Има хиляди поименни реакции в химията, но повечето от тях няма да кажат нищо на лаик. Но има една реакция, с която всички са добре запознати, и това е реакцията на Майард. Срещаме го, когато пием ароматно кафе, ядем прясно изпечен хляб и пържена пържола. И дори когато пием бира с приятели. Химическата реакция на Майард е най-„вкусната“и именно тя прави храната ароматна и красива. И въпреки че тя ни заобикаля навсякъде - образуването на хумус, торф, лечебна кал, ще говорим за нейната магия в кухнята.
Първата пържола и антропогенеза
Зоолозите отдавна са забелязали, че големите маймуни предпочитат термично обработена храна пред сурова. Да, и всички домашни любимци с удоволствие ядат човешка храна. Огънят, шишчетата и тенджерите отдавна са неизменна част от човешкия живот. И от този момент започва културното формиране на нашата цивилизация. След всичкотермичната обработка на храната драстично повиши ефективността на храносмилането на храната, освобождавайки време на нашите предци да мислят и изследват света. Може да се каже, че не трудът ни направи разумни хора, а топла и вкусна купа супа и пържена пържола благодарение на химическата реакция на Майард.
Захар, мазнини и протеини се срещат в тигана
Храната съдържа три основни компонента - протеини, мазнини и въглехидрати (захари). Всички те са важни за човешкия живот, но тази статия не е за това.
Въглехидратите и мазнините имат специфични C=O карбонилни групи в химичната си структура и въпреки че имат сложна молекулярна структура, те обикновено са линейни. Но протеините са сложни молекулярни съединения, веригите от аминокиселини в тях образуват сложни третични и дори четвъртични образувания (глобули). Протеините съдържат 20 аминокиселини, 4 от които (лизин, аргинин, триптофан, хистидин) имат свободна аминогрупа NH2 и гуанидинова група C(NH2)2, което ги прави лесно уязвими.
Това означава, че те лесно реагират с карбонилната група на захарите и мазнините. Именно тази реакция на кондензация на захароамин носи името на Майард. Реакцията протича при едно условие - необходима е температурата. И точно това се случва на котлона ни при пържене, варене или печене. Това е „вкусната“химическа реакция на Майлар, която дължим на появата на златиста коричка върху котлети и кифлички.
Заплетена история на открития
Работяпо време на изследването на пътищата на протеиновия синтез, през 1912 г., млад французин, лекар и химик Луис Камил Майар смесва аминокиселини и захари, нагрява разтвори и наблюдава реакцията. Майард забелязал образуването на кафяви съединения в епруветката. Но това не бяха пептиди, а вещества, които определят цвета и миризмата на готовите ястия. Какви вещества са се образували по време на реакцията, Майард не установи. Той отбеляза само сходството им с почвените хумини.
Scientists S. P. участваха в щафетата за определяне на продуктите на реакцията на Майард. Костичев и В. А. Брилянт от Петербургския университет (1914), който изучава ферментацията на дрожди. Но реакцията не се нарича по име, защото откривателят не е спрял дотук.
От 1912 до 1913 г., повече от 30 публикации и докторската дисертация на Майард „Генезисът на протеините. Действието на глицерола и захарите върху аминокиселините, където авторът установява няколко етапа в хода на това взаимодействие.
Жалко, че ученият не е получил слава приживе, химиците се интересуват от химическата реакция на Майард по-подробно през 1946 г. Тогава американският химик Джон Джордж публикува статия в Journal of Agricultural and Food Chemistry за етапите и значението на тази реакция в готвенето. Тази статия за реакцията на Майард все още е най-цитираната статия в историята на списанието днес.
Но кондензацията на захароамин все още гордо носи името на френския откривател.
Малко химия на обикновен език
Днес е известно, че реакцията на Майлар е каскада от последователни и паралелни реакции, коитосе извършва в тиган, тенджера или фурна. Всичко започва с кондензирането на захари (глюкоза, захароза и фруктоза) от първичните аминогрупи на протеини и пептиди. Получените съединения претърпяват серия от трансформации, в резултат на които се образуват ациклични, хетероциклични, полимерни вещества. Именно те правят химическата реакция на Майард „вкусна“. Те могат да бъдат безцветни и оцветени, ароматни или с неприятна миризма. Всяка домакиня знае, че ще зависи от условията на приготвяне.
Карамелизация и пържола
Комплексът от реакции, открит от учения Майард, се нарича неензимно покафеняване на продуктите с образуване на меланоиди (оцветени вещества). Химията на процеса е сложна, образуват се стотици химични съединения, повечето от които все още не са идентифицирани.
Карамелизацията - превръщането на прости захари при нагряване - не е само бонбони. Този процес се случва при печене на месо и зеленчуци. Получените малтол и изомалтол придават миризма на изпечен хляб, а 2-Н-4-хидрокси-5-метилуретанът мирише на пържено месо.
Каскадата от реакции води до образуването на все повече меланоиди и коричката на пържолата става по-тъмна. Във вода реакцията на Майар е по-бавна, но в масло и на открит огън протича бързо. Само внимавайте да не изгорите месото!
Появиха се меланоиди - реакцията премина
Тези вещества, по своето естество, неправилни полимерни образувания, имат цвят отчервено до тъмно кафяво. Структурата на много от тях остава загадка и до днес. Ние консумираме до 10 грама меланоиди на ден, които се съдържат в кафето, бирата, кваса, виното, хляба, пържената риба и месото.
С образуването им са свързани ароматни вещества: фурфурол, ацеталдехид, алдехиди, диацетил и много други. Храната става не само красива, но и ароматна.
Вреда или полза?
С наличието на меланоиди се свързват страховете за опасностите от пържените храни. И така, вредни ли са или не?
Натрупани са много данни за ползите от меланоидите, които имат антиоксидантни, антибактериални, имуномодулиращи свойства. Те също така са способни да свързват йони на тежки метали.
Например, антимикробният ефект на меланоидите, съдържащи се в кафето, е свързан с образуването на водороден пероксид по време на реакцията на Майард. Тя е тази, която инхибира размножаването и растежа на бактериите.
Меланоидите са широко използвани в народната медицина от древни времена. Не забравяйте, че всички лечебни билкови отвари са кафяви и това се дължи на наличието на тези сложни химични съединения в тях.
Меланоидите не се абсорбират в червата и са слабо податливи на ензимно разцепване. Така те изпълняват функцията на пребиотици – подобно на диетичните фибри, те стимулират растежа на бифидобактерии в червата.
Вредно ли е да се яде пържена храна?
Но има и недостатъци. Първо, по време на реакцията на Майард се намалява биологичната стойност на протеините, които се свързват със захари и ставатпо-малко достъпни за ензимите на нашето тяло. Но не си ли струва аромата и вкуса на пържола или прясна кифла?
На второ място, при повишени температури (над 180 °C) те се разлагат. И тук се образуват токсични и канцерогенни вещества. Точно при тези температури месото се пържи, за да се получи токсичен акриламид. Ето защо не трябва да преварявате храната си.
