Реакция майяра что это

Реакция Майяра, или Чем пахнет молоко

Реакция Майяра, или Чем пахнет молоко

Мы много знаем о реакции Майяра в кофе — это то самое взаимодействие аминокислот и сахаров, которое превращает кофейное зерно из зелёного в коричневое и придаёт ему приятный аромат свежей выпечки. Юлия Климанова, с которой мы обсуждали вопросы взаимодействия молока и кофе, поделилась любопытным наблюдением: оказывается, реакция Майяра происходит и в молоке. Что это значит и как влияет на вкусоароматические свойства молока, мы узнаем из статьи Юлии.

Реакция Майяра — одна из самых распространённых реакций в пищевой химии. В английском языке она называется non-enzymatic browning reaction — это означает, что в процессе реакции образуются вещества, придающие продукту коричневый цвет, но это вызвано не деятельностью ферментов, как бывает, например, в случае с надкусанным яблоком, а особенностью продуктов реакции. Чтобы понять, происходит ли она в том или ином продукте, нужно знать, есть ли в нём белки, углеводы, а также собираетесь ли вы нагревать продукт. Если ответ «да», то реакция Майяра будет запущена. Стадия её развития будет зависеть от условий нагревания, но об этом поговорим далее.

С химической точки зрения, реакция Майяра — это реакция между аминокислотами и сахарами при нагревании. Примеров этой реакции множество: жарка мяса, обжарка кофе, выпечка хлеба и т. д. По мере развития реакции Майяра образуются продукты, обладающие характерными запахом, который порой не даёт устоять перед свежеприготовленным стейком или только что испечённым круассаном. Но всегда ли появление характерных запахов и вкусов является необходимым? Определённо, нет.

Есть довольно распространённое мнение, якобы в молоке не происходит реакции Майяра. Вернёмся к началу нашего рассуждения и проанализируем, соответствует ли молоко условиям, необходимым для реакции Майяра.

Перед тем как попасть на полки супермаркетов, молоко должно пройти термическую обработку — пастеризацию, ультрапастеризацию или стерилизацию. Это необходимо для обеспечения микробиологической безопасности молока и, как следствие, продления его срока хранения. Каждый из этих методов по-своему эффективен, но в любом случае «запускает» реакцию Майяра в молоке. Выбор метода тепловой обработки определяет не только микробиологические параметры готового продукта, но и его органолептические свойства, то есть все, что мы можем оценить с помощью органов чувств.

Пастеризация — это процесс, отвечающий минимальным требованиям к тепловой обработке. В этом случае молоко нагревают до 85°C на 2-3 секунды. При ультрапастеризации молоко подвергают температуре 135-150°C на 1-10 секунд в зависимости от метода. Стерилизация — это наиболее агрессивный метод тепловой обработки молока. Его выдерживают при температуре 115-120°С от 20 минут. Стерилизованное молоко, как правило, поставляют в больницы и детские учреждения, чтобы исключить возможность отравления. После нагревания любым из способов молоко охлаждают и расфасовывают в обычную или покрытую антисептическим слоем изнутри тару.

Несмотря на то что в случае ультра- и простой пастеризации молоко нагревается всего на несколько секунд, это приводит ко многим необратимым химическим изменениям в его составе. Помимо инактивации ферментов и уничтожения патогенных бактерий (а в случае ультрапастеризации ещё и их спор, что позволяет молоку храниться около года при комнатной температуре), влияние оказывается и на основные компоненты молока — белки, жиры, углеводы, — и на витамины. Ультрапастеризация ведет к потере 10-30% витамина С, фолиевой кислоты, витаминов B6, B12 и B1.

Итак, происходит ли реакция Майяра в молоке? Безусловно, да. Яркий тому пример — топлёное молоко и варёная сгущёнка, отличающиеся характерным вкусом, запахом и цветом.

Реакция Майяра является необратимым последствием нагревания молока, зависит от его интенсивности и продолжается на протяжении всего срока хранения молока. То есть постоянное нагревание — необязательное условие для реакции Майяра, достаточно однократной температурной обработки с последующим хранением молока.

