منتجات رد فعل ميلارد. الحدس حول الواقع: تأثير التأطير

كوسماتشيفسكايا أو.في.

("هيز"، 2012، رقم 2)

مرشح العلوم البيولوجية

معهد الكيمياء الحيوية اسمه. إيه إن باخ راس

يدرك الجميع أن الطعام الطبيعي والصحي هو طعام شهي، وطعام ممتع؛ أي طعام آخر، طعام حسب الطلب، حسب الحساب، يعتبر شريرًا إلى حد ما.

آي بي بافلوف

الكيمياء غنية بالتفاعلات المسماة، وهناك أكثر من ألف منها. ولكن معظمها لن يقول إلا القليل لشخص بعيد عن الكيمياء، فهي لأولئك الذين يفهمون. ومع ذلك، في هذه القائمة الغنية، هناك رد فعل واحد نواجهه جميعًا كل يوم - في كل مرة نذهب فيها إلى الموقد لطهي شيء لذيذ، أو نشرب القهوة في الصباح مع شطيرة، أو البيرة في المساء مع الأصدقاء. نحن نتحدث عن رد فعل ميلارد، الذي يبلغ عمره مائة عام هذا العام. وفي فرنسا، في نانسي، يخططون لعقد ندوة دولية مخصصة لرد الفعل هذا.

لماذا هذه التكريمات؟ لماذا هي رائعة جدا؟ نعم، لأنه موجود في كل مكان ومعروف لدى الجميع. يحدث تكوين الدبال في التربة والفحم والجفت والسابروبيل والطين الطبي بسبب هذا التفاعل. لكننا سنتحدث عن أشياء مألوفة وجاذبية أكثر بكثير - عن الرائحة التي لا تُنسى للقهوة الطازجة والخبز المخبوز واللحوم المقلية، وعن القشرة الذهبية المقرمشة على الرغيف والمقطع، وعن المذاق المذهل لهذه المنتجات. لأن كل ما سبق هو نتيجة تفاعل ميلارد.

أول ختم والثورة

من الصعب أن نتصور حياة الإنسان المعاصر دون طهي، والطهي دون قلي وسلق وخبز، على الرغم من أن جميع الكائنات الحية الأخرى تستغني عن المعالجة الحرارية للطعام. هناك أدلة على أن Synanthropes (Homo Erectus Pekinensis) استخدم النار بالفعل، ويتم طهي الإنسان العاقل الحديث على النار، كما يقولون، منذ الولادة. لذلك نشأ حب الطعام المقلي والمسلوق منذ زمن طويل. ولكن ما الذي جعل الإنسان البدائي يضع الطعام في النار ثم يأكله؟ ولماذا بدأ الجميع بتناول الأطعمة المصنعة؟

ومن غير المرجح أن نعرف متى وكيف حدث ذلك. على ما يبدو، لسبب ما، سقطت اللحوم النيئة في النار، المقلية، وأسلافنا ببساطة لم يتمكنوا من مقاومة وضع القطع العطرية في أفواههم. ومن الواضح أن القطعة المقلية تفوقت على النيئة في الطعم، حتى بدون الملح والكاتشب والتوابل. ومع ذلك، هذا أمر مفهوم فقط لغير علماء الأحياء. وفقًا لنظرية التطور، فإن الشيء الصحي الذي يحتوي على مكونات قيمة يجب أن يكون لذيذًا (الإكثار من الحلويات ضار، لكن أسلافنا لم يكونوا مهددين بهذا الفائض). لماذا يكون مذاق الطعام المقلي لذيذًا هو سؤال غير تافه. ربما فقط لأن الطعام المطبوخ أسهل في الهضم وتشعر به براعم التذوق. وسرعان ما بدأ اعتبار الطعام الجاهز مقدسًا "مقدسًا بالنار" لأنه أثناء الذبيحة عندما يتم حرق الطعام المحتمل على النار، يتم تقديم جزء منه على شكل دخان كهدية للآلهة.

ومن المثير للاهتمام أنه لو كانت القرود اليوم تعرف كيفية القلي والطهي بالبخار، لفعلت ذلك بالتأكيد. وجد عالما الأنثروبولوجيا ريتشارد ورانجهام من جامعة هارفارد وفيكتوريا ووبر من معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية أن الشمبانزي والبونوبو والغوريلا وإنسان الغاب يفضلون الطعام المطبوخ على الطعام النيئ، سواء كان لحمًا أو جزرًا أو بطاطا حلوة. ما هو الأمر هنا - نعومة المنتج النهائي، أو هضمه بشكل أفضل أو مذاقه الأفضل - ليس واضحًا. على الرغم من أننا نعلم أن الحيوانات الأليفة تستمتع أيضًا بتناول الطعام "البشري".

بطريقة أو بأخرى، أصبحت النار والمقالي والبصاق والأواني هي الأدوات الرئيسية للطهاة وربات البيوت، وأصبح الطعام الدافئ اللذيذ من أكثر الملذات التي يمكن الوصول إليها. وكما كتب جيروم ك. جيروم: "الضمير المرتاح يعطي شعوراً بالرضا والسعادة، لكن المعدة الممتلئة تسمح لك بتحقيق نفس الهدف بسهولة أكبر وبتكلفة أقل".

ومع ذلك، فإن طريقة الطهي هذه ولدت عواقب عالمية أكثر أهمية. هناك نظرية مثيرة للاهتمام مفادها أن المعالجة الحرارية للأغذية أدت إلى ثورة الإنسان وكانت بمثابة نقطة الانطلاق في التطور الثقافي للإنسان. كان أسلافنا حيوانات آكلة اللحوم. لقد أعطى هذا ميزة تطورية لا شك فيها، حيث أن تنوع الأطعمة المستهلكة كان كبيرًا، ولكن كان له أيضًا عيوب: كان الطعام الخام الخام سيئ الهضم، لذلك كان عليك تناول الكثير وقضاء الكثير من الوقت في الحصول على الطعام. حسب الخبراء أن الشمبانزي يقضي عدة ساعات في تناول الطعام يوميًا، ويقضي الشخص الحديث ما يزيد قليلاً عن ساعة (لا يتم احتساب الجلوس لفترة طويلة في المطاعم والحانات، هنا يقضي معظم الوقت في التواصل). اتضح أن المعالجة الحرارية للأغذية، مما يزيد بشكل حاد من كفاءة الهضم، قلل من الحاجة إلى الموارد ومنح أسلافنا وقتا وطاقة حرة، والتي يمكن إنفاقها على التفكير، وفهم العالم، والإبداع، وإنشاء الأدوات. بمعنى آخر، أعطى الطبخ للإنسان العاقل الفرصة ليصبح مخلوقات ذكية حقًا.

