Es gibt Tausende benannter Reaktionen in der Chemie, aber die meisten sagen einem Laien nichts. Aber es gibt eine Reaktion, mit der jeder sehr vertraut ist, und das ist die Maillard-Reaktion. Wir begegnen ihm, wenn wir aromatischen Kaffee trinken, frisch gebackenes Brot und gebratenes Steak essen. Und selbst wenn wir mit Freunden Bier trinken. Maillards chemische Reaktion ist die "köstlichste", und sie ist es, die das Essen duftend und schön macht. Und obwohl sie uns überall umgibt - Humusbildung, Torf, Heilschlamm, sprechen wir in der Küche über ihre Magie.
Das erste Steak und die Anthropogenese
Zoologen haben schon lange festgestellt, dass Menschenaffen thermisch verarbeitete Nahrung gegenüber Rohkost bevorzugen. Ja, und alle Haustiere fressen gerne menschliche Nahrung. Feuer, Spieße und Töpfe sind seit langem ein fester Bestandteil des menschlichen Lebens. Und von diesem Moment an begann die kulturelle Bildung unserer Zivilisation. LetztendlichDie thermische Verarbeitung von Lebensmitteln erhöhte die Effizienz der Nahrungsverdauung dramatisch und verschaffte unseren Vorfahren Zeit zum Nachdenken und Erkunden der Welt. Man kann sagen, dass es nicht die Arbeit war, die uns zu einem vernünftigen Menschen gemacht hat, sondern eine warme und schmackhafte Suppe und ein dank der chemischen Maillard-Reaktion gebratenes Steak.
Zucker, Fett und Eiweiß treffen sich in der Pfanne
Lebensmittel enth alten drei Hauptbestandteile - Proteine, Fette und Kohlenhydrate (Zucker). Sie alle sind wichtig für das menschliche Leben, aber in diesem Artikel geht es nicht darum.
Kohlenhydrate und Fette haben spezifische C=O-Carbonylgruppen in ihrer chemischen Struktur, und obwohl sie eine komplexe Molekülstruktur haben, sind sie im Allgemeinen linear. Aber Proteine sind komplexe molekulare Verbindungen, die Ketten von Aminosäuren in ihnen bilden komplexe tertiäre und sogar quaternäre Formationen (Kügelchen). Proteine enth alten 20 Aminosäuren, von denen 4 (Lysin, Arginin, Tryptophan, Histidin) die freie Aminogruppe NH2 und die Guanidingruppe C(NH2) haben)2 was sie leicht angreifbar macht.
Das bedeutet, dass sie leicht mit der Carbonylgruppe von Zuckern und Fetten reagieren. Es ist diese Saccharoamin-Kondensationsreaktion, die Maillards Namen trägt. Die Reaktion läuft unter einer Bedingung ab – die Temperatur ist erforderlich. Und genau das passiert auf unserem Herd beim Braten, Kochen oder Backen. Es ist die „köstliche“chemische Maillard-Reaktion, die wir dem Erscheinen einer goldenen Kruste auf Koteletts und Brötchen verdanken.
Verworrene Entdeckungsgeschichte
ArbeitenÜber die Untersuchung von Proteinsynthesewegen mischte 1912 ein junger Franzose, Arzt und Chemiker, Louis Camille Maillard, Aminosäuren und Zucker, erhitzte Lösungen und beobachtete die Reaktion. Maillard bemerkte die Bildung brauner Verbindungen im Reagenzglas. Das waren aber keine Peptide, sondern Stoffe, die Farbe und Geruch von Fertiggerichten bestimmen. Welche Stoffe bei der Reaktion entstanden sind, stellte Maillard nicht fest. Er bemerkte nur ihre Ähnlichkeit mit Erdhuminen.
Scientists S. P. nahm am Staffellauf zur Bestimmung der Produkte der Maillard-Reaktion teil. Kostychev und V. A. Brillant von der Petersburger Universität (1914), die die Hefefermentation untersuchte. Aber die Reaktion wird nicht beim Namen genannt, weil der Entdecker hier nicht aufgehört hat.
Von 1912 bis 1913 mehr als 30 Publikationen und Maillards Doktorarbeit „The Genesis of Proteins. Die Wirkung von Glycerin und Zuckern auf Aminosäuren, wobei der Autor mehrere Stufen im Verlauf dieser Wechselwirkung feststellte.
Schade, dass der Wissenschaftler zu Lebzeiten keinen Ruhm erlangte, Chemiker interessierten sich 1946 genauer für die chemische Maillard-Reaktion. Damals veröffentlichte der amerikanische Chemiker John George im Journal of Agricultural and Food Chemistry einen Artikel über die Stadien und die Bedeutung dieser Reaktion beim Kochen. Dieser Artikel über die Maillard-Reaktion ist bis heute der am häufigsten zitierte Artikel in der Geschichte der Zeitschrift.
