La reacción de Maillard ( / m aɪ j ɑr / mi- YAR ; francés: [majaʁ] ) es una reacción química entre aminoácidos y azúcares reductores que da alimento pardeada su sabor distintivo. Bistecs chamuscados , albóndigas fritas, galletas y otros tipos de bizcochos, panes, malvaviscos tostados y muchos otros alimentos sufren esta reacción. Lleva el nombre del químico francés Louis Camille Maillard , quien lo describió por primera vez en 1912 mientras intentaba reproducir la síntesis de proteínas biológicas . [1] [2]La reacción es una forma de pardeamiento no enzimático que típicamente avanza rápidamente desde alrededor de 140 a 165 ° C (280 a 330 ° F). Muchas recetas requieren una temperatura del horno lo suficientemente alta como para garantizar que se produzca una reacción de Maillard. [3] A temperaturas más altas, la caramelización (el oscurecimiento de los azúcares, un proceso distinto) y, posteriormente, la pirólisis (descomposición final que conduce a la quema) se vuelven más pronunciadas.
El grupo carbonilo reactivo del azúcar reacciona con el grupo amino nucleofílico del aminoácido y forma una mezcla compleja de moléculas poco caracterizadas responsables de una variedad de aromas y sabores. Este proceso se acelera en un ambiente alcalino (p. Ej., Lejía aplicada para oscurecer los pretzels; ver el rollo de lejía ), ya que los grupos amino (RNH 3 + → RNH 2 ) se desprotonan y, por lo tanto, tienen una nucleofilicidad aumentada . Esta reacción es la base de muchas de las recetas de la industria de los aromatizantes . A altas temperaturas, se puede formar un carcinógeno [4] probable llamado acrilamida . [5] Esto se puede evitar calentando a una temperatura más baja, agregando asparaginasa o inyectando dióxido de carbono. [4]
En el proceso de cocción, las reacciones de Maillard pueden producir cientos de compuestos de sabor diferentes según los componentes químicos de los alimentos, la temperatura, el tiempo de cocción y la presencia de aire. Estos compuestos, a su vez, a menudo se descomponen para formar aún más compuestos de sabor. Los científicos del sabor han utilizado la reacción de Maillard a lo largo de los años para producir sabores artificiales.
Historia
En 1912, Louis Camille Maillard publicó un artículo que describe la reacción entre los aminoácidos y los azúcares a temperaturas elevadas. [1] En 1953, el químico John E. Hodge del Departamento de Agricultura de Estados Unidos estableció un mecanismo para la reacción de Maillard. [6] [7]
Alimentos y productos
La reacción de Maillard es responsable de muchos colores y sabores en los alimentos, como el dorado de varias carnes cuando se doran o asan a la parrilla, el dorado y el sabor umami en las cebollas fritas y el tostado del café . Contribuye al oscurecimiento de la corteza de los productos horneados , al color marrón dorado de las patatas fritas y otras patatas fritas, a la cebada malteada que se encuentra en el whisky de malta y la cerveza, y al color y sabor de la leche en polvo y condensada , el dulce de leche , el Sri Caramelo de leche de repostería de Lankan , ajo negro , chocolate , malvaviscos tostados y maní tostado . [ cita requerida ]
La 6-acetil-2,3,4,5-tetrahidropiridina es responsable del sabor a galleta o galleta presente en productos horneados como pan, palomitas de maíz y productos de tortilla. El compuesto estructuralmente relacionado 2-acetil-1-pirrolina tiene un olor similar y también se produce naturalmente sin calentarlo y da a las variedades de arroz cocido y la hierba pandan ( Pandanus amaryllifolius ) sus olores típicos. Ambos compuestos tienen umbrales de olor por debajo de 0,06 nanogramos por litro. [8]
Las reacciones de pardeamiento que ocurren cuando la carne se asa o chamusca son complejas y ocurren principalmente por pardeamiento de Maillard [9] con contribuciones de otras reacciones químicas, incluida la ruptura de los anillos tetrapirrol de la proteína muscular mioglobina . Las reacciones de Maillard también ocurren en frutos secos . [10]
La caramelización es un proceso completamente diferente del pardeamiento de Maillard, aunque los resultados de los dos procesos a veces son similares a simple vista (y papilas gustativas). La caramelización a veces puede causar un pardeamiento en los mismos alimentos en los que ocurre la reacción de Maillard, pero los dos procesos son distintos. Ambos son promovidos por el calentamiento, pero la reacción de Maillard involucra aminoácidos, mientras que la caramelización es la pirólisis de ciertos azúcares. [ cita requerida ]
Al hacer ensilaje , el exceso de calor provoca la reacción de Maillard, que reduce la cantidad de energía y proteína disponible para los animales que se alimentan de él. [ cita requerida ]
Arqueología
En arqueología, el proceso de Maillard ocurre cuando los cuerpos se conservan en turberas . El ambiente de turba ácida provoca un bronceado o pardeamiento de los tonos de piel y puede convertir el cabello en un tono rojo o jengibre. El mecanismo químico es el mismo que en el dorado de los alimentos, pero se desarrolla lentamente con el tiempo debido a la acción ácida sobre el cuerpo del pantano . Se ve típicamente en cuerpos de la Edad del Hierro y fue descrito por Painter 1991 como la interacción de ácido esfagno anaeróbico, ácido y frío (típicamente 4 ° C) en los polisacáridos .
La reacción de Maillard también contribuye a la preservación de las paleofeces . [11]
Mecanismo químico
- El grupo carbonilo del azúcar reacciona con el grupo amino del aminoácido, produciendo glicosilamina N-sustituida y agua.
- La glicosilamina inestable sufre un reordenamiento de Amadori , formando cetosaminas.
- Se conocen varias formas en las que las cetosaminas reaccionan más:
- Produce dos moléculas de agua y reductonas.
- Se pueden formar diacetilo , piruvaldehído y otros productos de fisión hidrolítica de cadena corta .
- Produce melanoidinas y polímeros nitrogenados marrones
Los productos Amadori de cadena abierta se deshidratan y desaminan aún más para producir dicarbonilos. [12] Este es un intermedio crucial.
Los dicarbonilos reaccionan con las aminas para producir aldehídos de Strecker a través de la degradación de Strecker . [13]
La acrilamida , un posible carcinógeno humano , [14] se puede generar como un subproducto de la reacción de Maillard entre los azúcares reductores y los aminoácidos, especialmente la asparagina , los cuales están presentes en la mayoría de los productos alimenticios. [15] [16]
Ver también
- Reacción de aminoácidos de Akabori
- Producto final de glicación avanzada
- Horneando
- Caramelización
- Wok hei
Referencias
- ↑ a b Maillard, LC (1912). "Action des acides amines sur les sucres; formación de melanoidines par voie méthodique" [Acción de los aminoácidos sobre los azúcares. Formación de melanoidinas de forma metódica. Comptes Rendus (en francés). 154 : 66–68.
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En un ambiente seco, la reacción de Maillard, el mismo proceso químico que dora un bistec, hace que las heces desarrollen una capa exterior protectora.
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Otras lecturas
- Van Soest, Peter J. (1982). Ecología nutricional del rumiante (2ª ed.). Ithaca, Nueva York: Cornell University Press. ISBN 9780801427725 . OCLC 29909839 .