حول كيفية التقاء السكريات والدهون والبروتينات في مقلاة

على المرء فقط أن يتخيل القشرة الذهبية المقرمشة على اللحم المقلي جيدًا أو رغيف الخبز الطازج، ويبدأ فمك بالتسيل. لماذا يعتبر الطعام المقلي لذيذًا وجذابًا للنظر إليه؟

تتضمن المواد العضوية المستهلكة في الغذاء ثلاثة مكونات مهمة: الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. لن أسهب في الحديث عن الأهمية البيولوجية لهذه المواد، لأن هذا واضح لقراء الكيمياء والحياة. في هذه الحالة، سنكون مهتمين ببعض ميزات التركيب الكيميائي لهذه المواد. الكربوهيدرات، والتي تسمى أيضًا بولي هيدروكسي ألدهيد طبيعي وبولي هيدروكسي كيتون بالصيغة العامة (CH 2 O) n، لا تحتوي فقط على مجموعات الهيدروكسيل -OH، ولكن أيضًا تحتوي على الكربونيل C=O.

تحتوي جزيئات الدهون الطبيعية والدهون الثلاثية (استرات الجلسرين والأحماض الدهنية الأحادية) بالضرورة على مجموعات الكربونيل.

البروتينات أكثر تعقيدًا بكثير، فهي عبارة عن بوليمرات مبنية سلاسلها من مجموعة متنوعة من الأحماض الأمينية. تعتمد خصائص البروتين بشكل مباشر على الأحماض الأمينية وبأي تسلسل يتم تشكيلها. من بين الأحماض الأمينية العشرين التي يتكون منها البروتين، هناك العديد من الأحماض الأمينية الأكثر عرضة كيميائيًا: الليسين والأرجينين والتربتوفان والهيستيدين. تحتوي جزيئاتها على مجموعة أمينية حرة (-NH 2)، ومجموعة جوانيدين (-C(NH 2) 2)، وحلقات إندول وإيميدازول.

وهي معرضة للخطر لأن المجموعات المدرجة، حتى كجزء من جزيء البروتين، تتفاعل بسهولة مع مجموعة الكربونيل (C=O) من الكربوهيدرات والألدهيدات والدهون. (في الأحماض الأمينية الأخرى، تتفاعل المجموعة الأمينية فقط إذا كان هذا الحمض الأميني حرًا أو طرفيًا في سلسلة البولي ببتيد.) كل ما تحتاجه هو درجة حرارة مرتفعة، أو نار، أو موقد. يُعرف هذا التفاعل في كيمياء الأغذية باسم تفاعل تكثيف السكر والأمين، أو تفاعل ميلارد.

قصة اكتشافها مسألة معقدة. ويعتقد أن ميلارد كان أول من اكتشف التفاعل النشط للسكريات مع الأحماض الأمينية. ومع ذلك، في الإنصاف، تجدر الإشارة إلى أنه لأول مرة، لوحظ هذا التفاعل من قبل P. Brandes و C. Stoer في عام 1896، تسخين السكر مع الأمونيا.

في عام 1912، بدأ الطبيب والكيميائي الفرنسي الشاب، لويس كاميل ميلارد، بدراسة التفاعلات بين الأحماض الأمينية والسكريات الغذائية والجلوكوز والفركتوز. كان بحثه مستوحى من الرغبة في إيجاد طرق ممكنة لتخليق البوليببتيدات. لعدة ساعات، قام بغلي المحاليل المائية من السكر أو الجلسرين مع الأحماض الأمينية واكتشف أن بعض المركبات المعقدة ذات اللون البني الأصفر قد تشكلت في خليط التفاعل. أخطأ العالم في فهمها على أنها الببتيدات وسارع إلى نشر النتائج في Compte Rendu de l'Academie des Sciences. ومع ذلك، كانت هذه هي الحالة عندما أعطى الباحث تفكيرًا بالتمني - وهو أمر شائع في العلوم. ولم تؤكد أي بيانات تجريبية هذا الأمر التخميني البحت. لقد فهم أونور ميلارد ذلك، وواصل بحثه وفي العام التالي، 1913، اكتشف تشابهًا كبيرًا بين الأصباغ البنية الناتجة والمواد الدبالية في التربة، لم تكن هذه الببتيدات، بل شيئًا آخر.

التقط العلماء الروس عصا البحث في هذا الاتجاه من مختبر فسيولوجيا النبات بجامعة سانت بطرسبرغ. بعد فترة وجيزة من Maillard، في عام 1914، وصف S. P. Kostychev و V. A. Brilliant المنتجات المتكونة في التفاعل بين الأحماض الأمينية والسكريات في الخميرة الذاتية - نتاج الهضم الذاتي لخلايا الخميرة. قام العلماء الروس بالتحقيق بنشاط في تكوين "مركبات نيتروجينية جديدة" تلون المحلول باللون البني الداكن عند إضافة الجلوكوز أو السكروز إلى الخميرة الذاتية، وأثبتوا أن المادة المستخدمة في التوليف هي السكر والأحماض الأمينية، التي تتفاعل بسهولة دون تدخل الإنزيمات.

من بين جميع الباحثين الذين تناولوا هذه المشكلة، أهم النتائج التي حصل عليها عالم فرنسي، أثبت أن تفاعل مجموعة الكيتو (C=O) من السكر مع المجموعة الأمينية (-NH2) من الحمض الأميني يحدث في عدة مراحل. لذلك، يُعرف تفاعل السكرامين باسم تفاعل ميلارد. من عام 1910 إلى عام 1913، نشر العالم الفرنسي حوالي 30 تقريرًا، والتي شكلت أساس أطروحته للدكتوراه بعنوان "نشأة البروتينات والمواد العضوية". تأثير الجلسرين والسكريات على الأحماض الأمينية."