Aber die Saccharoamin-Kondensation trägt immer noch stolz den Namen des französischen Entdeckers.
Ein bisschen Chemie im Klartext
Heute ist bekannt, dass die Maillard-Reaktion eine Kaskade von sequentiellen und parallelen Reaktionen istin einer Pfanne, einem Topf oder Ofen stattfinden. Alles beginnt mit der Kondensation von Zuckern (Glucose, Saccharose und Fructose) durch die primären Aminogruppen von Proteinen und Peptiden. Die resultierenden Verbindungen durchlaufen eine Reihe von Umwandlungen, wodurch acyclische, heterocyclische, polymere Substanzen gebildet werden. Sie machen die chemische Maillard-Reaktion „schmackhaft“. Sie können farblos und gefärbt, duftend oder unangenehm riechend sein. Jede Hausfrau weiß, dass es auf die Zubereitungsbedingungen ankommt.
Karamellisierung und Steak
Der vom Wissenschaftler Maillard entdeckte Reaktionskomplex wird als nicht-enzymatische Bräunung von Produkten unter Bildung von Melanoiden (Farbstoffen) bezeichnet. Die Chemie des Prozesses ist komplex, Hunderte von chemischen Verbindungen werden gebildet, von denen die meisten noch nicht identifiziert wurden.
Die Karamellisierung – die Umwandlung von einfachen Zuckern beim Erhitzen – ist nicht nur eine Süßigkeit. Dieser Vorgang findet beim Grillen von Fleisch und Braten von Gemüse statt. Das entstehende M altol und Isom altol riecht nach gebackenem Brot und 2-H-4-hydroxy-5-methylurethan riecht nach gebratenem Fleisch.
Die Reaktionskaskade führt zur Bildung von immer mehr Melanoiden und die Kruste auf dem Steak wird dunkler. In Wasser ist die Maillard-Reaktion langsamer, aber in Öl und auf offenem Feuer läuft sie schnell ab. Pass nur auf, dass das Fleisch nicht anbrennt!
Melanoide erschienen - die Reaktion ging vorbei
Diese Substanzen sind von Natur aus unregelmäßige polymere Gebilde und haben eine Farbe vonrot bis dunkelbraun. Die Struktur vieler bleibt bis heute ein Rätsel. Wir nehmen täglich bis zu 10 Gramm Melanoide zu uns, die in Kaffee, Bier, Kwas, Wein, Brot, frittiertem Fisch und Fleisch enth alten sind.
Assoziiert mit ihrer Bildung sind aromatische Substanzen: Furfural, Acetaldehyd, Aldehyde, Diacetyl und viele andere. Speisen werden nicht nur schön, sondern auch duftend.
Schaden oder Nutzen?
Mit dem Vorhandensein von Melanoiden sind Ängste vor den Gefahren frittierter Lebensmittel verbunden. Sind sie also schädlich oder nicht?
Es wurden viele Daten über die Vorteile von Melanoiden gesammelt, die antioxidative, antibakterielle und immunmodulatorische Eigenschaften haben. Sie sind auch in der Lage, Schwermetallionen zu binden.
Zum Beispiel wird die antimikrobielle Wirkung der in Kaffee enth altenen Melanoide mit der Bildung von Wasserstoffperoxid während der Maillard-Reaktion in Verbindung gebracht. Sie ist es, die die Vermehrung und das Wachstum von Bakterien hemmt.
Melanoide sind seit der Antike in der Volksmedizin weit verbreitet. Denken Sie daran, dass alle heilenden Kräutersuds braun sind, was auf das Vorhandensein dieser komplexen chemischen Verbindungen in ihnen zurückzuführen ist.
Melanoide werden im Darm nicht absorbiert und sind für eine enzymatische Sp altung schlecht zugänglich. Damit erfüllen sie die Funktion von Präbiotika - wie Ballaststoffe regen sie das Wachstum von Bifidobakterien im Darm an.
Ist frittiertes Essen schlecht?
Aber es gibt auch Nachteile. Zum einen wird während der Maillard-Reaktion die biologische Wertigkeit von Proteinen reduziert, die durch Zucker gebunden und werdenfür die Enzyme unseres Körpers weniger zugänglich. Aber ist es nicht das Aroma und den Geschmack eines Steaks oder eines frischen Brötchens wert?
Zweitens zersetzen sie sich bei erhöhten Temperaturen (über 180 °C). Und hier entstehen giftige und krebserregende Stoffe. Bei diesen Temperaturen wird Fleisch gebraten, um giftiges Acrylamid zu produzieren. Deshalb sollten Sie Ihr Essen nicht zu lange garen.
