Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ MAILLARD // LA REAZIONE MAILLARD

Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ MAILLARD

Σήμερα θα μιλήσουμε πάλι για χημεία ...
Δεν ξέρω αν έχετε ακούσει ποτέ για την αντίδραση Maillard (Μαγιάρ). Και όμως! Πρόκειται για μία απο τις πιό σημαντικές χημικές αντιδράσεις, που συμβαίνει καθημερινά στην κουζίνα μας και που είναι υπεύθυνη για το ελκυστικό άρωμα και την νοστιμιά του φαγητού μας!
Αλλά ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή...

foto tratta dal web

Ο Louis-Camille Maillard (1878-1936), αντίθετα με ότι ίσως θα περίμενε κανείς, δεν ήταν ούτε χημικός ούτε μάγειρας. Ηταν ένας Γάλλος γιατρός και ερευνητής ο οποίος γύρω στα 1910 μελέτησε τον μεταβολισμό των κυττάρων και ιδιαίτερα τις αντιδράσεις μεταξύ αμινοξέων και απλών σακχάρων, που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό τους. Η λεγόμενη "αντίδραση Maillard" ανακαλύφθηκε λοιπόν λίγο τυχαία, και στην πραγματικότητα δεν είναι μόνο μία, αλλά μία ολόκληρη σειρά πιθανών αντιδράσεων, οι οποίες είναι σύνθετες και ετερογενείς. Σε αυτές παίρνουν μέρος  απλά σαχάρα και αμινοξέα, και συμβαίνουν κατά την διάρκεια του μαγειρέματος (ψήσιμο ή σωτάρισμα) με την επίδραση της θερμότητας. Η αντίδραση Maillard, μέχρι σήμερα δεν μπόρεσε να αναπαραχθεί στο εργαστήριο, λόγω της πολυπλοκότητας και του μη προβλέψιμου των μηχανισμών της.
Η αντίδραση Maillard δεν συμβαίνει όμως σε όλα τα τρόφιμα που περιέχουν σάκχαρα. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι τα σάκχαρα αυτά να είναι απλά (κυρίως η γλυκόζη) και όχι σύνθετα, ώστε να έχουν την δυνατότητα να αντιδράσουν και έτσι να ενεργοποιηθεί ο μηχανισμός της αντίδρασης Maillard. Παρατηρήθηκε επίσης ότι από τα αμινοξέα, πιο σημαντικά για την ενεργοποίηση της αντίδρασης είναι τα λεγόμενα βασικά (αργινίνη, ασπαραγίνη, γλουταμίνη, λυσίνη, προλίνη και ιστιδίνη).
Πιστεύω ότι σε αυτήν την θέση δεν έχει νόημα να επεκταθώ περισσότερο με τους χημικούς μηχανισμούς της αντίδρασης Maillard. Το σημαντικό είναι πως το αποτέλεσμα της έχει ως συνέπεια την δημιουργία αρωματικών ενώσεων, που ονομάζονται μελανοϊδίνες, οι οποίες δίνουν το χαρακτηριστικό καστανό χρώμα και το ευχάριστο άρωμα στα μαγειρεμένα φαγητά. Μιλάμε πάντα για χημική αμαύρωση τως τροφών, παράλληλα με την οποία δημιουργούντα πτητικές ενώσεις με ευχάριστο άρωμα, και όχι για ενζυματική, η οποία είναι μια εντελώς διαφορετική διαδικασία. Ετσι ο καβουρντισμένος καφές παίρνει το χαρακτηριστικό καφετί χρώμα και μοσχοβολά, το ψωμί αποκτά τραγανή καλοψημένη κρούστα και μία ωραία μπριζόλα ροδοψήνεται και μοσχοβολάει όταν ψηθεί σωστά...
