هناك الآلاف من ردود الفعل المسماة في الكيمياء ، لكن معظمها لن يخبر الشخص العادي بأي شيء. لكن هناك رد فعل واحد يعرفه الجميع ، وهو رد فعل ميلارد. نواجهها عندما نشرب القهوة العطرية ، ونتناول الخبز الطازج وشرائح اللحم المقلية. وحتى عندما نشرب الجعة مع الأصدقاء. تفاعل مايلارد الكيميائي هو الأكثر "لذة" ، وهي التي تجعل الطعام معطرًا وجميلًا. وعلى الرغم من أنها تحيط بنا في كل مكان - تكوين الدبال ، والجفت ، والطين العلاجي ، سنتحدث عن سحرها في المطبخ.
أول شريحة لحم وتكوين الإنسان
لاحظ علماء الحيوان منذ فترة طويلة أن القردة العليا تفضل الطعام المعالج حرارياً على الخام. نعم ، وكل الحيوانات الأليفة سعيدة بتناول طعام الإنسان. لطالما كانت النار والأسياخ والأواني جزءًا لا يتجزأ من حياة الإنسان. ومنذ تلك اللحظة بالذات بدأ التكوين الثقافي لحضارتنا. بعد كل ذلكأدت المعالجة الحرارية للأغذية إلى زيادة كفاءة هضم الطعام بشكل كبير ، مما وفر الوقت لأسلافنا للتفكير واستكشاف العالم. يمكن القول أنه لم يكن العمل هو ما جعلنا شخصًا عاقلًا ، ولكن وعاء شوربة دافئ ولذيذ وشريحة لحم مقلي بفضل تفاعل ميلارد الكيميائي.
يلتقي السكر والدهون والبروتين في المقلاة
يحتوي الغذاء على ثلاثة مكونات رئيسية - البروتينات والدهون والكربوهيدرات (السكريات). كلهم مهمون لحياة الإنسان لكن هذا المقال ليس عن ذلك
تحتوي الكربوهيدرات والدهون على مجموعات كربونيل محددة C=O في تركيبها الكيميائي ، وعلى الرغم من أن لها بنية جزيئية معقدة ، إلا أنها خطية بشكل عام. لكن البروتينات عبارة عن مركبات جزيئية معقدة ، وتشكل سلاسل الأحماض الأمينية فيها تكوينات معقدة من الدرجة الثالثة وحتى الرباعية (الكريات). تحتوي البروتينات على 20 من الأحماض الأمينية ، 4 منها (ليسين ، أرجينين ، تريبتوفان ، هيستيدين) تحتوي على مجموعة أمينية حرة NH2ومجموعة غوانيدين C (NH2)2مما يجعلها عرضة للخطر بسهولة
هذا يعني أنها تتفاعل بسهولة مع مجموعة الكاربونيل من السكريات والدهون. هذا هو رد فعل تكاثف ساكرامين الذي يحمل اسم ميلارد. يستمر التفاعل تحت شرط واحد - درجة الحرارة مطلوبة. وهذا بالضبط ما يحدث على موقدنا عند القلي أو الغليان أو الخبز. إنه تفاعل Maillard الكيميائي "اللذيذ" الذي ندين به لظهور قشرة ذهبية على شرحات وكعك.
قصة اكتشاف متشابكة
العملخلال دراسة مسارات تخليق البروتين ، في عام 1912 ، قام الشاب الفرنسي والطبيب والكيميائي لويس كاميل ميلارد بخلط الأحماض الأمينية والسكريات ، مع تسخين المحاليل ولاحظ التفاعل. لاحظ مايلارد تكوين مركبات بنية اللون في أنبوب الاختبار. لكن هذه لم تكن ببتيدات ، بل مواد تحدد لون ورائحة الوجبات الجاهزة. ما نوع المواد التي تشكلت أثناء التفاعل ، لم يثبت ميلارد. لقد أشار فقط إلى تشابههم مع ذرات التربة.
شارك العلماء S. P. في سباق التتابع لتحديد منتجات تفاعل Maillard. Kostychev و V. A. لامع من جامعة بطرسبورغ (1914) ، درس تخمير الخميرة. لكن رد الفعل لا يسمى بالاسم لان المكتشف لم يتوقف عند هذا الحد
من عام 1912 إلى عام 1913 ، أكثر من 30 مطبوعة وأطروحة دكتوراه لمايار نشأة البروتينات. تأثير الجلسرين والسكريات على الأحماض الأمينية حيث أنشأ المؤلف عدة مراحل في سياق هذا التفاعل.
إنه لأمر مؤسف أن العالم لم يكتسب شهرة خلال حياته ، فقد أصبح الكيميائيون مهتمين بتفاعل مايار الكيميائي بمزيد من التفاصيل في عام 1946. في ذلك الوقت ، نشر الكيميائي الأمريكي جون جورج مقالًا في مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية حول مراحل وأهمية هذا التفاعل في الطهي. هذا المقال عن رد فعل ميلارد لا يزال المقال الأكثر الاستشهاد به في تاريخ المجلة اليوم.
