V chemii existují tisíce pojmenovaných reakcí, ale většina z nich laikovi nic neřekne. Ale je tu jedna reakce, kterou všichni velmi dobře znají, a tou je Maillardova reakce. Setkáváme se s ní, když pijeme aromatickou kávu, jíme čerstvě upečený chléb a smažený řízek. A to i když pijeme pivo s přáteli. Maillardova chemická reakce je „nejchutnější“a právě ona dělá jídlo voňavé a krásné. A přestože nás obklopuje všude - tvorba humusu, rašeliny, léčebného bahna, budeme si o jejím kouzlu povídat v kuchyni.
První steak a antropogeneze
Zoologové si již dlouho všimli, že lidoopi preferují tepelně zpracovanou potravu před syrovou. Ano, a všichni domácí mazlíčci rádi jedí lidské jídlo. Oheň, špejle a hrnce jsou odedávna nedílnou součástí lidského života. A od toho okamžiku začala kulturní formace naší civilizace. Po všemtepelné zpracování potravin dramaticky zvýšilo efektivitu trávení potravy a uvolnilo čas našim předkům na přemýšlení a poznávání světa. Dá se říci, že rozumného člověka z nás neudělala práce, ale teplá a chutná polévka a řízek osmažený díky chemické Maillardově reakci.
Cukr, tuk a bílkoviny se setkávají v pánvi
Potraviny obsahují tři hlavní složky – bílkoviny, tuky a sacharidy (cukry). Všechny jsou důležité pro lidský život, ale o tom tento článek není.
Sacharidy a tuky mají ve své chemické struktuře specifické C=O karbonylové skupiny, a přestože mají složitou molekulární strukturu, jsou obecně lineární. Ale proteiny jsou složité molekulární sloučeniny, řetězce aminokyselin v nich tvoří složité terciární a dokonce i kvartérní útvary (globule). Proteiny obsahují 20 aminokyselin, z nichž 4 (lysin, arginin, tryptofan, histidin) mají volnou aminoskupinu NH2 a guanidinovou skupinu C(NH2)2 které je činí snadno zranitelnými.
To znamená, že snadno reagují s karbonylovou skupinou cukrů a tuků. Je to tato kondenzační reakce sacharoaminu, která nese Maillardovo jméno. Reakce probíhá za jedné podmínky - je požadována teplota. A přesně to se děje na našem sporáku při smažení, vaření nebo pečení. Je to „lahodná“Maillardova chemická reakce, za kterou vděčíme vzhledu zlaté kůrky na řízcích a buchtách.
Zamotaný objevný příběh
Fungujepři studiu drah syntézy proteinů v roce 1912 mladý Francouz, lékař a chemik Louis Camille Maillard smíchal aminokyseliny a cukry, zahříval roztoky a pozoroval reakci. Maillard si všiml tvorby hnědých sloučenin ve zkumavce. Nešlo ale o peptidy, ale o látky, které určují barvu a vůni hotových jídel. Jaké látky během reakce vznikaly, Maillard nezjistil. Zaznamenal pouze jejich podobnost s půdními huminy.
Vědci S. P. se zúčastnili štafetového závodu na určení produktů Maillardovy reakce. Kostychev a V. A. Brilantní z Petrohradské univerzity (1914), který studoval kvasnou fermentaci. Reakce ale není nazvána jménem, protože tím se objevitel nezastavil.
V letech 1912 až 1913 více než 30 publikací a Maillardova doktorská disertační práce „Geneze proteinů. Působení glycerolu a cukrů na aminokyseliny, kde autor stanovil několik fází v průběhu této interakce.
Škoda, že se vědec neproslavil za svého života, chemici se o Maillardovu chemickou reakci začali podrobněji zajímat v roce 1946. Tehdy americký chemik John George publikoval článek v Journal of Agricultural and Food Chemistry o fázích a významu této reakce při vaření. Tento článek o Maillardově reakci je dodnes nejcitovanějším článkem v historii časopisu.