Несколько слов о природе реакции Майяра. Это комплексная реакция, протекающая в несколько стадий. На начальном этапе под действием температуры аминогруппа белка — в молоке это в основном ε-аминогруппа остатков лизина из κ-казеина и сывороточных белков — реагирует с карбонильной группой основного молочного сахара — лактозы. Иными словами, белки реагируют с лактозой при нагревании. В результате этого взаимодействия образуется промежуточное нестабильное вещество, так называемое основание Шиффа, которое сразу подвергается дальнейшим преобразованиям с образованием раннего продукта Амадори — лактулозил лизина. Именно продукты Амадори на более поздних стадиях реакции Майяра претерпевают множественные изменения с образованием более 3500 характерных летучих ароматических соединений. Эти ароматы могут быть как желательными, так и нет.

Если кратко, то ε-аминогруппа лизина + карбонильная группа лактозы ↔ основание Шиффа ↔ продукт Амадори → меланоидины (высокомолекулярные азотистые соединения коричневого цвета) и полимеризованные белки.

Эта схема очень кратко описывает реакцию Майяра в молоке, поскольку на самом деле происходит множество химических превращений внутри реакции, но она отражает её непосредственную суть.

Стоит отметить, что не все ароматические соединения образуются в результате реакции Майяра. Некоторые из них являются продуктами высвобождения сульфгидрильных, или тиоловых, групп (-SH groups, серосодержащие реактивные группы), которые выходят на поверхность сывороточных белков и белков их мембраны жировых глобул в процессе денатурации. Также каждое молоко обладает своим «естественным» запахом, то есть тем, который оно приобретает в зависимости от корма и метаболизма коров, а также запахом, появляющимся в процессе хранения.

Итак, в молоке из-за нагревания (продолжительного) образуются коричневые пигменты меланоидины, а также множество ароматических соединений.

Присутствие этих соединений можно проверить с помощью газовой хроматографии/масс-спектрометрии, то есть с использованием специального оборудования, недоступного всем заинтересованным в контроле органолептических свойств молока. Поэтому мы поставили цель сравнить ароматический состав разных видов коровьего молока, в первую очередь пастеризованного и ультрапастеризованного, а также безлактозного молока, поскольку из него удален основной молочный сахар — лактоза, соответственно, реакция Майяра должна протекать не в той же мере, что и в обычном молоке с лактозой. Основная задача — сравнить интенсивность запаха холодного и нагретого с помощью паровика кофемашины до разных температур молока.

Что же известно о результатах реакции Майяра на данный момент? Ультрапастеризованное молоко действительно обладает более интенсивным запахом, чем пастеризованное. Более того, в холодном ультрапастеризованном молоке присутствуют не все ароматы из тех, что есть в нагретом.

Что касается характера ароматов/вкусов, образующихся при нагревании молока, — есть 4 основные группы, которые описывают как: «сернистый или приготовленный/cooked or sulphurous», «нагретый или насыщенный/heated or rich», «карамельный/caramelised» и «жженый, горелый/scorched».

В таблице ниже приводятся некоторые ароматические соединения ультрапастеризованного молока. Как видно, ароматы описываются и как положительные — ванильный, кокосовый, сладкий, — и как нежелательные — землистый, металлический, ржавый.

Таким образом, любое свежее молоко обладает индивидуальным специфическим запахом в зависимости от корма, породы, условий содержания и особенностей метаболизма коров. Этот запах будет меняться в зависимости от температурной обработки, срока и условий хранения. Нагревание молока приводит к образованию летучих ароматических соединений из белков, углеводов и жиров молока путем сложных превращений. Эти ароматические соединения могут быть как желательными, так и нет. Важно помнить, что более интенсивное нагревание молока и последующее длительное хранение приводят к образованию большего количества новых ароматов и, как следствие, вкусов.

