La Reazione di Maillard è una sequenza di reazioni fondamentali nella cucina di casa, del ristorante e anche nelle aziende alimentari perché conferisce agli alimenti colori e aromi.
Per Reazione di Maillard si intende un complesso processo di reazioni che avvengono dopo l’interazione tra zuccheri riducenti e proteine (gruppi NH2) in condizioni di alta temperatura e bassa attività dell’acqua.
I composti che si formano dalla Maillard hanno un colore bruno (conosciuta quindi anche come reazione di imbrunimento NON enzimatico) e forniscono agli alimenti gli aromi caratteristici di “cotto”.
La Reazione di Maillard dipende però da diversi fattori, vediamoli brevemente:
- Tipo e quantità di alimenti (o reagenti di reazione): gli zuccheri chetosi sono più reattivi degli aldosi e i pentosi più degli esosi. I polisaccaridi, invece, reagiscono poco a meno che non vengano parzialmente idrolizzate in cottura. Le proteine sono solitamente poco reattive e lo fanno solo con i gruppi NH liberi, in particolare l’aminoacido Lisina lo ha molto esposto e molto reattivo. Al contrario delle proteine, gli aminoacidi liberi hanno il gruppo NH2 molto disponibile per un’altra reazione: la Degradazione di Strecker.
- Tempo e temperatura di cottura: sono 2 fattori che aumentano sempre l’attivazione della reazione ma devono essere considerati insieme. Con una temperatura bassa ma tempi molto lunghi, si può avere la formazione di grandi quantità di prodotti della Maillard.
La chimica della Maillard
Vediamo ora insieme la chimica delle 3 fasi in cui è suddivisa la Reazione di Maillard.
Prima Fase
Si caratterizza dalla reazione di uno zucchero riducente con un amminoacido N-terminale di una proteina, con la formazione di una glicosilammina. Questa molecola, a sua volta, viene ri-arrangiata portando alla formazione di un composto di Amadori o uno di Heyns a seconda che lo zucchero sia rispettivamente un aldoso o un chetoso. Sono molecole molto stabili ed in alcuni prodotti sono considerati i composti finali della Maillard.
Seconda Fase
Le reazioni che avvengono in questa fase sono influenzate da pH e temperatura di cottura e sono decisamente difficili da studiare e descrivere:
- Formazione di composti di carbonilici.
- Disidratazione di vari composti formatisi nella fase precedente
- Scissione dei composti della prima fase
Degradazione di Strecker
Come si intuisce dal nome, si tratta di una reazione degradativa. Implica una reazione di deamminazione ossidativa ed una decarbossilazione, portando alla formazione di aldeidi e α-amminochetoni di Strecker. Questi prodotti sono in genere composti volatili e quindi responsabili del flavour degli alimenti, sono molecole sensorialmente attive responsabili, per esempio, dell’aroma del pane, di caffè tostato, di carne cotta…etc.
Terza Fase
In questa fase, l’ultima, si ha il più alto grado di imbrunimento che avviene all’esterno dell’alimento. Si formano a questo stadio le melanoidine, sostanze colorate in giallo-bruno responsabili proprio del colore bruno sulla crosta dei prodotti da forno e delle striature della carne cotta ai ferri. Se la temperatura è troppo elevata si formano invece delle sostanze nocive come l’acrilammide e l’idrossimetilfurfurale.
La regola generale e fondamentale è che la Reazione di Maillard debba essere sempre tenuta sotto controllo!
Come agisce la Reazione negli alimenti?
PRODOTTI DA FORNO: nel pane abbiamo sviluppo di prodotti della Reazione di Maillard quasi esclusivamente sulla superficie esterna in quanto solo in questa zona si ha una effettiva diminuzione dell’acqua e un aumento della temperatura che si avvicina a quella effettiva del forno. Nella mollica la temperatura non supera i 95-97 °C e c’è abbondanza di acqua.
Nei prodotti da forno ricchi in grassi come ad esempio cornetti, torte e biscotti, al ruolo degli zuccheri si aggiunge anche quello dei lipidi che ossidandosi sono in grado di reagire e confondersi con i prodotti della Maillard.
BIRRA: come sappiamo viene ottenuta dalla fermentazione del malto e il suo grado di tostatura determina proprio il colore della birra. Quindi le birre scure si ottengono da malti molto tostati, la più conosciuta e ricca di questi composti è senza dubbio la birra irlandese “Guinness”.
CACAO: le condizioni di tostatura permettono la formazione di colori e aromi caratteristici della fava di cacao. La particolarità nel cacao è il coinvolgimento di composti fenolici che aumentano se si aumenta il grado di tostatura e di conseguenza anche la colorazione scura ed il gusto amaro.
CAFFE’: è, per eccellenza, l’alimento principe della Reazione di Maillard sia per quanto riguarda gli aromi che per la formazione di un’elevata quantità di melanoidine che conferiscono il colore nero ed anche il gusto amaro, insieme anche alla caffeina.
Composti della Maillard potenzialmente pericolosi
Tra i composti che si vanno a formare durante i trattamenti termici alcuni sono potenzialmente pericolosi per la salute:
- Acrilammide
- Ammine eterocicliche
- Furano
ACRILAMMIDE: principalmente le patate, ma anche gli strati esterni dei chicchi di cereali, caffè, cacao e frutta secca sono ricchi di asparagina libera e se viene sottoposta a trattamenti aggressivi produrrà molta acrilammide. L’acrilammide è un composto mutageno e cancerogeno, con tossicità sistemica ma va a colpire in modo più aggressivo il sistema nervoso e quello riproduttivo.
E’ pericolosa per l’uomo già a basse concentrazioni ma soprattutto l’esposizione prolungata aumenta il rischio di formazione di diversi tumori.
AMMINE ETEROCICLICHE: sono molecole estremamente cancerogene, si possono formare durante la cottura nei prodotti carnei (carne bruciacchiata). La quantità di ammine eterocicliche e la loro attività mutagena aumenta in funzione dell’aumentare della temperatura di cottura. Quindi evitiamo di bruciare la carne!
FURANO: è un composto eterociclico aromatico, presenta come un liquido chiaro, incolore, volatile ed altamente infiammabile. Come i suoi predecessori in elenco è tossico e può essere cancerogeno. Si forma durante i trattamenti termici esagerati a partire da composti più particolari come la vitamina C e gli acidi grassi insaturi e polinsaturi principalmente contenuti negli alimenti per l’infanzia e nelle zuppe omogeneizzate in scatola. Visto che è volatile e si disperde nell’aria, può essere allontanato dall’alimento in modo semplice: “agitare bene prima dell’uso”.