Τα αποτελέσματα της αντίδρασης Maillard δεν είναι πάντα θετικά. Ειδικά για το γάλα υψηλής παστερίωσης UHT, του προσδίδει γκριζωπό χρώμα, ενώ αλλοιώνεται και η μυρωδιά του (παίρνει μυρωδιά βρασμένου γάλακτος). Επιδρά επίσης στην θρεπτικότητα των τροφών μάλλον αρνητικά, αφού κατά την διαδρομή της καταστρέφονται χρήσιμα αμινοξέα, όπως η λυσίνη, αλλοιώνεται η δομή των πρωτεϊνών με αποτέλεσμα να γίνονται δύσπεπτες και τέλος παράγονται ουσίες, γνωστές ως προϊοντα μετάθεσης Amadori, που εμποδίζουν την απορρόφηση των βασικών αμινοξέων απο το έντερο.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αντίδραση Maillard είναι :
- πρώτα απ' όλα η αναλογία των βασικών συστατικών, δηλαδή απλών σακχάρων και αμινοξέων, μέσα στο τρόφιμο
- η θερμοκρασία : ιδανική θερμοκρασία 140-180°C. Η αντίδραση Maillard ξεκινάει γύρω στους 140°C. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες η αντίδραση καθυστερεί. Σε θερμοκρασίες άνω των 200°C το τρόφιμο καίγεται, σχηματίζονται βενζοπυρένια που δίνουν σχεδόν μαύρη απόχρωση (καμμένο), δυσάρεστη οσμή και γεύση πικρίζουσα, ενώ σχηματίζονται βλαβερές, πιθανώς καρκινογόνες, ενώσεις (ακρυλαμίδιο)
- το pH : αλκαλικό περιβάλλον pH>7 ευνοεί την αντίδραση
- η παρουσία μετάλλου ευνοεί επίσης την αντίδραση
- η περιεκτικότητα σε νερό : το νερό συμμετέχει στην αντίδραση, όμως υψηλή περιεκτικότητα του στις τροφές καθυστερεί την έναρξη της, καθώς ελαττώνει την συγκέντρωση των αντιδρώντων σωμάτων
Τι γίνεται όμως με τις τροφές που θέλουμε να τις ψήσουμε και στην σύνθεση τους δεν περιέχουν τα απαραίτητα απλά σάκχαρα, όπως πχ. τα λευκά κρέατα? Θα πρέπει απλά να τα προσθέσουμε εξωτερικά και εδώ έρχεται να βοηθήσει το μαρινάρισμα. Πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ότι η κοινή ζάχαρη δεν μπορεί να βοηθήσει στην αντίδραση Maillard, καθώς είναι ένα σύνθετο σάκχαρο, το οποίο, όπως είπαμε, είναι αδρανές. Για να την ενεργοποιήσουμε θα πρέπει να προσθέσουμε μία ουσία όξινη, όπως ο χυμός λεμονιού ή το κρασί, που θα την διασπάσει σε φρουκτόζη και γλυκόζη . Μία αλκαλική ουσία, όπως η μαγειρική σόδα,  επιταχύνει επίσης την αντίδραση Maillard (δείτε εδώ ενα ενδιαφέρον βίντεο).
Οταν η αντίδραση Maillard δεν είναι επιθυμητή, τότε πρέπει να βρούμε έναν τρόπο να την παρεμποδίσουμε. Σύμφωνα με τα όσα είπαμε παραπάνω, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τους παρακάτω τρόπους :
- μείωση της θερμοκρασίας
- μείωση του pH (οξίνιση)
- αύξηση ή μείωση της περιεκτικότητας σε υγρασία (νερό)
- απενεργοποίση των σακχάρων ενζυματικά (προσθήκη ενζύμων που καταστρέφουν την δραστική ομάδα του σακχάρου) ή χημικά (δέσμευση της καρβονυλομάδας του σακχάρου) ή προσθήκη αλάτων ασβεστίου που δεσμεύουν τα αμινοξέα
Πηγές : Wikipedia, εδώ, εδώ, εδώ
Παίρνοντας υπ' όψιν όλα όσα είπαμε παραπάνω, θα μπορούμε πλέον να ρυθμίσουμε τους βασικούς παράγοντες γιά να ψήσουμε σωστά ένα κομμάτι κρέας ή να σωτάρουμε πχ. το κρεμμύδι.  
Τέλος μια μικρή σημείωση. Οταν φτιάξαμε την σάλτσα gravy, που προέρχεται απο τα υπολείμματα που έμειναν στο ταψί μετά από το ψήσιμο του κρέατος, χρησιμοποιήσαμε απλά τα προϊοντα πού προέκυψαν απο την αντίδραση Maillard, τα οποία έχουν όλη την νοστιμιά του ψητού!