Ale kondenzace sacharoaminu stále hrdě nese jméno francouzského objevitele.
Trocha chemie v jednoduchém jazyce
Dnes je známo, že Maillardova reakce je kaskáda postupných a paralelních reakcí, kteréprobíhají na pánvi, hrnci nebo troubě. Vše začíná kondenzací cukrů (glukózy, sacharózy a fruktózy) primárními aminoskupinami proteinů a peptidů. Výsledné sloučeniny procházejí řadou přeměn, v jejichž důsledku vznikají acyklické, heterocyklické, polymerní látky. Jsou to oni, kdo činí chemickou Maillardovu reakci „chutnou“. Mohou být bezbarvé a barevné, voňavé nebo s nepříjemným zápachem. Každá hospodyňka ví, že bude záležet na podmínkách přípravy.
Karamelizace a steak
Komplex reakcí objevených vědcem Maillardem se nazývá neenzymatické hnědnutí produktů s tvorbou melanoidů (barevných látek). Chemie procesu je složitá, tvoří se stovky chemických sloučenin, z nichž většina dosud nebyla identifikována.
Karamelizace – přeměna jednoduchých cukrů při zahřívání – není jen bonbón. K tomuto procesu dochází při grilování masa a pečení zeleniny. Výsledný m altol a isom altol dodávají vůni pečeného chleba a 2-H-4-hydroxy-5-methyluretan voní jako smažené maso.
Kaskáda reakcí vede k tvorbě více a více melanoidů a kůrka na steaku tmavne. Ve vodě je Maillardova reakce pomalejší, ale v oleji a na otevřeném ohni probíhá rychle. Jen pozor, aby se maso nepřipálilo!
Objevily se melanoidy – reakce prošla
Tyto látky, ze své podstaty, nepravidelné polymerní útvary, mají barvu zčervená až tmavě hnědá. Struktura mnoha zůstává dodnes záhadou. Denně zkonzumujeme až 10 gramů melanoidů, které se nacházejí v kávě, pivu, kvasu, víně, chlebu, smažených rybách a mase.
S jejich tvorbou jsou spojeny aromatické látky: furfural, acetaldehyd, aldehydy, diacetyl a mnoho dalších. Jídlo bude nejen krásné, ale i voňavé.
Škoda nebo prospěch?
S přítomností melanoidů jsou spojeny obavy z nebezpečí smažených jídel. Jsou tedy škodlivé nebo ne?
Bylo nashromážděno mnoho údajů o výhodách melanoidů, které mají antioxidační, antibakteriální a imunomodulační vlastnosti. Jsou také schopné vázat ionty těžkých kovů.
Například antimikrobiální účinek melanoidů obsažených v kávě je spojen s tvorbou peroxidu vodíku během Maillardovy reakce. Je to ona, kdo inhibuje reprodukci a růst bakterií.
Melanoidy byly v lidovém léčitelství široce používány již od starověku. Pamatujte, že všechny léčivé bylinné odvary jsou hnědé a je to kvůli přítomnosti těchto složitých chemických sloučenin v nich.
Melanoidy nejsou absorbovány ve střevech a jsou špatně přístupné enzymatickému štěpení. Plní tedy funkci prebiotik – podobně jako dietní vláknina stimulují růst bifidobakterií ve střevě.
Je špatné jíst smažené jídlo?
Má to ale i nevýhody. Za prvé, při Maillardově reakci se snižuje biologická hodnota bílkovin, které jsou vázány cukry a stávají seméně přístupné enzymům našeho těla. Ale nestojí to za vůni a chuť steaku nebo čerstvé housky?
Za druhé, při zvýšených teplotách (nad 180 °C) se rozkládají. A právě zde vznikají toxické a karcinogenní látky. Právě při těchto teplotách se maso smaží za vzniku toxického akrylamidu. Zde je důvod, proč byste jídlo neměli převařit.
