Der er tusindvis af navngivne reaktioner i kemi, men de fleste af dem vil ikke fortælle en lægmand noget. Men der er én reaktion, som alle er meget bekendt med, og det er Maillard-reaktionen. Vi støder på det, når vi drikker aromatisk kaffe, spiser friskbagt brød og stegt bøf. Og selv når vi drikker øl med venner. Maillards kemiske reaktion er den mest "lækre", og det er hende, der gør maden velduftende og smuk. Og selvom hun omgiver os over alt - dannelsen af humus, tørv, terapeutisk mudder, vil vi tale om hendes magi i køkkenet.
Den første bøf og antropogenese
Zoologer har længe bemærket, at menneskeaber foretrækker termisk forarbejdet mad frem for rå. Ja, og alle kæledyr er glade for at spise menneskeføde. Ild, spyd og gryder har længe været en integreret del af menneskelivet. Og lige fra det øjeblik begyndte den kulturelle dannelse af vores civilisation. Trods alttermisk behandling af fødevarer øgede dramatisk effektiviteten af fødevarefordøjelsen, hvilket frigjorde tid for vores forfædre til at tænke og udforske verden. Man kan sige, at det ikke var arbejdskraft, der gjorde os til et fornuftigt menneske, men en varm og velsmagende skål suppe og en stegt bøf takket være den kemiske Maillard-reaktion.
Sukker, fedt og protein mødes i gryden
Mad indeholder tre hovedkomponenter - proteiner, fedt og kulhydrater (sukker). De er alle vigtige for menneskelivet, men denne artikel handler ikke om det.
Kulhydrater og fedtstoffer har specifikke C=O-carbonylgrupper i deres kemiske struktur, og selvom de har en kompleks molekylstruktur, er de generelt lineære. Men proteiner er komplekse molekylære forbindelser, kæderne af aminosyrer i dem danner komplekse tertiære og endda kvaternære formationer (kugler). Proteiner indeholder 20 aminosyrer, hvoraf 4 (lysin, arginin, tryptophan, histidin) har fri aminogruppe NH2 og guanidingruppe C(NH2)2, hvilket gør dem let sårbare.
Det betyder, at de nemt reagerer med carbonylgruppen af sukkerarter og fedtstoffer. Det er denne saccharoaminkondensationsreaktion, der bærer Maillards navn. Reaktionen forløber under én betingelse - temperaturen er påkrævet. Og det er præcis, hvad der sker på vores komfur, når man steger, koger eller bager. Det er den "lækre" Maillard kemiske reaktion, som vi skylder udseendet af en gylden skorpe på koteletter og boller.
Tangled discovery-historie
Arbejderover studiet af proteinsynteseveje blandede en ung franskmand, læge og kemiker Louis Camille Maillard i 1912 aminosyrer og sukkerarter, opvarmede opløsninger og observerede reaktionen. Maillard bemærkede dannelsen af brune forbindelser i reagensglasset. Men det var ikke peptider, men stoffer, der bestemmer farven og lugten af færdigretter. Hvilken slags stoffer der blev dannet under reaktionen, har Maillard ikke fastslået. Han bemærkede kun deres lighed med jordhuminer.
Scientists S. P. deltog i stafetten for at bestemme produkterne fra Maillard-reaktionen. Kostychev og V. A. Brilliant fra Petersburg University (1914), som studerede gærgæring. Men reaktionen kaldes ikke ved navn, for opdageren stoppede ikke der.
Fra 1912 til 1913, mere end 30 publikationer og Maillards doktorafhandling The Genesis of Proteins. Virkningen af glycerol og sukker på aminosyrer, hvor forfatteren etablerede flere stadier i løbet af denne interaktion.
Det er en skam, at videnskabsmanden ikke fik berømmelse i løbet af sin levetid, kemikere blev mere detaljeret interesserede i Maillards kemiske reaktion i 1946. Det var dengang, den amerikanske kemiker John George publicerede en artikel i Journal of Agricultural and Food Chemistry om stadierne og betydningen af denne reaktion i madlavningen. Denne artikel om Maillard-reaktionen er stadig den mest citerede artikel i tidsskriftets historie i dag.