ولكن، كما يحدث غالبًا في العلوم، لم يحظ اكتشاف ميلارد بالاعتراف الواجب خلال حياته. ولم يصبح العلماء مهتمين بهذا التفاعل مرة أخرى إلا في عام 1946. واليوم نحن نعرف الكثير بالفعل عن رد فعل ميلارد. بادئ ذي بدء، هذا ليس رد فعل واحد، ولكن مجموعة كاملة من العمليات التي تحدث بالتتابع وبالتوازي دون مشاركة الإنزيمات وتعطي كتلة التفاعل اللون البني. الشيء الرئيسي هو أن خليط التفاعل يحتوي على مجموعات الكربونيل (كجزء من السكريات أو الألدهيدات أو الدهون) والمجموعات الأمينية (البروتينات). ومن الواضح أن مثل هذه الباقة من التفاعلات تؤدي إلى تكوين العديد من المنتجات ذات الهياكل المختلفة، والتي يُشار إليها في الأدبيات العلمية بمصطلح "المنتجات النهائية للتسكر". تشتمل هذه المجموعة على الألدهيدات والكيتونات الأليفاتية، ومشتقات الحلقية غير المتجانسة من الإيميدازول والبيرول والبيرازين. هذه المواد - منتجات تكثيف السكر الأميني - هي المسؤولة عن تكوين لون ورائحة وطعم المنتجات المعالجة حرارياً. يتسارع هذا التفاعل مع زيادة درجة الحرارة وبالتالي يحدث بشكل مكثف أثناء الطهي والقلي والخبز.

ميلانويدين: الخير والشر

يمكن الحكم على حقيقة مرور رد فعل ميلارد من خلال القشرة البنية الذهبية على الخبز والأسماك المقلية واللحوم واللون البني للفواكه المجففة. يتم الحصول على لون المنتج المعالج بالحرارة من خلال المواد الجزيئية العالية الميلانويدات ذات اللون الداكن (من الكلمة اليونانية "melanos" والتي تعني "الأسود") والتي تتشكل في المرحلة الأخيرة من تفاعل Maillard. ومع ذلك، فإن لون الميلانويدين القياسي ليس أسود، بل بني محمر أو بني غامق. تشكل الميلانويدين أصباغًا سوداء تشبه المواد الدبالية فقط إذا كانت النار قوية جدًا أو نسيت البطاطس المقلية في المقلاة أو الفطيرة في الفرن وأحرقتها بشكل يائس. تم اقتراح مصطلح "الميلانويدين" من قبل O. Schmiedeberg في عام 1897. (بالمناسبة، "الكيمياء والحياة" سبق أن تناولت موضوع الميلانويدين؛ انظر 1980، رقم 3.)

القهوة والكاكاو والبيرة والكفاس والنبيذ الحلوى والخبز واللحوم المقلية والأسماك... بينما نشرب ونأكل كل هذا، فإن تفاعل ميلارد ومنتجاته، الميلانويدين، معنا. نستهلك حوالي 10 جرام من الميلانويدين يوميًا، لذلك من المهم جدًا معرفة فوائدها وأضرارها.

في الجوهر الكيميائي، الميلانويدينات عبارة عن مجموعة واسعة من البوليمرات غير المنتظمة ذات الهياكل المختلفة، بما في ذلك الهياكل الحلقية غير المتجانسة والكينويدات، بوزن جزيئي يتراوح من 0.2 إلى 100 ألف دالتون. آلية تكوينها معقدة للغاية وغير مفهومة تمامًا - فهناك عدد كبير جدًا من المنتجات الوسيطة التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع المواد الأولية.

ويرافق تكوين الميلانويدين ظهور العديد من المواد العطرية: فورفورال، هيدروكسي ميثيل فورفورال، الأسيتالديهيد، الفورمالديهايد، ألدهيد إيزوفاليريك، ميثيل جليوكسال، ثنائي الأسيتيل وغيرها. إنهم الذين يمنحون رائحة شهية لا تُنسى للخبز الطازج والبيلاف والشيش كباب... في عام 1948، مؤسس مختبرنا في معهد الكيمياء الحيوية. A.N.Bach V.L.Kretovich (العضو المقابل في RAS لاحقًا) و R.R. اكتشف توكاريف أنه في محاليل الجلوكوز في وجود الأحماض الأمينية الليوسين والفالين، تتشكل نغمات محددة من قشرة خبز الجاودار، وفي وجود الجليسين، تتشكل رائحة الكراميل. ما هي ليست وسيلة للحصول على المنكهات والمضافات العطرية؟

تشمل الوصفات التقليدية لإعداد الأطعمة والمشروبات مراحل تجهيز الطعام التي يتم خلالها تكوين الميلانويدين. على سبيل المثال، تدين البيرة الداكنة بلونها الغني للشعير الميلانيني. والمنكهات والروائح هي منتجات نهائية من تفاعل ميلارد، والتي يتم الحصول عليها بشكل منفصل وإضافتها إلى الأطعمة والمشروبات كألوان طبيعية ومحسنات للنكهة. النكهات والتوابل للوجبات السريعة هي من نفس الأصل. على سبيل المثال، يتم الحصول على مادة مضافة غذائية برائحة لحم الصدر المطبوخ عن طريق تجفيف الميكرويف هيدروليزات إنزيمية من لحم البقر.

لكن السؤال على طرف لساننا: أليست هذه المواد خطرة؟ بعد كل شيء، كل ما تسمعه هو: لا تأكل الطعام المقلي، فالقشرة المقرمشة تحتوي على جميع أنواع القمامة المسببة للسرطان. دعونا معرفة ذلك.

اليوم، تراكمت الأدبيات العلمية كمية هائلة من البيانات حول الخصائص المفيدة للميلانويدين - مضادات الأكسدة، مضادات الميكروبات، المناعة، وكذلك قدرتها على ربط أيونات المعادن الثقيلة. تم اكتشاف نشاط مضادات الأكسدة في منتجات تفاعل ميلارد لأول مرة في عام 1961 في تجارب أجريت على اللحوم المسلوقة. ثم تبين أن اللحم المسلوق يمنع بيروكسيد الدهون، والميلانويدين والمالتول، المتكون في لحم البقر أثناء الطهي، يعملان كمثبطات.

اليوم، يشير العلماء الذين يدرسون طبيعة نشاط الميلانويدات المضاد للأكسدة إلى أنه يرتبط ببنية هذه المواد، التي تحتوي على نظام من الروابط المزدوجة المترافقة في وحدات حلقية غير متجانسة وكينويد.

هذا الهيكل هو الذي يسمح لهم بتحييد الجذور الحرة والتقاط المعادن. وهو مفيد للغاية للجسم.

على سبيل المثال، من خلال ربط الحديد (Fe 2+)، لا تسمح الميلانويدينات له بالتفاعل مع بيروكسيد الهيدروجين في الجسم بتكوين مؤكسد قوي ومدمر - جذري الهيدروكسيل (H O). يمكنهم أيضًا تقليل جذور البيروكسيل الدهنية (ROO).

