmente con il gruppo carbonilico di zuccheri e grassi. È questa reazione di condensazione della saccaroammina che porta il nome di Maillard. La reazione procede in una condizione: la temperatura è richiesta. E questo è esattamente ciò che accade sui nostri fornelli durante la frittura, la bollitura o la cottura. È la “deliziosa” reazione chimica di Maillard che dobbiamo all'aspetto di una crosta dorata su cotolette e focacce.
Storia di una scoperta aggrovigliata
Lavorodurante lo studio delle vie di sintesi proteica, nel 1912, un giovane medico e chimico francese Louis Camille Maillard mescolò amminoacidi e zuccheri, riscaldò soluzioni e osservò la reazione. Maillard ha notato la formazione di composti marroni nella provetta. Ma questi non erano peptidi, ma sostanze che determinano il colore e l'odore dei piatti pronti. Che tipo di sostanze si sono formate durante la reazione, Maillard non ha stabilito. Ha solo notato la loro somiglianza con gli humins del suolo.
Scientists S. P. ha preso parte alla staffetta per determinare i prodotti della reazione di Maillard. Kostychev e V. A. Brillante dell'Università di Pietroburgo (1914), che ha studiato la fermentazione del lievito. Ma la reazione non è chiamata per nome, perché lo scopritore non si è fermato qui.
Dal 1912 al 1913, più di 30 pubblicazioni e la tesi di dottorato di Maillard “The Genesis of Proteins. L'azione del glicerolo e degli zuccheri sugli amminoacidi, in cui l'autore ha stabilito diverse fasi nel corso di questa interazione.
È un peccato che lo scienziato non sia diventato famoso durante la sua vita, i chimici si sono interessati alla reazione chimica di Maillard in modo più dettagliato nel 1946. Fu allora che il chimico americano John George pubblicò un articolo sul Journal of Agricultural and Food Chemistry sulle fasi e il significato di questa reazione in cucina. Questo articolo sulla reazione di Maillard è ancora oggi l'articolo più citato nella storia della rivista.
Ma la condensa della saccaroammina porta ancora con orgoglio il nome dello scopritore francese.
Un po' di chimica in un linguaggio semplice
Oggi è noto che la reazione di Maillard è una cascata di reazioni sequenziali e parallele cheavviene in padella, pentola o forno. Tutto inizia con la condensazione degli zuccheri (glucosio, saccarosio e fruttosio) da parte dei gruppi amminici primari di proteine e peptidi. I composti risultanti subiscono una serie di trasformazioni, a seguito delle quali si formano sostanze polimeriche acicliche, eterocicliche. Sono loro che rendono “gustosa” la reazione chimica di Maillard. Possono essere incolori e colorati, profumati o con un odore sgradevole. Ogni massaia sa che dipenderà dalle condizioni di preparazione.
Caramella e bistecca
Il complesso di reazioni scoperto dallo scienziato Maillard è chiamato imbrunimento non enzimatico dei prodotti con formazione di melanoidi (sostanze colorate). La chimica del processo è complessa, si formano centinaia di composti chimici, la maggior parte dei quali non è stata ancora identificata.
La caramellizzazione - la trasformazione degli zuccheri semplici quando riscaldati - non è solo caramelle. Questo processo si verifica quando si griglia la carne e si arrostiscono le verdure. Il m altolo e l'isom altolo risultanti danno l'odore del pane cotto e il 2-H-4-idrossi-5-metiluretano odora di carne fritta.
La cascata di reazioni porta alla formazione di sempre più melanoidi e la crosta sulla bistecca diventa più scura. In acqua la reazione di Maillard è più lenta, ma in olio e su fuoco aperto procede rapidamente. Fai solo attenzione a non bruciare la carne!
Sono comparsi i melanoidi - la reazione è passata
Queste sostanze, per loro natura, formazioni polimeriche irregolari, hanno un colore dadal rosso al marrone scuro. La struttura di molti rimane un mistero fino ad oggi. Consumiamo fino a 10 grammi di melanoidi al giorno, che si trovano in caffè, birra, kvas, vino, pane, pesce fritto e carne.
Alla loro formazione sono associate sostanze aromatiche: furfurolo, acetaldeide, aldeidi, diacetile e molte altre. Il cibo diventa non solo bello, ma anche fragrante.
Danno o beneficio?
È alla presenza dei melanoidi che si associano i timori per i pericoli dei fritti. Quindi sono dannosi o no?
Sono stati accumulati molti dati sui benefici dei melanoidi, che hanno proprietà antiossidanti, antibatteriche e immunomodulatorie. Sono anche in grado di legare ioni di metalli pesanti.
Ad esempio, l'effetto antimicrobico dei melanoidi contenuti nel caffè è associato alla formazione di perossido di idrogeno durante la reazione di Maillard. È lei che inibisce la riproduzione e la crescita dei batteri.
I melanoidi sono stati ampiamente utilizzati nella medicina popolare sin dai tempi antichi. Ricorda, tutti i decotti curativi alle erbe sono marroni e ciò è dovuto alla presenza di questi complessi composti chimici in essi.
I melanoidi non vengono assorbiti nell'intestino e sono scarsamente suscettibili alla scissione enzimatica. Pertanto, svolgono la funzione di prebiotici: come le fibre alimentari, stimolano la crescita dei bifidobatteri nell'intestino.
Fa male mangiare il fritto?
Ma ci sono anche degli svantaggi. In primo luogo, durante la reazione di Maillard, si riduce il valore biologico delle proteine, che sono legate dagli zuccheri e diventanomeno accessibile agli enzimi del nostro corpo. Ma non vale l'aroma e il gusto di una bistecca o di un panino fresco?
In secondo luogo, a temperature elevate (sopra i 180 °C) si decompongono. Ed è qui che si formano sostanze tossiche e cancerogene. È a queste temperature che la carne viene fritta per produrre acrilammide tossico. Ecco perché non dovresti cuocere troppo il cibo.
