Reaksi Maillard

Dalam cara yang sangat disederhanakan, reaksi Maillard adalah serangkaian reaksi kimia yang menyebabkan bahan menjadi kecoklatan dan aromanya yang kita sebut “memasak”.

Mengapa makanan berubah warna menjadi coklat saat dimasak?

Oksidasi atau pencoklatan makanan adalah fenomena alam. Ini hanyalah reaksi kimia yang disebabkan oleh oksigen di udara. Proses ini mempercepat atau memperlambat tergantung pada cahaya, tetapi juga pada suhu: panas memiliki efek booster dan dingin, efek perlambatan.

Karamelisasi atau Reaksi Maillard?

Reaksi Maillard, seperti karamelisasi, memungkinkan makanan diwarnai, tetapi berbahaya bagi kesehatan kita.
Dalam industri makanan, reaksi pencoklatan tertentu digunakan dalam proses manufaktur untuk meningkatkan rasa dan penampilan makanan. Dua yang utama, karamelisasi dan glikasi lebih dikenal sebagai reaksi Maillard, membutuhkan kehadiran gula. Sayangnya, yang terakhir menginduksi pembentukan produk berbahaya, dan ternyata itu bahkan dapat terjadi di dalam tubuh kita!

Karamelisasi

Siapa yang tidak pernah membuat karamel di dapur mereka? Memang, karamelisasi adalah teknik kuliner yang cukup sederhana yang terdiri dari mereaksikan gula, paling sering sukrosa, dengan air dengan memanaskannya di luar titik lelehnya, oleh karena itu di atas 180 ° C. Secara kimia, reaksinya adalah polimerisasi (perakitan beberapa molekul gula untuk membentuk salah satu dari ukuran yang lebih besar) di mana senyawa aromatik dan pigmen berwarna terbentuk.

Karamelisasi, atau penambahan karamel pada sediaan tertentu, oleh karena itu bertujuan untuk menambah rasa dan warna coklat pada makanan.

Reaksi tipe karamelisasi menjadi berbahaya bagi kesehatan ketika melibatkan keberadaan protein: ini disebut glikasi, atau reaksi Maillard.

Reaksi Maillard dalam makanan

Reaksi Maillard mengambil namanya dari Louis Camille Maillard, seorang ahli kimia Perancis yang pertama kali menggambarkan reaksi non-enzimatik yang aneh antara gula dan protein lebih dari seabad yang lalu.

Setiap hari kita melihat reaksi Maillard saat memasak. Selama memasak, asam amino yang membentuk protein bereaksi secara spontan dengan gula dalam semacam “karamelisasi protein”. Ini adalah bagaimana makanan yang dimasak pada suhu tinggi berubah menjadi coklat dan mendapatkan rasa dan baunya.

Di antara contoh terbaik untuk menggambarkan reaksi ini: warna yang cantik dan rasa panggang dari roti panggang, aroma kopi panggang yang dalam, ayam panggang dalam oven dan warna karamelnya, kerak emas roti di toko roti Anda, yang enak bau daging panggang… Begitu banyak hal yang menggugah selera! Dan itulah tepatnya mengapa industri makanan mengandalkan reaksi ini untuk membuat produk mereka semakin menarik dan memikat.

Efek berbahaya

Konsumsi produk yang sebelumnya terglikosilasi, yang terjadi ketika makanan terkena suhu tinggi atau radiasi pengion dalam proses sterilisasi (yang mempercepat glikosilasi protein non-enzimatik melalui reaksi Maillard), menyebabkannya berperilaku sebagai glukotoksin; mendukung perkembangan diabetes mellitus tipe II.

Terlibat dalam degradasi protein

Sayangnya, seperti banyak makanan, apa yang menyenangkan lidah tidak selalu baik untuk Anda.
Memang, secara nutrisi, banyak nutrisi, yang proteinnya jelas terdegradasi selama reaksi Maillard. Lebih penting lagi, reaksi tersebut menghasilkan pembentukan produk glikasi lanjutan atau AGEs, dengan efek toksik dan berbahaya bagi kesehatan kita.