ميزة أخرى هي النشاط المضاد للميكروبات. مقالة نشرت مؤخرا في مجلة الغذاء والوظيفة (Ulla Mueller et al. "Food & Function"., 2011, vol. 2, 265-272) تربط التأثير المضاد للميكروبات لميلانويدين القهوة بتكوين بيروكسيد الهيدروجين (H2) خلال تفاعل ميلارد O 2)، الذي يمنع نمو بكتيريا الإشريكية القولونية والليستيريا إينوكوا.

إن الأبحاث التي أجريت على ميلانويدينات القهوة في السنوات الأخيرة دفعت العلماء إلى الاعتقاد بأنها قد تقلل من خطر الإصابة بالسرطان. بالإضافة إلى ذلك، فهي تعزز تخليق إنزيمات عائلة الجلوتاثيون-S-ترانسفيراز، التي تحيد العديد من الكائنات الحية الغريبة (Somoza V. et al. "Molecular Nutritin & Food Research." 2005, 49, 663-672). وأظهرت مجموعة من العلماء من كوريا واليابان وألمانيا، في تجارب على الفئران، أن رائحة حبوب البن المحمصة (نتيجة تفاعل ميلارد) تغير عمل جينات معينة، وفي الوقت نفسه، يتم تصنيع البروتينات في الدماغ التي تقلل من آثار التوتر الناتج عن الحرمان من النوم. وبذلك ثبت علمياً أن الاستيقاظ على رائحة القهوة مفيد للدماغ، وبالتالي ممتع. لكن هذا لا يعني أنه يجب عليك شرب القهوة من الصباح إلى المساء. يعتقد عالم الأعصاب الرائد في مجال الأبحاث يوشينوري ماسو من مركز أبحاث التكنولوجيا الصحية (اليابان) أنه يمكنك ببساطة شم رائحة القهوة بدلاً من شربها (هان سيوك سيو وآخرون. "مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية." 2008، 56 (12) ، 4665-4673).

نظرًا لخصائصها المفيدة، فقد وجدت الميلانويدينات تطبيقًا ليس فقط في الطبخ وكيمياء الطعام. تم استخدام الخصائص العلاجية لهذه المواد في الطب الشعبي منذ زمن سحيق. يستخدم مغلي آذان الجاودار لعلاج أمراض الجهاز التنفسي كمطري للبلغم. يوصى باستخدام الكمادات المصنوعة من الشعير لعلاج التهاب الجلد والبواسير. تعالج مغلي حبوب الشعير أمراض الجهاز الهضمي والكلى والمسالك البولية واضطرابات التمثيل الغذائي. في روسيا في القرن التاسع عشر، كان ما يسمى بمستشفى كفاس شائعًا، والذي تم تضمينه في النظام الغذائي لكل جندي يتعافى من الإصابة لتحسين قوته. على ما يبدو، هذا هو المكان الذي يأتي منه القول المأثور "الكفاس الروسي أنقذ الكثير من الناس".

ماذا عن اليوم؟ مطهر خارجي لعلاج الأمراض الجلدية - "سائل ميتروشين" - عبارة عن مركز للميلانويدين يتم الحصول عليه عن طريق المعالجة الحرارية للشوفان والقمح والجاودار. تمت الموافقة على استخدام دواء يسمى "شولف" (فيكولين)، وهو مستخلص سميك من جنين القمح، في علاج المرضى الذين يعانون من أشكال مختلفة من الحثل العضلي التقدمي. تلقى المركز العلمي والعملي لتربية الحيوانات التابع للأكاديمية الوطنية للعلوم بجمهورية بيلاروسيا دفعة تجريبية من مادة الأعلاف المضادة للأكسدة "Ekolin-1"، وهي عبارة عن تركيبة من هيدروليزات براعم الشعير والجفت. وفي معهد ستافروبول للفنون التطبيقية، تم تصنيع عقار "PV" من مخلفات إنتاج الألبان، وأوصى باستخدامه على نطاق واسع في إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية كمنشط حيوي. ولسوء الحظ فإن كل هذه الأدوية يتم إنتاجها محليا وبكميات صغيرة

ولكن دعونا نعود إلى الميلانويدينات التي نأكلها. من المسلم به أنه يتم تفكيكها بشكل سيء بواسطة الإنزيمات الهضمية ولا يتم امتصاصها في الجهاز الهضمي. قد يبدو وكأنه ناقص؟ دعونا لا نتعجل. تؤدي الميلانويدين نفس وظيفة الألياف الغذائية، حيث تعمل على تحسين عملية الهضم وتحفيز نمو البيفيدوبكتريا، أي أنها تظهر خصائص ما قبل الحيوية. وهذه ميزة إضافية.

ومع ذلك، من أين يأتي الحديث عن المواد المسرطنة؟ والحقيقة هي أنه في درجات حرارة عالية جدًا، يمكن أن تتشكل مواد سامة أو مسرطنة حقًا أثناء تفاعل ميلارد. على سبيل المثال، تظهر مادة الأكريلاميد عند الخبز أو القلي فوق 180 درجة مئوية، عندما يحدث التحلل الحراري للميلانويدينات. لهذا السبب لا ينبغي عليك الإفراط في طهيه. ولكن الأمر المثير للاهتمام هو أن الباحثين وجدوا أن بعض منتجات تفاعل ميلارد تحفز تكوين الإنزيمات المشاركة في ربط السموم، بما في ذلك مادة الأكريلاميد. وفي التجارب النموذجية، تبين أن الميلانويدينات ذات الوزن الجزيئي العالي تمنع تكوين نيتروزامينات N المسببة للسرطان (Kato H et al. “الكيمياء الزراعية والبيولوجية”. 1987، المجلد. 51).

بالطبع، يمكن أيضًا أن يُعزى أحد العيوب إلى حقيقة أن تفاعل ميلارد يقلل من القيمة البيولوجية للبروتينات، حيث أن الأحماض الأمينية، وخاصة الليسين والثريونين والأرجينين والميثيونين، والتي غالبًا ما يفتقر إليها الجسم، بعد دمجها مع تصبح السكريات غير قابلة للوصول إلى الإنزيمات الهاضمة، وبالتالي لا يتم استيعابها. ولكن، كما ترى، فإن الأمر يستحق التضحية بكمية صغيرة من الأحماض الأمينية من أجل المظهر اللذيذ والرائحة والطعم للطعام. بعد كل شيء، بدون هذه العوامل، وفقا ل I. P. Pavlov، الهضم الكامل للطعام أمر مستحيل. يجب أن يكون الطعام لذيذًا!

