Ada ribuan nama reaksi dalam kimia, tetapi kebanyakan dari mereka tidak akan memberi tahu orang awam apa pun. Tapi ada satu reaksi yang sangat familiar bagi semua orang, dan itu adalah reaksi Maillard. Kami menemukannya ketika kami minum kopi aromatik, makan roti yang baru dipanggang dan steak goreng. Dan bahkan ketika kita minum bir dengan teman-teman. Reaksi kimia Maillard adalah yang paling "lezat", dan dialah yang membuat makanannya harum dan indah. Dan meskipun dia mengelilingi kita di mana-mana - pembentukan humus, gambut, lumpur terapeutik, kita akan membicarakan sihirnya di dapur.
Steak dan antropogenesis pertama
Zoolog telah lama memperhatikan bahwa kera besar lebih memilih makanan yang diproses secara termal daripada mentah. Ya, dan semua hewan peliharaan senang memakan makanan manusia. Api, tusuk sate dan pot telah lama menjadi bagian integral dari kehidupan manusia. Dan sejak saat itu, pembentukan budaya peradaban kita dimulai. Lagipulapemrosesan termal makanan secara dramatis meningkatkan efisiensi pencernaan makanan, membebaskan waktu bagi nenek moyang kita untuk berpikir dan menjelajahi dunia. Dapat dikatakan bahwa bukan tenaga kerja yang membuat kita menjadi orang yang berakal, tetapi semangkuk sup yang hangat dan lezat serta steak yang digoreng berkat reaksi kimia Maillard.
Gula, lemak dan protein bertemu di wajan
Makanan mengandung tiga komponen utama - protein, lemak dan karbohidrat (gula). Semuanya penting bagi kehidupan manusia, tetapi artikel ini bukan tentang itu.
Karbohidrat dan lemak memiliki gugus karbonil C=O spesifik dalam struktur kimianya dan, meskipun memiliki struktur molekul yang kompleks, umumnya linier. Tetapi protein adalah senyawa molekuler yang kompleks, rantai asam amino di dalamnya membentuk formasi tersier dan bahkan kuartener (globul) yang kompleks. Protein mengandung 20 asam amino, 4 diantaranya (lisin, arginin, triptofan, histidin) memiliki gugus amino bebas NH2 dan gugus guanidin C(NH2)2 yang membuat mereka mudah rentan.
Ini berarti bahwa mereka mudah bereaksi dengan gugus karbonil dari gula dan lemak. Reaksi kondensasi sakaroamina inilah yang menyandang nama Maillard. Reaksi berlangsung dalam satu kondisi - suhu diperlukan. Dan inilah yang terjadi pada kompor kita saat menggoreng, merebus atau memanggang. Ini adalah reaksi kimia Maillard yang “lezat” yang menyebabkan munculnya kerak emas pada irisan daging dan roti.
Kisah penemuan kusut
BekerjaSelama studi jalur sintesis protein, pada tahun 1912, seorang pemuda Prancis, dokter dan ahli kimia Louis Camille Maillard mencampur asam amino dan gula, memanaskan larutan dan mengamati reaksinya. Maillard memperhatikan terbentuknya senyawa berwarna coklat di dalam tabung reaksi. Tapi ini bukan peptida, tetapi zat yang menentukan warna dan bau makanan siap saji. Jenis zat apa yang terbentuk selama reaksi, Maillard tidak menetapkan. Dia hanya mencatat kesamaan mereka dengan humin tanah.
Ilmuwan S. P. ikut serta dalam lomba lari estafet untuk menentukan produk reaksi Maillard. Kostychev dan V. A. Brilian dari Universitas Petersburg (1914), yang mempelajari fermentasi ragi. Namun reaksi tersebut tidak disebut namanya, karena penemunya tidak berhenti di situ.
Dari tahun 1912 hingga 1913, lebih dari 30 publikasi dan disertasi doktoral Maillard “The Genesis of Proteins. Tindakan gliserol dan gula pada asam amino, di mana penulis menetapkan beberapa tahap selama interaksi ini.
Sayang sekali ilmuwan tidak mendapatkan ketenaran selama hidupnya, ahli kimia menjadi tertarik pada reaksi kimia Maillard secara lebih rinci pada tahun 1946. Saat itulah ahli kimia Amerika John George menerbitkan sebuah artikel di Journal of Agricultural and Food Chemistry tentang tahapan dan pentingnya reaksi ini dalam memasak. Artikel tentang reaksi Maillard ini masih menjadi artikel yang paling banyak dikutip dalam sejarah jurnal saat ini.