Men saccharoaminkondensering bærer stadig med stolthed navnet på den franske opdager.
Lidt kemi i almindeligt sprog
I dag er det kendt, at Maillard-reaktionen er en kaskade af sekventielle og parallelle reaktioner, derforegå i en bradepande, gryde eller ovn. Det hele starter med kondenseringen af sukkerarter (glukose, saccharose og fructose) af de primære aminogrupper af proteiner og peptider. De resulterende forbindelser gennemgår en række transformationer, som et resultat af hvilke acykliske, heterocykliske, polymere stoffer dannes. Det er dem, der gør den kemiske Maillard-reaktion "velsmagende". De kan være farveløse og farvede, duftende eller med en ubehagelig lugt. Enhver husmor ved, at det vil afhænge af forberedelsesbetingelserne.
Karamellisering og bøf
Komplekset af reaktioner opdaget af videnskabsmanden Maillard kaldes ikke-enzymatisk brunfarvning af produkter med dannelse af melanoider (farvede stoffer). Kemien i processen er kompleks, hundredvis af kemiske forbindelser dannes, hvoraf de fleste endnu ikke er blevet identificeret.
Karamellisering - omdannelsen af simple sukkerarter, når de opvarmes - er ikke kun slik. Denne proces sker ved grillning af kød og stegning af grøntsager. Den resulterende m altol og isom altol giver duften af bagt brød, og 2-H-4-hydroxy-5-methylurethan lugter som stegt kød.
Kaskaden af reaktioner fører til dannelsen af flere og flere melanoider, og skorpen på bøffen bliver mørkere. I vand er Maillard-reaktionen langsommere, men i olie og på åben ild går den hurtigt. Bare pas på ikke at brænde kødet på!
Melanoider dukkede op - reaktionen passerede
Disse stoffer, i sagens natur, uregelmæssige polymerformationer, har en farve frarød til mørkebrun. Strukturen af mange forbliver et mysterium den dag i dag. Vi indtager op til 10 gram melanoider om dagen, som findes i kaffe, øl, kvass, vin, brød, stegt fisk og kød.
Forbundet med deres dannelse er aromatiske stoffer: furfural, acetaldehyd, aldehyder, diacetyl og mange andre. Mad bliver ikke kun smuk, men også duftende.
Skade eller gavn?
Det er med tilstedeværelsen af melanoider, at frygten for farerne ved stegt mad er forbundet. Så er de skadelige eller ej?
Der er blevet samlet en masse data om fordelene ved melanoider, som har antioxidante, antibakterielle, immunmodulerende egenskaber. De er også i stand til at binde tungmetalioner.
F.eks. er den antimikrobielle virkning af melanoider indeholdt i kaffe forbundet med dannelsen af hydrogenperoxid under Maillard-reaktionen. Det er hende, der hæmmer reproduktion og vækst af bakterier.
Melanoider har været meget brugt i folkemedicin siden oldtiden. Husk, at alle helbredende urteafkog er brune, og det skyldes tilstedeværelsen af disse komplekse kemiske forbindelser i dem.
Melanoider absorberes ikke i tarmene og er dårligt modtagelige for enzymatisk sp altning. De udfører således funktionen som præbiotika - ligesom kostfibre stimulerer de væksten af bifidobakterier i tarmen.
Er det dårligt at spise stegt mad?
Men der er også ulemper. For det første, under Maillard-reaktionen, reduceres den biologiske værdi af proteiner, som bindes af sukkerarter og blivermindre tilgængelig for vores krops enzymer. Men er det ikke duften og smagen værd fra en bøf eller en frisk bolle?
For det andet, ved forhøjede temperaturer (over 180 °C) nedbrydes de. Og det er her, der dannes giftige og kræftfremkaldende stoffer. Det er ved disse temperaturer, at kød steges for at producere giftigt akrylamid. Her er grunden til, at du ikke bør tilberede din mad for meget.