Ссылки на исследования:

Aalaei, K., Rayner, M., Sjöholm, I. (2019). Chemical methods and techniques to monitor early Maillard reaction in milk products; A review. Critical reviews in food science and nutrition, 59(12), 1829—1839

Belitz, H.-D., & Grosch, W., Schieberle, P. (2009). Food chemistry, 4th edition. Berlin: Springer Verlag

Campbell, R. E., & Drake, M. A. (2013). Invited review: The effect of native and nonnative enzymes on the flavor of dried dairy ingredients. Journal of dairy science, 96(8), 4773—4783

Chávez-Servín, J. L., Castellote, A. I., & López-Sabater, M. C. (2008). Volatile compounds and fatty acid profiles in commercial milk-based infant formulae by static headspace gas chromatography: Evolution after opening the packet. Food Chemistry, 107(1), 558—569

Deeth H. (2017). Optimum Thermal Processing for Extended Shelf-Life (ESL) Milk. Foods (Basel, Switzerland), 6(11), 102

Edris, A. E., Murkovic, M., & Siegmund, B. (2007). Application of headspace-solid-phase microextraction and HPLC for the analysis of the aroma volatile components of treacle and determination of its content of 5-hydroxymethylfurfural (HMF). Food Chemistry, 104(3), 1310—1314

Gopal, N., Hill, C., Ross, P. R., Beresford, T. P., Fenelon, M. A., & Cotter, P. D. (2015). The Prevalence and Control of Bacillus and Related Spore-Forming Bacteria in the Dairy Industry. Frontiers in microbiology, 6, 1418

Hougaard, A., Vestergaard, J., Varming, C., Bredie, W., & Ipsen, R. (2011). Composition of volatile compounds in bovine milk heat treated by instant infusion pasteurisation and their correlation to sensory analysis. International Journal of Dairy Technology, 64, 34—44

Lin, H., Liu, Y., He, Q., Liu, P., Che, Z., Wang, X., & Huang, J. (2019). Characterization of odor components of Pixian Douban (broad bean paste) by aroma extract dilute analysis and odor activity values. International Journal of Food Properties, 22(1), 1223—1234

O’Brien, J. (2009). Non-Enzymatic Degradation Pathways of Lactose and Their Significance in Dairy Products. Advanced Dairy Chemistry, 231—294

Rizzi, G. P. (1999). The Strecker Degradation and Its Contribution to Food Flavor. Flavor Chemistry, 335—343

Kumar, N., Raghavendra, M., Tokas, J., Singal, H.R. (2017). Chapter 10 — Flavor Addition in Dairy Products: Health Benefits and Risks, Editor(s): Ronald Ross Watson, Robert J. Collier, Victor R. Preedy, Nutrients in Dairy and their Implications on Health and Disease, AcademicPress,123-135

Jo, Y., Benoist, D.M., Barbano, D., Drake, M.A. (2018). Flavor and flavor chemistry differences among milks processed by high temperature, short time or ultra-pasteurization. Journal of Dairy Science, 101

Su, X., Tortorice, M., Ryo, S., Li, X., Waterman, K., Hagen, A., & Yin, Y. (2020). Sensory Lexicons and Formation Pathways of Off-Aromas in Dairy Ingredients: A Review. Molecules, 25(3), 569

Sunds, A. V., Maximilian Rauh, V., Sørensen, J., & Larsen, L. B. (2018). Maillard reaction progress in UHT milk during storage at different temperature levels and cycles. International Dairy Journal, 77, 56-64

Van Boekel, M. A. J. S. (1998). Effect of heating on Maillard reactions in milk. Food Chemistry, 62(4), 403—414

Источник

Как знания химии помогают правильно жарить мясо

Вы помните восхитительный запах жарящегося на раскаленной сковороде или гриле мяса? А цвет румяной корочки на стейке? Да, такое забыть сложно — настолько эти гастрономические картины аппетитные и запоминающейся. Можно описывать их разными словами, а можно сказать по-научному: это всё результат реакции Майяра. Используем научные знания во благо кулинарии и учимся жарить мясо правильно.

Белки — это цепочки крошечных, связанных между собой строительных блоков, называемых «аминокислотами». При высокой температуре они начинают активно контактировать с сахарами, содержащимися в мясе, чтобы потом превратиться в более сложные соединения. Именно эти соединения ответственны за появление аппетитного и такого призывного цвета, аромата и вкуса продуктов, подвергнутых термической обработке. Реакция Майяра ускоряется с повышением температуры и поэтому интенсивно протекает при варке, жарке и выпечке. У реакции несколько стадий (фаз), это, своего рода, целый комплекс последовательных процессов, которые «окрашивают» продукт в золотисто-коричневый цвет.

