Реакции образования коричневых продуктов

1. Неокислительное или неферментативное потемнение представлено в пищевых продуктах очень широко. Оно связано с реакциями углеводов и включает явление карамелизации и взаимодействие углеводов с белка­ми или аминами. Последнее известно как реакция Майяра.

1а. Карамелизация. Прямой нагрев сахаров и сахаврных сиропов, катализаторами реакции являются небольшие концентрации кислот, щелочей, некоторых солей. Реакции происходят при температуре 100С и выше., приводит к изменению химического состава моно и дисахаридов, повышается цветность продуктов, увеличивается содержание редуцирующих сахаров. Карамелизация фруктозы проходит быстрее. В ходе карамелизации происходят реакции дегидратации (отщепление молекулы воды) и конденсации продуктов дегидратации, образуются темноокрашенные соединения фурфурол, оксиметилфурфурол, карамелан карамелен, последующие реакции отщепления приводят к образованию летучих жирных кислот (муравьиной, левулиновой). При изготовлении кондитерских изделий основные продукты карамелизации – ангидрида и продукты их конденсации.

Кроме того, эти продукты имеют сладкий вкус, что также определяет их положительную роль в пищевых продуктах.

1.б. Меланоццинобразование). Реакция Майяра является первой стадией реакции неферментативного потемнения пищевых про­дуктов. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров в аминокислотами, пептидами, белками с образованием темноокрашенных соединений – меланоодинов. Процесс состоит из последовательно и параллельно протекающих реакций, до конца не изучен. Много образуется промежуточных продуктов. Четко изучена первая реакция процесса – образование аминосахаров – реакция Майяра.

Сначала образуется соединения, называемые аминосахара (например, глюкозоглицин или др.) Далее превращения идут по пути превращение глюкозоаминов во фруктозоамины, далее полимеризации с образованием дифруктозоаминов, далее по пути енолизации (перемещения двойных связей в цепи молекулы), или разрушение углеродной цепи. Продукты реакции взаимодействуют между собой и образуют соединения с сопряженнымидвойными связями, которые могут поглощать свет определенной длины волны и выглядят темноокрашенными.

При меланоидинообразовании часто образуется посторонний запах, что нежелательно. Поэтому надо знать факторы, которые влияют на эту реакцию, чтобы управлять ею. К этим факторам относятся:

1) Влияние pH среды. Наиболее благоприятное значение кислотности – pH 7,8-9,2, менее значительно потемнение при pH=6.

2) Влажность. При очень низком или очень высоком содержанием влаги (а_w=0; a_w=1) не наблюдается потемнения. Максимальное потемнение при промежуточном влагосодержании.

3) Температура. При повышении температуры скорость реакции увеличивается. Повышение температуры на 10⁰ С дает увеличение скорости в 2-3 раза.

4) Ионы металлов – интенсивное потемнение в присутствии ионов меди или железа.

5) Структура сахара – уменьшается способ образовывать коричневые пигменты в ряду:

Пентозы: ксилозы       арабиноза

Гексозы: галактоза → манноза → глюкоза → фруктоза

Дисахариды: мальтоза → лактоза → сахароза

6) характер аминокислоты: чем дальше расположена аминогруппа (–NH₂) от карбоксильной, тем активнее участвуют сахара в реакции Майяра.

Если реакция нежелательна, ее можно ингибировать, изменяя факторы, или удалить один из компонентов (обычно сахар).

Таким образом, важные моменты реакции меланоидинообразования:

- Образование меланоидиновых пигментов, желательных и нежелательных, так же как и развитие запаха зависит от вида продукта.

- Может иметь место потеря незаменимых аминокислот, т.е. биологическая ценности продукта снижается.

- Предполагают, что некоторые продукты могут быть мутагенными, хотя не доказано окончательно.

- Промежуточные продукты обладают антиокислительной способностью. Это связано с тем, что промежуточные продукты распада фруктозоамина, соединяясь с пероксидами или свободными радикалами, замедляют окислительный процесс. Это положительно сказывается на качестве пищевого продукта в процессе хранения.

- Есть данные, что образовавшиеся продукты затрудняют усвоение белка.

Роль.

1. Образующиеся в ходе реакций промежуточные продукты играют роль в формировании аромата и вкуса продуктов, образовании вкусной, хрустящей, золотисто-коричневой корочки хлеба. В ходе реакций карамелизации и образования меланоидиновых пигментов образуются разнообразные вещества с определенным запахом, вкусом, коричневым цветом. Продукты реакции неферментативного потемнения могут не только придавать цвет и запах продукту, но и влиять на другие его свойства. Мальтол и этилмальтол. имеют сильный карамельный аромат и обладают сладостью, кро­ме того, мальтол влияет на текстуру пищевого продукта, давая эффект большей «бархатистости». При взаимодействии D-глюкозы с глицином при 100"С может проду­цироваться карамельный аромат, аромат ржаного хлеба (валин), шоколада (глютамин). При реакции D-глюкозы с валином при 100°С — ощущается аромат ржаного хлеба, а при 180°С — аромат шоколада.

2. Промежуточные продукты реакции Майяра обладают антиокисли­тельной активностью.