RÉACTION DE MAILLARD: PHASES ET DÉGRADATION STRECKER - CHIMIE - 2025

La réaction de Maillard est le nom donné à une réaction chimique entre les acides aminés et les sucres réducteurs qui assombrit les aliments pendant la torréfaction, la cuisson au four, la torréfaction et la friture. Il se forme des composés bruns responsables de la couleur et de l'arôme de produits tels que la croûte de pain, la viande rôtie, les frites et les biscuits cuits au four.

La réaction est favorisée par la chaleur (températures comprises entre 140 et 165 ° C), bien qu'elle se produise également à une vitesse plus lente, à température ambiante. C'est le médecin et chimiste français Louis-Camille Maillard qui l'a décrit en 1912.

L'assombrissement se produit sans l'action des enzymes, ainsi que la caramélisation; pour cette raison, les deux sont appelés réactions de brunissement non enzymatiques.

Cependant, ils diffèrent en ce que seuls les glucides sont chauffés pendant la caramélisation, tandis que pour que la réaction de Maillard se produise, des protéines ou des acides aminés doivent également être présents.

Phases de la réaction

Bien qu'il puisse sembler facile d'obtenir la couleur dorée des aliments grâce à des techniques de cuisson culinaire, la chimie impliquée dans la réaction de Maillard est très complexe. En 1953, John Hodge a publié le schéma de la réaction qui est encore généralement accepté.

Dans une première étape, un sucre réducteur tel que le glucose est condensé avec un composé contenant un groupe amino libre, tel qu'un acide aminé, pour donner un produit d'addition qui est transformé en une glycosylamine N-substituée.

Après un arrangement moléculaire appelé réarrangement d'Amadori, une molécule de type 1-amino-désoxy-2-cétose (également appelée composé d'Amadori) est obtenue.

Une fois ce composé formé, deux voies de réaction sont possibles:

- Il peut y avoir un clivage ou une dégradation de molécules dans des composés carbonylés dépourvus d'azote, tels que l'acétol, le pyruvaldéhyde, le diacétyle.

- Il est possible qu'une déshydratation intense se produise qui donne naissance à des substances telles que le furfural et le déshydrofurfural. Ces substances sont produites par chauffage et décomposition des glucides. Certains ont un léger goût amer et un arôme de sucre brûlé.

Dégradation de Stecker

Il existe une troisième voie de réaction: la dégradation de Strecker. Cela consiste en une déshydratation modérée qui génère des substances réductrices.

Lorsque ces substances réagissent avec des acides aminés inchangés, elles se transforment en aldéhydes typiques des acides aminés impliqués. Par cette réaction, des produits tels que la pyrazine se forment, ce qui donne l'arôme caractéristique aux croustilles.

Lorsqu'un acide aminé intervient dans ces processus, la molécule est perdue d'un point de vue nutritionnel. Ceci est particulièrement important dans le cas des acides aminés essentiels, tels que la lysine.

Facteurs influençant la réaction

Nature des acides aminés et glucides de la matière première

À l'état libre, presque tous les acides aminés ont un comportement uniforme. Cependant, il a été montré que parmi les acides aminés inclus dans la chaîne polypeptidique, les acides basiques - en particulier la lysine - présentent une grande réactivité.

Le type d'acide aminé impliqué dans la réaction détermine la saveur résultante. Les sucres doivent être réducteurs (c'est-à-dire qu'ils doivent avoir un groupe carbonyle libre et réagir en tant que donneurs d'électrons).

Dans les glucides, les pentoses se sont révélés plus réactifs que les hexoses. Autrement dit, le glucose est moins réactif que le fructose et, à son tour, que le mannose. Ces trois hexoses sont parmi les moins réactifs; Il est suivi du pentose, de l'arabinose, du xylose et du ribose, par ordre croissant de réactivité.

Les disaccharides, tels que le lactose ou le maltose, sont encore moins réactifs que les hexoses. Le saccharose, parce qu'il n'a pas de fonction réductrice libre, n'intervient pas dans la réaction; Il ne le fait que s'il est présent dans un aliment acide et est ensuite hydrolysé en glucose et fructose.

Température

La réaction peut se développer pendant le stockage à température ambiante. Pour cette raison, on considère que la chaleur n'est pas une condition indispensable à son apparition; cependant, les températures élevées l'accélèrent.

Pour cette raison, la réaction se produit surtout dans les opérations de cuisson, de pasteurisation, de stérilisation et de déshydratation.

En augmentant le pH, l'intensité augmente

Si le pH augmente, l'intensité de la réaction augmente également. Cependant, le pH entre 6 et 8 est considéré comme le plus favorable.

Une diminution du pH permet d'atténuer le brunissement lors de la déshydratation, mais modifie défavorablement les caractéristiques organoleptiques.

Humidité

La vitesse de la réaction de Maillard a un maximum compris entre 0,55 et 0,75 en termes d'activité de l'eau. Pour cette raison, les aliments déshydratés sont les plus stables, à condition qu'ils soient conservés à l'abri de l'humidité et à une température modérée.

Présence de métaux

Certains cations métalliques le catalysent, comme Cu ⁺² et Fe ⁺³. D'autres comme Mn ⁺² et Sn ⁺² inhibent la réaction.

Effets négatifs

Bien que la réaction soit généralement considérée comme souhaitable lors de la cuisson, elle présente un inconvénient d'un point de vue nutritionnel. Si des aliments à faible teneur en eau et à présence de sucres réducteurs et de protéines (comme les céréales ou le lait en poudre) sont chauffés, la réaction de Maillard entraînera la perte d'acides aminés.

Les plus réactifs par ordre décroissant sont la lysine, l'arginine, le tryptophane et l'histidine. Dans ces cas, il est important de retarder l'apparition de la réaction. À l'exception de l'arginine, les trois autres sont des acides aminés essentiels; c'est-à-dire qu'ils doivent être fournis par la nourriture.

Si un grand nombre d'acides aminés dans une protéine se trouve attaché à des résidus de sucre à la suite de la réaction de Maillard, les acides aminés ne peuvent pas être utilisés par l'organisme. Les enzymes protéolytiques de l'intestin ne pourront pas les hydrolyser.

Un autre inconvénient constaté est qu'à des températures élevées, une substance potentiellement cancérigène telle que l'acrylamide peut se former.

Aliments à caractéristiques organoleptiques issus de la réaction de Maillard

En fonction de la concentration de mélanoïdines, la couleur peut passer du jaune au brun ou même au noir dans les aliments suivants:

- Rôti.

- Oignons frits.

- Café et cacao torréfié.

- Produits de boulangerie tels que pain, biscuits et gâteaux.

- Les frites.

- Whisky de malt ou bière.

- Lait en poudre ou condensé.

- Caramel.

- Cacahuètes grillées.

Références

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