لتقييم ضرر أو فائدة الميلانويدين، يلزم اتباع نهج متكامل للمشكلة، مع الأخذ في الاعتبار جميع العوامل والتفاصيل، التي غالبًا ما تكون حصرية بشكل متبادل. هذا أمر صعب القيام به. ولكن هناك طريقة أخرى. اليوم، تم العثور على محفزات ومثبطات لتفاعل ميلارد؛ ونحن نعرف كيف يؤثر الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والرطوبة ونسبة المكونات على مسار هذه العملية وطيف المواد المتكونة. عادة ما تؤخذ هذه المعايير في الاعتبار عند إنتاج الغذاء. بمعنى آخر، يصبح رد فعل Maillard قابلاً للتحكم، لذلك من الممكن تمامًا الحصول على منتجات قياسية أثناء معالجة الطهي، فقط بخصائص مفيدة للجسم.

الدباغة والكتابة السرية والكفن

يمكننا أن نواجه رد فعل ميلارد ليس فقط في المطبخ.

إذا كنت تستخدم منتجات التسمير الذاتي (ضع كريمًا وتحول إلى اللون البني دون التعرض لأشعة الشمس)، فستلاحظ رد الفعل هذا على بشرتك. المبدأ النشط للدباغة الذاتية هو ثنائي هيدروكسي أسيتون، الذي يتم الحصول عليه من بنجر السكر وقصب السكر، وكذلك عن طريق تخمير الجلسرين. يتفاعل ثنائي هيدروكسي أسيتون أو الإريثرولوز المشتق منه مع الأحماض الأمينية لبروتينات كيراتين الجلد، مما يؤدي إلى تكوين الميلانويدين، المشابه لصبغة الجلد الطبيعية - الميلانين. في غضون ساعات قليلة، عندما يتم تشكيل الميلانويدين، يكتسب الجلد لون تان طبيعي. غالبًا ما يستخدم هذا الإجراء لاعبو كمال الأجسام وعارضات الأزياء الذين يحتاجون إلى الحصول بسرعة على لون بشرة جميل.

يُعتقد أنه على عكس حمامات الشمس، فإن الدباغة الذاتية تسمح لك بالحصول على لون بشرة بني طبيعي دون الإضرار بصحتك. ومع ذلك، هذا ليس صحيحا تماما. أحد الجوانب السلبية للتسمير الذاتي هو أنه لا يحمي بشرتك من أضرار الأشعة فوق البنفسجية كما تفعل أصباغ الميلانين الطبيعية. ولكن هذا ليس سيئا للغاية، هناك شيء آخر أسوأ. الميلانويدينات عبارة عن محسسات ضوئية، فعندما تمتص الضوء، تدخل في تفاعلات كيميائية، على وجه الخصوص، مع تكوين جذر أنيون الأكسيد الفائق (O 2 -). ولذلك، فإن الجلد المغطى بالميلانويدين يكون أكثر حساسية لأشعة الشمس. بعد 40 دقيقة من التعرض لأشعة الشمس، ينتج هذا الجلد ثلاثة أضعاف الجذور الحرة مقارنة بالبشرة غير المعالجة.

إليك تطبيق قديم آخر لتفاعل ميلارد. هل تتذكر قصة الأطفال التي كتبها ميخائيل زوشينكو "في بعض الأحيان يمكنك أن تأكل المحابر" حول كيف كتب V. I. لينين، من أجل التغلب على حراسه، نصوصًا ثورية بالحليب على صفحات الكتب الخيالية العادية؟ الحليب هو حبر كلاسيكي غير مرئي (متعاطف). لتطوير النص المكتوب بالحليب، فقط قم بتسخين الورقة التي تحتوي على الرسالة فوق شمعة أو قم بكيها بالمكواة. سيصبح النص غير المرئي مرئيًا باللون البني. ما هذا إن لم يكن رد فعل ميلارد - تفاعل بروتينات الحليب مع سكر اللاكتوز في الحليب! بالمناسبة، أي مواد متاحة تحتوي على مجموعات الكربونيل والأمين، مثل اللعاب والعرق وعصير البصل وأكثر من ذلك بكثير، يمكن أن تكون بمثابة حبر متعاطف.

في مدينة تورينو الإيطالية، في كاتدرائية القديس يوحنا المعمدان، يتم الاحتفاظ بأحد الآثار المسيحية الأكثر احترامًا وغموضًا - كفن تورينو، وهو قطعة قماش من الكتان، والتي، وفقًا للأسطورة، قام جوزيف الرامي بلف الجسد يسوع المسيح بعد إنزاله عن الصليب. بطريقة غير معروفة، تم طبع وجه وجسد المسيح على هذه اللوحة. لا يزال سبب ظهور الطباعة البني المصفر الغامض لغزا حتى يومنا هذا (انظر: Verkhovsky L. I. "الكيمياء والحياة"، 1991، رقم 12؛ ليفشينكو إم تي "الكيمياء والحياة"، 2006، رقم 7). هناك عدة إصدارات لما أدت إليه التفاعلات الكيميائية في الصورة. ومع ذلك، يبقى حجر العثرة هو حقيقة أن اللون البني موجود فقط على سطح الألياف، والتي تظل غير مصبوغة بالداخل. يبدو من المحتمل جدًا أننا نتعامل مع تفاعل السكرامين.

حاول الكيميائيان ريموند روجرز من المختبر الوطني لجامعة كاليفورنيا في لوس ألاموس وآنا أرنولدي من جامعة ميلانو في تجربة إعادة إنشاء طريقة تلوين القماش من خلال تفاعل السكر والأمين. تم تصنيع قماش الكتان خصيصًا لهذه التجربة باستخدام تقنية وصفها بليني الأكبر منذ 2000 عام. لتنفيذ رد فعل ميلارد، كما تعلمون بالفعل، هناك حاجة إلى مجموعات السكر والأمينية. من أين يأتي السكر الموجود على القماش؟ والحقيقة أن الخيوط التي صنع منها القماش كانت مغطاة بالنشا مما يحميها من التلف. تم غسل القماش النهائي بمستخلص نبتة الصابون (Saponaria officinalis)، الذي يحتوي على مادة السابونين - المواد الخافضة للتوتر السطحي. إنها تحلل نشا السكاريد إلى سكريات أحادية وقليلة السكاريد: الجالاكتوز والجلوكوز والأرابينوز والزيلوز والفوكوز والرامنوز وحمض الجلوكورونيك. وبما أن القماش قد تم تجفيفه في الشمس، فقد تركزت المواد من مياه الغسيل على سطح الألياف.