Tapi kondensasi sakaroamin masih dengan bangga menyandang nama penemu Prancis.
Sedikit chemistry dalam bahasa sederhana
Hari ini diketahui bahwa reaksi Maillard adalah rangkaian reaksi berurutan dan paralel yangdilakukan di penggorengan, panci atau oven. Semuanya dimulai dengan kondensasi gula (glukosa, sukrosa dan fruktosa) oleh gugus amino utama protein dan peptida. Senyawa yang dihasilkan mengalami serangkaian transformasi, sebagai akibatnya zat polimer asiklik, heterosiklik, terbentuk. Merekalah yang membuat reaksi kimia Maillard “enak”. Mereka bisa tidak berwarna dan berwarna, harum atau dengan bau yang tidak menyenangkan. Setiap ibu rumah tangga tahu bahwa itu akan tergantung pada kondisi persiapan.
karamelisasi dan steak
Kompleks reaksi yang ditemukan oleh ilmuwan Maillard disebut pencoklatan produk non-enzimatik dengan pembentukan melanoid (zat berwarna). Proses kimianya kompleks, ratusan senyawa kimia terbentuk, sebagian besar belum teridentifikasi.
Karamelisasi - transformasi gula sederhana saat dipanaskan - bukan hanya permen. Proses ini terjadi saat memanggang daging dan memanggang sayuran. M altol dan isom altol yang dihasilkan memberikan aroma roti panggang, dan 2-H-4-hydroxy-5-methylurethane berbau seperti daging goreng.
Rangkaian reaksi mengarah pada pembentukan lebih banyak melanoid dan kerak pada steak menjadi lebih gelap. Dalam air, reaksi Maillard lebih lambat, tetapi dalam minyak dan di atas api terbuka, berlangsung cepat. Hati-hati jangan sampai dagingnya gosong!
Melanoid muncul - reaksi berlalu
Substansi ini, berdasarkan sifatnya, formasi polimer tidak beraturan, memiliki warna darimerah sampai coklat tua. Struktur banyak tetap menjadi misteri sampai hari ini. Kami mengonsumsi hingga 10 gram melanoid per hari, yang ditemukan dalam kopi, bir, kvass, anggur, roti, ikan goreng, dan daging.
Terkait dengan pembentukannya adalah zat aromatik: furfural, asetaldehida, aldehida, diacetyl dan banyak lainnya. Makanan menjadi tidak hanya indah, tetapi juga harum.
Bahaya atau manfaat?
Dengan adanya melanoid, ketakutan akan bahaya makanan yang digoreng dikaitkan. Jadi berbahaya atau tidak?
Banyak data telah dikumpulkan tentang manfaat melanoid, yang memiliki sifat antioksidan, antibakteri, imunomodulator. Mereka juga mampu mengikat ion logam berat.
Misalnya, efek antimikroba dari melanoid yang terkandung dalam kopi dikaitkan dengan pembentukan hidrogen peroksida selama reaksi Maillard. Dialah yang menghambat reproduksi dan pertumbuhan bakteri.
Melanoid telah banyak digunakan dalam pengobatan tradisional sejak zaman kuno. Ingat, semua ramuan herbal penyembuhan berwarna coklat dan ini karena adanya senyawa kimia kompleks di dalamnya.
Melanoid tidak diserap di usus dan tidak dapat menerima pembelahan enzimatik. Dengan demikian, mereka melakukan fungsi prebiotik - seperti serat makanan, mereka merangsang pertumbuhan bifidobacteria di usus.
Apakah makan gorengan itu buruk?
Tapi ada juga kekurangannya. Pertama, selama reaksi Maillard, nilai biologis protein berkurang, yang terikat oleh gula dan menjadikurang dapat diakses oleh enzim tubuh kita. Tapi bukankah itu sepadan dengan aroma dan rasa steak atau roti segar?
Kedua, pada suhu tinggi (di atas 180 °C) mereka terurai. Dan disinilah zat beracun dan karsinogenik terbentuk. Pada suhu inilah daging digoreng untuk menghasilkan akrilamida beracun. Inilah mengapa Anda tidak boleh memasak makanan Anda terlalu lama.