Реакция Майяра запускается примерно при 140 °C. При этом должно происходить не долгое и медленное нагревание, а стремительное повышение температуры. Почему вареное мясо не выглядит таким аппетитным? Потому что максимальная температура достигает всего 100 °C и процесс происходит в воде. Её присутствие на поверхности мяса продлевает время приготовления и снижает температуру, поскольку для испарения жидкости требуется больше времени. Жарка — в противовес варке — обеспечивает превосходную реакцию Майара: процесс происходит в безводной среде при очень высокой температуре. Отсюда и характерный аромат, а также цвет, и вкус!

Правила запуска реакции Майяра или Как правильно жарить мясо

Для получения хорошо поджаренного стейка с безошибочным верным «жареным» ароматом:

1. Не выбирайте для жарки слишком постное мясо.

2. Мясо должно быть абсолютно сухим. Достаньте мясо из холодильника за несколько часов до приготовления и тщательно протрите кухонным полотенцем. Процесс жарки в дальнейшем будет происходит при такой высокой температуре и в течение такого короткого времени, что в середине куска мясо не должно быть слишком холодным, иначе оно рискует остаться сырым.

3. Смажьте поверхность мяса рафинированным маслом, которое не будет гореть во время жарки. Или как говорят профессионалы: у которого высокая точка дымления. Жир изолирует мясо от прямого контакта со сковородой (или грилем) и предотвратит прилипание. Плюс он обеспечивает равномерное распределение тепла и образование восхитительной корочки по всей поверхности мяса.

4. Дома жарьте мясо на тяжелой чугунной сковороде. На ней мясо пожариться равномернее.

5. Нагрейте гриль или жаровню до правильной температуры: выше 140 °C и ниже 170 °C, чтобы мясо не горело. Положите мясо на раскалённую поверхность и не трогайте его, по крайней мере, пару минут (в зависимости от толщины мяса). Пусть реакция Майяра просто идёт своим чередом, формируя восхитительные запахи и ароматы. Потом кусок переверните и оставьте нетронутым ещё на пару минут.

Совет: если кусок мяса толстый и вы предпочитаете среднюю прожарку, переложите мясо в форму или на противень у подпеките в нагретой до 230-240 °C духовке по паре минут с каждой стороны.

6. Оберните обжаренное мясо фольгой и оставьте на 2-3 минуты, чтобы внутренние мясные соки распределились в мясе равномерно, это сделает стейк сочным. Последний штрих: немного соли, свежемолотого перца и оливкового масла.

Ответ на вопрос: можно ли жарить замороженный стейк ищите здесь.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

В борьбе с онкологией все средства хороши. Пока одни команды учёных разрабатывают новые методы диагностики и лечения рака, другие не перестают искать его причины. И часто последние оказываются связаны с тем, что мы едим и пьём.

Новое исследование, проведённое специалистами из Агентства по пищевым стандартам Великобритании, доказало, что продукты с высоким содержанием крахмала (например, хлеб, картофель, сухие завтраки и чипсы, печенье, некоторые виды круп) могут стать причиной онкологических заболеваний.

Что можно предпринять?

Избежать такого воздействия не получится, если готовить гренки и картофель не до золотистой корочки, а до ощутимо коричневой, говорят учёные.

Дело в том, что в процессе приготовления при высоких температурах (выше 120 градусов Цельсия) на сковороде, в тостере или на гриле крахмалосодержащие продукты в ходе так называемой реакции Майяра начинают вырабатывать акриламид.

Реакция Майяра (реакция сахароаминной конденсации, англ. Maillard reaction) — химическая реакция между аминокислотой и сахаром, которая, как правило, происходит при нагревании.

Примером такой реакции является жарка мяса или выпечка хлеба, когда в процессе нагревания пищевого продукта возникает типичный запах, цвет и вкус приготовленной пищи.