كشف الباحثون عن النسيج المصنوع باستخدام التقنية الموصوفة لمنتجات تحلل البروتين التي تحتوي على مجموعات أمينية - بوتريسين (1،4-ديامينوبتان) وكادافيرين (1،5-ديامينوبتان). وتسمى هاتان المادتان "غازات الجثث" لأنها تتشكل عندما تتحلل البروتينات بعد الموت. على سطح قماش الكتان، تفاعلت منتجات التحلل المائي للنشا مع البوتريسين والكادافيرين وتم الحصول على لون سطحي حقيقي. لذلك أكد روجرز وأرنولدي الفرضية حول أصل السكر الأمين للصورة الموجودة على الكفن وأن هذا التفاعل يمكن أن يحدث بالفعل عندما كان الجسد ملفوفًا بقماش الكتان في تلك الأوقات.

ميلانويدين في مهد الحياة

بالنظر إلى السهولة التي يحدث بها تفاعل ميلارد، يمكن الافتراض أنه في فجر الحياة على الأرض، في الغلاف المائي قبل التكوين الحيوي، أي في المرق البدائي، كان تفاعل السكريات مع الأحماض الأمينية (الألدهيدات والأمينات) نشطًا وفي كل مكان. وهذا بدوره أدى إلى تكوين بوليمرات الميلانويدين. تم التعبير عن فكرة أن الميلانويدات المتكونة بشكل غير حيوي كنموذج أولي للإنزيمات المساعدة الحديثة لأول مرة من قبل د. كينيون وج. ستاينمان في عام 1969. وهذا الافتراض لم يكن بالصدفة.

والحقيقة هي أن الميلانويدين يحتوي على هياكل ذات روابط مزدوجة مترافقة، والتي تعطي البوليمرات خصائص نقل الإلكترون. لذلك، يمكن لمصفوفات الميلانويدين تقليد بعض التفاعلات الكيميائية الحيوية النموذجية التي تحدث في الخلايا: إنزيم الأكسيدو المختزل، والهيدرولاز، والسينثاز، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه البوليمرات قادرة على ربط المعادن الثقيلة، التي تلعب دورًا مهمًا في عمل العديد من الإنزيمات. ولهذا السبب يمكن أن يكون تكوين مثل هذه البوليمرات بمثابة نقطة انطلاق في تكوين الأنواع الرئيسية من التفاعلات الكيميائية الحيوية. افترض A. Nissenbaum وD. Kenyon وJ. Oro في عام 1975 أن الميلانويدين عبارة عن أنظمة إنزيمية أولية لعبت دور المصفوفة في عمليات أصل الحياة قبل ظهور أنظمة ذات خصوصية أعلى.

في معهد الكيمياء الحيوية الذي سمي على اسم. أ.ن. Bach RAS، قام موظفو مختبر الكيمياء الحيوية التطورية بنمذجة عمليات التطور قبل البيولوجي لسنوات عديدة ودراسة دور أصباغ الميلانويدين في تعقيد المركبات المحتوية على الكربون. مرشح العلوم البيولوجية ت. أثبتت Telegina وزملاؤها في هذه التجارب أن الميلانويدينات لها نشاط تحفيزي، على وجه الخصوص، فهي تساهم في تكوين روابط الببتيد بين الألانين. تم تطبيق أصباغ الميلانويدين على هلام السيليكا ووضعها في عمود كوارتز مشعع بالأشعة فوق البنفسجية، حيث تم توزيع محلول ألانين من خلاله. ونتيجة لذلك، تم الحصول على الببتيدات ثنائية وثلاثية ورباعية ألانين. علاوة على ذلك، تبين أن تركيزها أعلى بعشر مرات من تركيز الديالانين، الذي تم الحصول عليه في تجربة باستخدام هلام السيليكا غير المعدل. أظهرت هذه النتيجة ميزة مصفوفات الميلانويدين على المصفوفات غير العضوية في عملية التولد التلقائي.

رد فعل ميلارد والإجهاد الكربونيل

قصتنا عن تفاعل ميلارد ومنتجاته لن تكون مكتملة إذا صمتنا عن حقيقة أن هذا التفاعل يحدث أيضًا في جسم الإنسان. وقد لاحظ هذا لأول مرة من قبل العلماء الروس الذين سبق ذكرهم P. A. Kostychev و V. A. Brilliant. وعلى عكس ميلارد، فقد أجروا تفاعل السكر والأمين عند درجات حرارة منخفضة، 30-55 درجة مئوية، ثم افترضوا أنه قد يحدث أيضًا في الخلايا. وهذا ما كتبوه في مقالهم في أخبار الأكاديمية الإمبراطورية للعلوم عام 1916: “وهكذا تتفاعل الأحماض الأمينية مع السكر حتى بدون تدخل الإنزيمات. (...) في الوضع الحالي للعلم، سيكون من التعسفي تمامًا إنكار مثل هذه التفاعلات التي تحدث بحرية ذات أهمية فسيولوجية، خاصة إذا أخذنا في الاعتبار الظروف اللازمة للتفاعل بين السكر والأحماض الأمينية. يمكن أن يحدث هذا التفاعل بسهولة في بروتوبلازم خلايا الكائنات الحية، نظرًا لأن تركيزات المواد المشاركة في التفاعل ممكنة جدًا هناك.»

في الواقع، من المعروف الآن على وجه اليقين أن هذا التفاعل يحدث أيضًا في جسم الإنسان، مما يساهم في تطور بعض الأمراض. الآن يتركز اهتمام الباحثين على التسكر - وهو تعديل غير إنزيمي للجزيئات البيولوجية الكبيرة وفقًا لتفاعل ميلارد، عندما تتفاعل مركبات الكربونيل النشطة التي تتراكم أثناء بيروكسيد الدهون والسكري مع البروتينات.