Di antara kimia ini, akrilamida (akrilamida termasuk dalam kelompok kimia amida. Dalam bentuknya yang murni, itu adalah bubuk kristal putih, tidak berbau, yang larut dalam air, etanol, dan eter) terbentuk selama pemasakan suhu tinggi makanan yang kaya pati dan protein. Molekul ini telah diklasifikasikan oleh WHO sebagai berisiko bagi kesehatan manusia karena berpotensi meningkatkan risiko terkena kanker. Akrilamida juga dianggap memiliki efek pada tingkat neurologis: itu akan mengganggu pengangkutan senyawa penting dalam neuron, mempromosikan degenerasi mereka. Itu ditemukan dalam roti, kue, kentang goreng, kopi, serpih sereal…

Satu abad setelah penemuannya, reaksi Maillard kembali menjadi sorotan dan menjadi subyek dari banyak penelitian untuk lebih memahami mekanisme dan dampaknya terhadap kesehatan kita. Hal ini memang diduga terlibat dalam penuaan tubuh dan perkembangan berbagai gangguan.

Keuntungan

Memasak makanan memberi banyak manfaat keamanan pangan. Selama pemanasan, produk reaksi Maillard terbentuk. Hal ini menyumbangkan aspek sensorik pada makanan, termasuk warna, rasa dan tekstur yang lebih baik.

Kimia makanan dan reaksi Maillard

Dalam kimia makanan, reaksi Maillard (karena istilah sebenarnya mencakup sangat banyak reaksi kimia yang berbeda) atau glikasi, adalah reaksi kimia yang sangat kompleks yang terjadi di hampir semua makanan, yang dihasilkan dari kondensasi awal antara gugus amina organik senyawa (asam amino, protein) dan gugus karbonil dari gula pereduksi (glukosa, fruktosa, laktosa, ribosa).

Hal ini diamati khususnya pada makanan yang dipanaskan atau dimasak, yang menyebabkan pencoklatan non-enzimatiknya, tetapi juga, pada suhu kamar, pada makanan yang disimpan dalam waktu lama (formula bayi bubuk).

Reaksi organik ini pada akhirnya menciptakan “produk dari reaksi Maillard” (molekul aromatik dan melanoidin, pigmen coklat dengan struktur yang sangat sedikit diketahui) adalah penyebab utama produksi bau, aroma, dan pigmen karakteristik makanan yang dipanaskan (sirup d. ‘maple, mentega coklat), dimasak (daging panggang, roti panggang, kopi yang baru dipanggang) atau ham mentah.

Hal ini juga dapat menimbulkan senyawa karsinogenik (akrilamida, hidrokarbon polisiklik, amina heterosiklik, hidroksimetilfurfural) dan juga mengurangi nilai gizi makanan dengan mendegradasi asam amino esensial.

Tahapan reaksi Maillard

Terdiri dari 3 tahap utama:

1. Langkah pertama mengarah pada pembentukan karbonilamin, sesuai dengan ikatan kovalen antara gugus karbonil dan fungsi atau -NH 2 dari asam amino atau protein bebas.

2. Kemudian langkah kedua menghasilkan produk coklat atau fluoresen yang disebut AGE (Advanced Glycated End products) atau PTG (Glycation Terminal Products) untuk menggambarkan produk yang diperoleh dalam konteks penggunaan turunan sakarida dengan fungsi amina bebas. Dalam makanan, langkah ini menghasilkan banyak senyawa. Beberapa menjadi molekul aromatik tetapi yang lain berpotensi beracun.

3. Akhirnya, langkah terakhir mengarah pada polimerisasi menjadi melanoidin.

Apa elemen penting untuk terjadinya reaksi Maillard?

Reaksi ini terjadi ketika campuran protein dan gula dipanaskan sampai suhu antara 0 dan 150 °C, pada pH idealnya antara 6 dan 10, dengan adanya tingkat kelembaban idealnya mendekati 15% . Tubuh yang tidak larut, kehitaman, dan mengandung karbon kemudian terbentuk dan air dihilangkan.

Contoh makanan yang diperoleh dengan reaksi Maillard

Reaksi Maillard bertanggung jawab atas banyak warna dan rasa pada beberapa makanan:

Saat memanggang, permukaan roti berubah menjadi cokelat dan membentuk kerak renyah yang lezat. Pencoklatan ini disebabkan oleh reaksi yang disebut reaksi Maillard. Ini adalah reaksi kimia yang dihasilkan dari aksi gula pada protein.
Cookies: warna panggang dari bagian luar cookie menghasilkan rasa yang khas.
Permen yang terbuat dari campuran susu dan gula disebut juga toffee.
Ini bertanggung jawab atas warna cokelat pada roti saat dipanggang.
Warna makanan seperti bir (dari barley malt panggang) dan kopi.
Produk untuk krim semprot.
Rasa daging panggang dan bawang bombay yang dimasak di wajan saat mulai menghitam.
Warna sirup susu, diperoleh dengan memanaskan susu dengan gula.