Эти изменения вызваны образованием продуктов реакции Майяра. Вместе с карамелизацией, реакция Майяра является формой неферментативного потемнения (побурения). Названа в честь французского химика и врача Луи Камилла Майяра, который одним из первых исследовал реакцию в 1910-х годах.

Пищевая промышленность производит многие продукты реакции Майяра, которые используются для придания желаемого вкуса и запаха продуктам питания. В пищевой химии известна как сахароаминная реакция.

Примеры продуктов реакции:
6-ацетил-1,2,3,4-тетрагидропиридин — запах печёного хлеба, бисквита.
2-ацетил-1-пирролин — запах приготовленного риса.

Акриламиид (2-пропенамид) CH2=CHC(O)NH2 — амид акриловой кислоты, мономер, применяемый в основном в многотоннажном производстве важных полимеров, имеющих общее название полиакриламиды.

Представляет собой бесцветные кристаллы похожие на сахар. Температурой плавления 84,5°С, температурой кипения 215°С, плотностью 1,122 г/см3. Растворяется в воде, этаноле, ацетоне. Мало растворим в бензоле. Слабо амфотерен. Пожароопасен и взрывоопасен. Токсичен — поражает нервную систему, печень и почки. Раздражает слизистые оболочки.

В жареных или запечённых продуктах, а также выпечке акриламид может образовываться в реакции между аспарагином и сахарами (фруктоза, глюкоза, и т.д.) при температурах выше 180 °C.

В промышленности получают гидролизом акрилонитрила, в лаборатории — из акрилоилхлорида или акрилового ангидрида и аммиака.
Это соединение является «показателем вредности»: чем темнее корка на тосте или на картофеле, тем больше продукт выработал акриламида и, соответственно, тем он вреднее.

Эксперименты показали, что акриламид повреждает ДНК и вызывает раковые опухоли, а также неврологические нарушения. Правда, как признают исследователи, пока что опыты проводились лишь на животных, и неясно, прослеживается ли та же тенденция у людей. К тому же, пока неизвестно, какое количество акриламида является критичным для человеческого организма.

Тем не менее, эксперты из Агентства по пищевым стандартам утверждают, что в среднем человек потребляет слишком большое количество акриламида. А значит, меры предосторожности в приготовлении повседневных продуктов точно не повредят.

К слову, акриламид содержится и в табачном дыме, поэтому особенно следует следить за своей пищей курильщикам. Они «принимают» в три-четыре раза больше этого соединения, чем люди без этой вредной привычки.

Ещё одна рекомендация ведомства – не хранить сырой картофель в холодильнике, поскольку при низких температурах в нём повышается уровень сахара, что может привести к росту выработки акриламида при дальнейшей термической обработке.

Также, по мнению специалистов, необходимо информировать о подобных рисках как можно больше людей, поскольку сегодня не все знают, что такое акриламид, где он содержится и чем опасен.

Добавим, что в Великобритании Агентство по пищевым стандартам сотрудничает с производителями, добиваясь снижения содержания акриламида в обработанных пищевых продуктах.

Кстати, ранее учёные доказали, что вызывать рак желудка могут любимые многими консервированные помидоры и огурцы. А вот спасти от онкологии может столь нелюбимая многими капуста брокколи.

В двух словах можно сделать вывод что фастфуд, жаренная, жирнаяи другая нездоровая пища может спровоцировать появление раковых заболеваний.

Источник

Реакция майяра что это

Полная теоретическая база, которую нужно знать каждому повару

В течение последних нескольких лет упоминание Майяра проникло в наш повседневный язык до такой степени, что оно часто используется теми, кто пытается таким образом пустить пыль в глаза и показать свои якобы знания в кулинарии. Но что же мы на самом деле скрывается под понятием реакция Майяра?

Вот Вы, например, знали, что существует не одна, а огромное множество этих реакций? Не уверен.

1 Пролог

1913-й год, французский химик Луи Камилль Майяр защищает диссертацию, в которой описана неферментативная реакция между карбонильной группой свободной молекулы сахара и аминогруппой (или реакция сахароаминной конденсации), вследствие чего эту реакцию назовут его именем. Однако лишь после Второй мировой войны (и его смерти в 1936-м) его работы были оценены по достоинству.