tabella tratta dal web

tabella tratta dal web

LA REAZIONE MAILLARD

Oggi parliamo ancora di chimica...
Sono certa che avete sentito parlare della reazione Maillard. Si tratta di una delle più importanti e più frequenti reazioni che avvengono nella nostra cucina ed è responsabile per il sapore ed il profumo appetitoso dei piatti che prepariamo!

foto tratta dal web

Louis-Camille Maillard (1878-1936) non fù nè chimico nè chef, bensì un medico di origine francese che nel 1910 cominciò a studiare il metabolismo delle cellule, e più precisamente le reazioni tra gli aminoacidi e i zuccheri che si annoverano tra i loro componenti. La cosidetta reazione Maillard, fu scoperta un po' per caso, e in verità non è una sola, ma si tratta di una moltitudine di possibili reazioni, che sono complessi abbastanza e eterogenee. I reagenti sono gli aminoacidi e gli zuccheri che interagisono durante la cottura (arrostimento o frittura). Non hanno potuto riprodurre la reazione Maillard al laboratorio, a causa della sua complessità e dal non prevedibile dei suoi mecchanismi. 
Però la reazione Maillard non avviene in tutti i cibi che contengono zuccheri. E necessario che i zuccheri siano semplici (di solito il glucosio) per poter manifestare proprietà riducenti. E stato notato che gli aminoacidi più importanti per dar inizio alla reazione, sono i cosidetti basici (arginina, asparagina, glutamina, lisina, prolna e istidina).
Credo che in questo blog di cucina, non ha senso fare un' analisi chimica molto estesa, per i meccanismi della reazione Maillard. Qui ci interessa piuttosoto il risultato. Questo risultato è la formazione di componenti aromarici, che si chiamano melanoidine, e sono quelle che danno il colorito bruno e il profumo gradevole e appetitoso ai cibi arrostiti. Certo, qui si parla sempre di annerimento dei cibi chimico e non enzimatico, che è tutt' un' altra cosa... Grazie alla reazione Maillard i chicchi del caffè arrostito assumono il colore caratteristico ed il profumo inebriante, il pane cotto ha la crosta croccante e una bella bistecca sulla griglia ha la superficie bella arrostita ed emana il caratterisitco profumo appettitoso.
I risultati della reazione Maillard però, non sono sempre quelli desiderati. Pe. il latte sterilizzato UHT, assume un sgradevole odore di cotto e un colore grigiastro poco attraente. Per quanto riguarda poi gli effetti nutrizionali, sono piuttosto negativi, siccome vengono distrutti aminoacidi, come pe. la lisina, che sono importanti per la nutrizione umana, viene distrutta la struttura delle proteine con riuslato di diventare poco digeribili, ed infine, vengono prodotti i cosidetti composti Amadori, che impediscono l' assorbimento degli aminoacidi basici nell' intestino.
Fattori che influenzano la reazione Maillard : 
- prima di tutto l' analogia nell' alimento degli ingredienti reagenti, cioè dei zuccheri semplici e degli aminoacidi
- la temperatura : temperatura ideale tra 140°C e 180°C. La reazione Maillard si avvia ai 140°C. A temperature più basse la reazione ritarda. A temperatura 200°C e oltre, l' alimento si brucia, vengono prodotti benzopireni, che danno un colore quasi nero (di bruciato), odore gradevole, sapore amarognolo, mentre vengono prodotte anche sostanze nocive e possibilmente cancerogeni (acrilamide).  
- il pH : pH >7, cioè basico, favorisce la reazione
- la presenza dei metalli favorisce la reazione
- l' acqua : l' acqua partecipa alla reazione, in percentuale alta però fa retorcedere la prima reazione, perchè diminuisce la precentuale di concentrazione degli ingredienti reagenti
Cosa si può fare con gli alimenti che abbiamo voglia di preparare arrostiti e non contengono gli zuccheri semplici, che sono essenziali per la reazione Maillard, come pe. le carni bianche? Si deve semplicemente aggiungerli e qui si spiega il ruolo della marinatura. Si deve precisare però che lo zucchero commune (saccarosio) non è uno zucchero reagente, siccome si tratta di un zucchero composito (dissaccharite). Per attivarlo, si deve aggiungere una sostanza acida, cone il succo del limone o il vino, che lo farà scindere a fruttosio e glucosio. Una sostanza alcalina, come il bicarbonato, accelera pure la reazione Maillard (qui un video interessante).
Quando però la reazione Maillard non è desiserata, si deve trovare modi per impedirla. Secondo tutto quando abbiamo detto finora, questo possiamo ottenerlo con uno dei seguenti modi :
- abbassare la temperatura
- abbassare il pH (inacidimento)
- rimozione o aumento dell' acqua
- dissativare gli zuccheri, aggiungendo enzimi che distruggono la parte reativa o fare legare il carbonilio della loro struttura, oppure aggiungere dei sali di calcio che reagiscono con gli aminoacidi.
Fonti : WIkipedia, qui, qui, qui
Ancora una piccola nota. i Fondi di cottura della canre arrostita, che vengono utilizzati per la preparazione di salse (qui), vengono composti dai prodotti della reazione Maillard e così si spiega il loro sapore e odore che sembra la pura essenza della carne concentrata...

tabella tratta dal web