Senyawa 6-asetil-1,2,3,4-tetrahidropiridin (1) bertanggung jawab atas bau kue atau roti dan popcorn. Senyawa kimia 2-asetil-1-pirolin (2) bertanggung jawab atas rasa aromatik dari varietas nasi yang dimasak . Kedua senyawa tersebut memiliki tingkat penciuman di bawah 0,06 ng/L.

Beberapa senyawa lain yang dihasilkan dalam reaksi Maillard adalah 2-asetilpiridin. Senyawa polimer yang dihasilkan oleh reaksi ini yang menambahkan warna cokelat atau warna panggang pada banyak makanan secara umum dikenal sebagai melanoidin.

Bagaimana cara membatasi reaksi Maillard pada makanan?

Pilih metode memasak yang lebih “lembut”, sebaiknya pada suhu di bawah 100 °C, seperti mengukus, merebus, dalam bain-marie… dan menghindari suhu tinggi (memanggang, oven, memanggang, menggoreng, barbekyu) yang memicu reaksi Maillard.
Hindari memanaskan kembali makanan yang sudah dimasak atau beberapa kali memasak.
Jangan makan makanan yang menghitam dan gosong: jika sosis Anda tertinggal di atas panggangan atau jika roti panggang Anda menghitam karena pemanggang, buanglah!
Temukan kembali rasa makanan yang kurang matang atau bahkan mentah! Batasi bahaya reaksi Maillard dengan mengonsumsi daging berupa tartare dan carpaccio, sayuran mentah berupa crudités atau sayuran renyah.
Batasi makanan yang sangat kaya protein dan gula seperti daging berlemak, makanan dan minuman manis, produk susu….
Hindari makanan siap saji dan produk ultra-olahan yang kaya akan produk glikasi tingkat lanjut: produk panggang, produk sereal yang dipanaskan, kerupuk, popcorn, nasi bakar, sereal…

Aplikasi medis dan kosmetik

Reaksi Maillard, yang dikenal dalam dunia medis sebagai glikasi atau glikosilasi protein non-enzimatik, pertama kali dipelajari pada diabetes menggunakan hemoglobin terglikasi, varian hemoglobin yang disebabkan oleh perubahan yang dihasilkan oleh Maillard, yang sekarang berfungsi sebagai penanda jangka panjang diabetes. statusnya pada pasien. Glikasi memiliki efek di seluruh tubuh, yang lebih jelas hanya dalam kasus penderita diabetes.

Glycation menghasilkan residu yang disebut Advanced glycation end-products (AGEs) yang menumpuk di dalam tubuh. Mereka menyebabkan kerusakan sel dan jaringan, penuaan pembuluh darah dan gagal ginjal. Mereka juga akan mempromosikan penyakit Alzheimer.

Perlu juga dicatat bahwa glikasi tidak tergantung pada diabetes, tetapi proporsi gula yang tinggi dalam kasus penyakit ini sangat meningkatkan reaksi Maillard dan oleh karena itu glikasi karena di dalam tubuh, itu tepat waktu dan tidak enzimatik.

Krim kosmetik self-tanning juga menggunakan reaksi Maillard: dihidroksiaseton yang dikandungnya adalah gula yang bereaksi dengan protein dalam sel-sel mati di stratum korneum kulit, menciptakan pigmen coklat.

Kesimpulan

Reaksi Maillard adalah serangkaian reaksi paralel dan berurutan, yang kompleksitasnya telah diilustrasikan. Oleh karena itu sangat penting untuk dapat mengontrol seluruh reaksi, dari prekursor melalui proses transformasi, kondisi penyimpanan dan produk jadi.

Reaksi ini sangat mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari sejak manusia belajar memasak. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, penekanan telah ditempatkan pada implikasi bahwa reaksi Maillard dapat berdampak pada kesehatan atau pada mekanisme biokimia dan geokimia tertentu. Dengan demikian, ini adalah salah satu reaksi yang paling menarik dan berguna untuk dipelajari dan dipahami dalam kimia makanan dan dalam
obat-obatan.

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Info: informasi terkait tentang kesehatan ini disediakan oleh Pinter Pandai dan tidak dimaksudkan untuk menggantikan saran medis dari dokter atau penyedia perawatan kesehatan Anda lainnya. Silakan berkonsultasi dengan penyedia layanan kesehatan Anda untuk mendapatkan nasihat tentang kondisi medis tertentu.

Sumber bacaan: Cleverly Smart, National Center for Biotechnology Information (NCBI), Science Direct, Chemical & Engineering News (C&EN), Bruker

Sumber foto: ReinhardThrainer / Pixabay