Reação de Maillard: Estágios e Degradação de Strecker

A reação de Maillard é o nome dado às reações químicas entre aminoácidos e açúcares redutores que obscurecem os alimentos durante a torrefação, assamento, torrefação e fritura. Compostos marrons são formados responsáveis pela cor e aroma de produtos como crosta de pão, rosbife, batatas fritas e biscoitos assados.

A reação é favorecida pelo calor (temperaturas entre 140 e 165 ˚C), embora também ocorra a uma velocidade menor, à temperatura ambiente. Foi o médico e químico francês Louis-Camille Maillard quem o descreveu em 1912.

O escurecimento ocorre sem a ação de enzimas, assim como a caramelização; portanto, ambos são chamados de reações de escurecimento não enzimático.

No entanto, eles diferem em que na caramelização apenas carboidratos são aquecidos, enquanto que para as proteínas ocorrer ou Maillard também devem estar presentes proteínas ou aminoácidos.

Fases da reação

Embora pareça fácil alcançar a cor dourada nos alimentos por técnicas de culinária culinárias, a química envolvida na reação de Maillard é muito complexa. Em 1953, John Hodge publicou o esquema da reação que ainda é admitido de maneira geral.

Num primeiro passo, um açúcar redutor, tal como glucose, é condensado com um composto contendo um grupo amino livre, tal como um aminoácido, para dar um produto de adição que é transformado numa glicosilamina N-substituída.

Após um arranjo molecular chamado rearranjo de Amadori, uma molécula do tipo 1-amino-desoxi-2-cetose (também conhecida como composto de Amadori) é obtida.

Uma vez formado este composto, duas rotas de reação são possíveis:

- Pode haver uma divisão ou quebra de moléculas em compostos carbonílicos sem nitrogênio, como acetol, piruvaldeído, diacetil.

- É possível que ocorra uma intensa desidratação que dê origem a substâncias como furfural e desidrofurfural. Estas substâncias são produzidas por aquecimento e decomposição de carboidratos. Alguns têm um leve sabor amargo e aroma de açúcar queimado.

Degradação Stecker

Há um terceiro caminho de reação: a degradação de Strecker. Isso consiste em uma desidratação moderada que gera substâncias redutoras.

Quando essas substâncias reagem com os aminoácidos inalterados, elas são transformadas em aldeídos típicos dos aminoácidos envolvidos. Por esta reação, produtos como pirazina são formados, o que dá o aroma característico às batatas fritas.

Quando um aminoácido intervém nesses processos, a molécula é perdida do ponto de vista nutricional. Isto é particularmente importante no caso de aminoácidos essenciais, como a lisina.

Fatores que influenciam a reação

Natureza dos aminoácidos e carboidratos da matéria-prima

No estado livre quase todos os aminoácidos têm um comportamento uniforme. No entanto, foi demonstrado que entre os aminoácidos incluídos na cadeia polipeptídica, os básicos - especialmente a lisina - apresentam alta reatividade.

O tipo de aminoácido envolvido na reação determina o sabor resultante. Os açúcares devem ser redutores (isto é, eles devem ter um grupo carbonila livre e reagir como doadores de elétrons).

Nos carboidratos, descobriu-se que as pentoses são mais reativas que as hexoses. Ou seja, a glicose é menos reativa que a frutose e, por sua vez, a manose. Essas três hexoses estão entre as menos reativas; seguido por pentose, arabinose, xilose e ribose, em ordem crescente de reatividade.

Os dissacarídeos, como a lactose ou a maltose, são ainda menos reativos que as hexoses. A sacarose, por não possuir função redutora livre, não interfere na reação; só o faz se estiver presente num alimento ácido e depois é hidrolisado em glicose e frutose.

Temperatura

A reação pode se desenvolver durante o armazenamento à temperatura ambiente. Por essa razão, considera-se que o calor não é uma condição indispensável para que ocorra; no entanto, altas temperaturas aceleram.

Por essa razão, a reação ocorre principalmente nas operações de cocção, pasteurização, esterilização e desidratação.

Ao aumentar o pH, a intensidade aumenta

Se o pH aumenta, o mesmo acontece com a intensidade da reação. No entanto, o pH entre 6 e 8 é considerado o mais favorável.

Uma diminuição no pH torna possível atenuar o escurecimento durante a desidratação, mas modifica desfavoravelmente as características organolépticas.

Humidade

A velocidade da reação de Maillard apresenta um máximo entre 0, 55 e 0, 75 em termos de atividade de água. Portanto, os alimentos desidratados são os mais estáveis, desde que sejam mantidos longe da umidade e a uma temperatura moderada.

Presença de metais

Alguns cátions metálicos o catalisam, como Cu + 2 e Fe + 3. Outros, como Mn + 2 e Sn + 2, inibem a reação.

Efeitos negativos

Embora a reação seja geralmente considerada desejável durante o cozimento, apresenta uma desvantagem do ponto de vista nutricional. Se alimentos com baixo teor de água e a presença de açúcares e proteínas redutores (como cereais ou leite em pó) forem aquecidos, a reação de Maillard levará à perda de aminoácidos.

Os mais reativos, em ordem decrescente, são lisina, arginina, triptofano e histidina. Nestes casos, é importante atrasar o início da reação. Com exceção da arginina, os outros três são aminoácidos essenciais; isto é, eles devem ser contribuídos pela alimentação.

Se um grande número de aminoácidos de uma proteína é encontrado ligado a resíduos de açúcar como resultado da reação de Maillard, os aminoácidos não podem ser usados pelo corpo. As enzimas proteolíticas do intestino não podem hidrolisá-las.

Outra desvantagem observada é que, a altas temperaturas, uma substância potencialmente carcinogênica, como a acrilamida, pode ser formada.