بسبب تراكم مركبات الكربونيل التفاعلية الذي يحدث مع الشيخوخة أو مرض السكري، يتطور ما يسمى بالإجهاد الكربونيل. بادئ ذي بدء، تعاني البروتينات طويلة العمر، أي أنها سكرية: الهيموجلوبين، الألبومين، الكولاجين، البلورات، البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة. العواقب هي الأكثر غير سارة. على سبيل المثال، فإن تسكر بروتينات غشاء كرات الدم الحمراء يجعلها أقل مرونة وأكثر صلابة، ونتيجة لذلك يتدهور تدفق الدم إلى الأنسجة. بسبب تحلل البلورات، تصبح العدسة غائمة، ونتيجة لذلك، يتطور إعتام عدسة العين. يمكننا اكتشاف البروتينات المعدلة بهذه الطريقة، مما يعني أنها تعمل كعلامات لتصلب الشرايين، ومرض السكري، والأمراض التنكسية العصبية. اليوم، يعد أحد أجزاء الهيموجلوبين السكري (HbA 1c) من بين العلامات البيوكيميائية الرئيسية لمرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية. إن انخفاض مستويات HbA 1c بنسبة 1% يقلل من خطر حدوث أي مضاعفات في مرض السكري بنسبة 20%.

في مختبري في معهد الكيمياء الحيوية. باخ، قمنا بتطوير نظام تجريبي يحاكي ظروف الإجهاد الكربونيل. استخدمنا ميثيل جليوكسال كمركب الكربونيل النشط. اتضح أن تفاعل الليسين مع ميثيل جليوكسال ينتج منتجات جذرية حرة قادرة على تقليل الهيموجلوبين المؤكسد. بفضل هذا، يرتبط أكسيد النيتريك (NO) بشكل أكثر كفاءة بحديد الهيم، أي أن الهيموجلوبين يحدث. في بعض الحالات، يتم تشكيل النتريغيموغلوبين، ويمكن أن تحدث هذه العمليات أيضًا مباشرة في الدم، على سبيل المثال، عند مرضى السكري. لا تزال السمات المحددة لعمل مثل هذه الهيموجلوبين المعدل قيد الدراسة.

بالمناسبة، بسبب تكوين النتريميوجلوبين، يمكن أن يحدث ما يسمى بتخضير النتريت للنقانق أو لحم الخنزير في حالة انتهاك تقنية معالجة اللحوم بنيتريت الصوديوم (المضافات الغذائية E250). على الرغم من أنه يتم إضافته عادةً لإعطاء منتجات اللحوم لونًا ورديًا فاتحًا للشهية (يجب عدم الخلط بينه وبين التخضير الناتج عن تدمير مجموعة الهيم نتيجة للتلف الطبيعي للمنتج!).

لقد وصلت قصة تفاعل ميلارد والميلانويدين إلى نهايتها. على الرغم من أنه ربما يكون هذا، كما قال كوزما بروتكوف، بداية النهاية التي تنتهي بها البداية. توضح المقالة فقط "وجود" تفاعل ميلارد في بضع ضربات، لكننا نأمل أن يكون لدى القارئ فكرة أولية عن أهمية العمليات التي تحدث بين السكريات والأحماض الأمينية في الطبيعة.

يمكن أن يحدث تحمير الأطعمة نتيجة للتفاعلات المؤكسدة أو غير المؤكسدة. الاسمرار التأكسدي أو الأنزيمي هو تفاعل بين الركيزة الفينولية والأكسجين المحفز بواسطة إنزيم بوليفينول أوكسيديز. هذا اللون الداكن، الذي يحدث على قطع التفاح والموز والكمثرى، لا يرتبط بالكربوهيدرات.

يعتبر اللون البني غير المؤكسد أو غير الأنزيمي شائعًا جدًا في الأطعمة. ويرتبط بتفاعلات الكربوهيدرات ويتضمن ظاهرة الكراميل وتفاعل الكربوهيدرات مع البروتينات أو الأمينات. ويعرف هذا الأخير باسم رد فعل ميلارد.

الكراميل.التسخين المباشر للكربوهيدرات، وخاصة السكريات وشراب السكر، يعزز مجموعة معقدة من التفاعلات تسمى الكراميل. يتم تحفيز التفاعلات بتركيزات صغيرة من الأحماض والقلويات وبعض الأملاح. ينتج عن ذلك منتجات بنية ذات رائحة الكراميل النموذجية. من خلال ضبط الظروف، من الممكن توجيه التفاعل بشكل رئيسي نحو إنتاج الرائحة أو نحو تكوين المنتجات الملونة. يؤدي التسخين المعتدل (الأولي) لمحاليل السكر إلى تغيرات شاذة، وتمزق الروابط الجليكوسيدية، وتكوين روابط جليكوسيدية جديدة. لكن التفاعلات الرئيسية هي تفاعل الجفاف مع تكوين حلقات لا مائية، كما هو الحال في الليفوجلوكوزان، أو إدراج روابط مزدوجة في الحلقات. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل ثنائي هيدروفيورانونات، وسيكلوبنتانولونات، وسيكلو هكسانولونات، والبيرونات، وما إلى ذلك، وتقوم الروابط المزدوجة المترافقة بامتصاص الضوء بأطوال موجية معينة، مما يعطي المنتجات لونًا بنيًا. في كثير من الأحيان في الأنظمة الحلقية غير المشبعة، يمكن أن يحدث التكثيف في أنظمة حلقات البوليمر. عادة، يتم استخدام السكروز لإنتاج لون ونكهة الكراميل. عن طريق تسخين محلول السكروز في وجود أملاح حمض الكبريتيك أو حمض الأمونيوم، يتم الحصول على بوليمرات ملونة بشكل مكثف ("تلوين السكر") لاستخدامها في مختلف المنتجات الغذائية - في إنتاج المشروبات، والكراميل، وما إلى ذلك. استقرار وقابلية ذوبان هذه تزداد البوليمرات في وجود HSO 3 - أيونات:

تحتوي أصباغ الكراميل على مجموعات مختلفة - الهيدروكسيل، والحمض، والكربونيل، والإينول، والفينول، وما إلى ذلك. ويزداد معدل تفاعل تكوين أصباغ الكراميل مع زيادة درجة الحرارة ودرجة الحموضة. وفي غياب الأملاح العازلة، يمكن أن يتكون مركب البوليمر هومين ذو الطعم المر (متوسط ​​الصيغة C 125 H 188 O 80)؛ عند إنتاج المنتجات الغذائية يجب مراعاة ذلك ومنع تكونه.