لكن تكاثف سكرامين لا يزال يحمل بفخر اسم المكتشف الفرنسي.
القليل من الكيمياء بلغة بسيطة
اليوم من المعروف أن رد فعل Maillard هو سلسلة من التفاعلات المتسلسلة والمتوازية التيتتم في مقلاة أو قدر أو فرن. يبدأ كل شيء بتكثيف السكريات (الجلوكوز والسكروز والفركتوز) بواسطة المجموعات الأمينية الأولية من البروتينات والببتيدات. تخضع المركبات الناتجة لسلسلة من التحولات ، ونتيجة لذلك يتم تكوين مواد بوليمرية غير حلقية وغير متجانسة. هم الذين يجعلون تفاعل ميلارد الكيميائي "لذيذ". يمكن أن تكون عديمة اللون أو ملونة أو عطرة أو ذات رائحة كريهة. تعرف كل ربة منزل أنها ستعتمد على شروط التحضير.
كراميل و ستيك
تسمى مجموعة التفاعلات التي اكتشفها العالم Maillard الاسمرار غير الإنزيمي للمنتجات مع تكوين الميلانويد (المواد الملونة). إن كيمياء العملية معقدة ، حيث يتم تكوين مئات المركبات الكيميائية ، ومعظمها لم يتم التعرف عليه بعد.
الكراميل - تحول السكريات البسيطة عند تسخينها - ليس فقط حلوى. تحدث هذه العملية عند شواء اللحوم وشواء الخضار. يعطي المالتول والإيزومالتول الناتج رائحة الخبز المخبوز ، ورائحة 2-H-4-hydroxy-5-methylurethane مثل اللحوم المقلية.
تؤدي سلسلة التفاعلات إلى تكوين المزيد والمزيد من الميلانويد وتصبح القشرة على شريحة اللحم أغمق. في الماء ، يكون تفاعل Maillard أبطأ ، لكن في الزيت وفي النار المفتوحة ، يتقدم بسرعة. فقط احرصي على عدم حرق اللحم!
ظهرت الميلانويد - مرت ردة الفعل
هذه المواد ، بطبيعتها ، التكوينات البوليمرية غير المنتظمة ، لها لون منأحمر إلى بني غامق. لا يزال هيكل الكثيرين لغزا حتى يومنا هذا. نستهلك ما يصل إلى 10 غرامات من الميلانويد يوميًا ، والتي توجد في القهوة والبيرة والكفاس والنبيذ والخبز والأسماك المقلية واللحوم.
ترتبط بتكوينها مواد عطرية: فورفورال ، أسيتالديهيد ، ألدهيدات ، ثنائي أسيتيل وغيرها الكثير. لا يصبح الطعام جميلاً فحسب ، بل يصبح رائحته أيضاً.
ضرر أم منفعة
مع وجود الميلانويد ، ترتبط المخاوف من مخاطر الأطعمة المقلية. فهل هم ضارون أم لا؟
تم تجميع الكثير من البيانات حول فوائد الميلانويد ، التي لها خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للبكتيريا ومعدلة للمناعة. كما أنها قادرة على ربط أيونات المعادن الثقيلة.
على سبيل المثال ، يرتبط التأثير المضاد للميكروبات للميلانيدات الموجودة في القهوة بتكوين بيروكسيد الهيدروجين أثناء تفاعل ميلارد. هي التي تمنع تكاثر ونمو البكتيريا.
تم استخدام الميلانويد على نطاق واسع في الطب الشعبي منذ العصور القديمة. تذكر أن كل مرق الأعشاب العلاجية تكون بنية اللون وهذا بسبب وجود هذه المركبات الكيميائية المعقدة فيها.
لا يتم امتصاص الميلانويد في الأمعاء وهي ضعيفة القدرة على الانقسام الأنزيمي. وبالتالي ، فإنها تؤدي وظيفة البريبايوتكس - مثل الألياف الغذائية ، فهي تحفز نمو البكتيريا المشقوقة في الأمعاء.
هل من السيء تناول الطعام المقلي؟
ولكن هناك أيضا عيوب. أولاً ، أثناء تفاعل Maillard ، تنخفض القيمة البيولوجية للبروتينات التي ترتبط بالسكريات وتصبحأقل وصولًا إلى إنزيمات أجسامنا. لكن ألا تستحق نكهة وطعم شريحة لحم أو كعكة طازجة؟
ثانيًا ، في درجات حرارة مرتفعة (فوق 180 درجة مئوية) تتحلل. وهذا هو المكان الذي تتشكل فيه المواد السامة والمسرطنة. في درجات الحرارة هذه يتم قلي اللحوم لإنتاج مادة الأكريلاميد السامة. هذا هو سبب عدم الإفراط في طهي طعامك.