Положите кусок стейка на очень горячую сковороду, дайте ему минуту и прочувствуйте аромат: это реакция Майяра, которой мы обязаны, кроме восхитительного запаха, жареным вкусом куска мяса — и не только мяса — во время приготовления при высокой температуре. Некоторые люди используют термин «карамелизированный», не подозревая, что карамелизация — это иная реакция. Фактически, в случае с реакцией Майяра, настоящими ключевыми игроками являются белки, коими мясо богато.

2 Что такое реакция Майяра?

Белки представляют собой цепочки, состоящие из крошечных взаимосвязанных строительных блоков, называемых аминокислотами. При воздействии высокой температуры, они взаимодействуют с естественным содержанием сахаров в мясе, с образованием в первую очередь глюкозамина, а затем ряда продуктов перегруппировки Амадори-Хейнса. Ситуация, которая последует за этим, является одним из примером подлинного хаоса, который даже сегодня делает реакцию Майяра крайне неуловимой и переменчивой.

В соответствии с определенными параметрами, такими как количество сахаров, pH окружающей среды и участвующих аминокислот, может быть бесчисленное множество возможных реакций. Например, вы когда-нибудь замечали, что красное жареное мясо на вкус сильно отличается от курицы, приготовленной таким же образом? Это происходит потому, что красное мясо богато цистеином, аминокислотой, взаимодействующей сахарами с образованием тиофенов и тиазолов с начальных фаз реакции Майяра. Достаточно заменить хотя бы одну аминокислоту, и в результате мы получим совершенно разные вкусы и ароматы. По этой причине ошибочно ссылаться на «реакцию Майяра» в единственном числе: на самом деле существует множество различных реакций.

Реакции Майяра протекают и в человеческом организме, играя ключевую роль в таких заболевания как сахарный диабет (связывание гемоглобина с глюкозой) и катаракта (денатурация белков)

3 Правильная температура для реакций Майяра

Дабы еще больше усложнить положение вещей, температура также способствует вариативности. По существу, реакция Майяра запускается примерно при 140 °C, но важно, чтобы тепло воздействовало интенсивно и быстро. Задумывались ли вы, почему реакция Майяра не происходит в отварном мясе? Потому что максимальная температура достигает 100 °C из-за присутствия воды.

Напротив, обжаривание обеспечивает превосходные условия: процесс происходит в безводной среде при очень высокой температуре. Это приводит нас к дальнейшему ключевому моменту: влага угрожает разрушением реакции. Причина этого теперь будет совершенно ясна — присутствие воды на поверхности мяса продлевает время приготовления и снижает температуру, поскольку для испарения жидкости требуется больше времени. В результате возникает риск не достичь быстрого повышения температуры до желаемого показателя в 140 °C.

4 Как запустить реакции Майяра

Теперь попробуем сделать некоторые полезные выводы. Прежде всего, успешная реакция Майяра, другими словами, хорошо поджаренный стейк с его безошибочными «жареными» ароматом и вкусом, зависит от того, насколько мясо абсолютно сухое. Для этого протрите его абсорбирующим кухонным полотенцем и оставьте при комнатной температуре на пару часов перед обжариванием: процесс приготовления происходит при такой высокой температуре и в течение столь короткого времени, что центр стейка не должен быть слишком холодным, иначе есть риск, что он останется полностью сырым.

Затем следует смазать поверхность мяса маслом. С одной стороны, жир изолирует стейк при контакте со сковородой или грилем, предотвращая его прилипание. С другой — он обеспечивает равномерное распределение тепла и образование восхитительной корочки по всей поверхности.

Наконец, давайте не будем забывать, что гриль — отличный способ приготовления пищи, но тяжелая чугунная сковорода так же хороша: её сковороды позволяет готовить мясо быстрее и равномернее.

Не хотите пропустить такие полезные поварские лайфхаки?
Подписывайтесь на наш бесплатный еженедельный онлайн журнал в помощь профессионалам отрасли.

Пoдпиcaться на журнал тут vk.com/app5728966_-103547324#573207

Источник