تؤدي التفاعلات المعقدة التي تحدث أثناء الكراميل إلى تكوين أنظمة حلقات مختلفة ذات طعم ورائحة فريدة من نوعها. وهكذا فإن المالتول (3-هيدروكسي-2-ميثيلبيرانون) والإيزومالتول (3-هيدروكسي-2-أسيتيلفوران) لهما رائحة الخبز المخبوز، و2-H-4-هيدروكسي-5-ميثيلفورانون له رائحة اللحم المقلي. بالإضافة إلى ذلك، هذه

تتميز المنتجات بمذاقها الحلو، وهو ما يحدد أيضًا دورها الإيجابي في المنتجات الغذائية.

تفاعل ميلارد (تكوين الميلانويد).تفاعل ميلارد هو المرحلة الأولى من تفاعل الاسمرار غير الأنزيمي في الأطعمة. لكي يحدث التفاعل، يلزم وجود سكر مختزل ومركب أميني (الأحماض الأمينية والبروتينات) وبعض الماء.

جميع العمليات التي تحدث أثناء تغميق المنتجات الغذائية (انظر الشكل 3.15) لم يتم تحديدها بدقة بعد، ولكن تمت دراسة المراحل الأولية بتفصيل كبير. لقد ثبت أنه بالإضافة إلى تفاعل ميلارد، يحدث الجفاف مع تكوين هيدروكسي ميثيل فورفورال، وانقسام السلسلة، وتكوين مركبات الديكاربونيل، وتكوين أصباغ الميلانويدين، والتي تتشكل في المراحل النهائية ولها لون من الأحمر- البني إلى البني الداكن. إذا كان من الممكن في المراحل الأولى إزالة اللون من خلال إضافة عوامل اختزال (على سبيل المثال، الكبريتيت)، فإن هذا لم يعد ممكنًا في المرحلة النهائية.

أرز. 3.15.تمثيل تخطيطي للتحولات أثناء سواد المنتجات الغذائية

أرز. 3.16.يعد تكوين الجلوكوزامين هو المرحلة الأولى من تفاعل ميلارد

الميلانويدات الغروية ضعيفة الذوبان ذات رائحة مميزة تشبه الكراميل هي نتيجة تكثيف الألدول والبلمرة.

يتعرض كربون الكربونيل الموجود في السكر المختزل في السلسلة المفتوحة لهجوم محب للنواة بواسطة زوج الإلكترون الحر من النيتروجين الأميني. ويصاحب ذلك فقدان الماء وإغلاق الحلقة مع تكوين الجلوكوزامين (الشكل 3.16). في وجود فائض من السكر المختزل، يمكن أن يتكون الديجلوكوزامين. يخضع الجلوكوزامين لإعادة ترتيب أمادوري ويصبح حمضًا أمينيًا (فركتوسوامين) (انظر الشكل 3.17). تم العثور على الفركتوسامين في عدد من المنتجات الغذائية، وخاصة في الفواكه المجففة (الخوخ والمشمش)، والخضروات المجففة، والحليب المجفف.

إذا كانت الحالة الكيتونية موجودة في المرحلة الأولية، فإن تكوين الجلوكوزامين بسبب إعادة ترتيب المرتفعات يحدث أيضًا (انظر الشكل 3.18).

يمكن تحويل منتجات التفاعل التي تم الحصول عليها من إعادة ترتيب أمادوري بطريقتين: إحداهما من خلال وسيط ثنائي الكربونيل (ديفركتوسوغليسين) (الشكل 3.19)، والأخرى من خلال

أرز. 3.17.تكوين الكيتوزوامين (إعادة ترتيب أمادوري)

أرز. 3.18.إعادة ترتيب المرتفعات (تكوين الجلوكوزامين من الكيتوزيات)

أرز. 3.19.تكوين الدفركتوسوغليسين (إعادة ترتيب أمادوري اللاحقة)

من خلال تكوين ديوكسي هكسوزونات وسيطة (3-ديوكسي هكسوزونات). يؤدي كلا المسارين إلى تكوين أصباغ الميلانويدين - وهي مركبات تحتوي على حلقات بيرازين وإيميدازول، بالإضافة إلى اختزالات وهيدروكسي ميثيل فورفورال.

يسود تفاعل الإنزيم 1،2 (انظر الشكل 3.20) في المنتجات الغذائية التي تتميز بيئتها بظروف معتدلة نسبيًا. المنتجات الناتجة هي 3-ديوكسي جلوكوزولوز وجلوكوزولوز غير مشبع. يتم تحرير الحمض الأميني دون تغيير.

يؤدي تفاعل إنزيم 2,3 (انظر الشكل 3.21) من خلال ظهور 2,3-ديولوز غير المستقر نسبيًا إلى تكوين 2,4-ديولوز. ويتجلى دور هذه المركبات في تكوين الأصباغ، وخاصة في إنتاج المركبات العطرية المتطايرة.

عندما تشارك ألدوز أخرى في هذه العملية، يؤدي ذلك إلى اختلافات في معدل التفاعل: البنتوز (الزيلوز والريبوز) يصبح أغمق بشكل أسرع بكثير من السداسيات. هناك أدلة على أن تحمير الكيتوز (الفركتوز) يختلف عن تحمير الألدوس. النتيجة

أرز. 3.20.تحلل منتجات أمادوري (1،2-إنوليشن)

أرز. 3.21.انهيار منتجات أمادوري (2،3-enolization)

أول حمض الفركتوسيلامينو بعد إعادة ترتيب هيتس يعطي الأحماض الأمينية الألدوس. يظهر مركز جديد غير متماثل وينتج الفركتوز خليطًا من الجلوكوز والمانوسوجليسين مع كمية صغيرة من الفركتوزوجليسين. تعتبر الأحماض الأمينية ألدوس أكثر استقرارًا من الأحماض الأمينية الكيتوزية المقابلة. يتحول لون الفركتوز إلى اللون الداكن بشكل أبطأ من الجلوكوز، ويظهر قياس فقدان الأحماض الأمينية أثناء التفاعل أنه يحدث بشكل مختلف عن تفاعل تحمير الألدوز.

يمكن تحديد معدل تحمير السكريات الثنائية غير المختزلة (مثل السكروز) والسكريات المتعددة بمعدل تحللها المائي وتحللها إلى سكريات مختزلة.

يعد تكوين الأصباغ تفاعلًا معقدًا ويصعب تحديده. من المعتقد أن تكوين الأصباغ يتضمن تكثيف الألدول لمركبات الكربونيل الوسيطة أو منتجات تفاعلاتها اللاحقة (انظر الشكل 3.22). وفي هذه المرحلة تتفاعل الأحماض الأمينية مرة أخرى مما يؤدي إلى تكوين أصباغ تحتوي على النيتروجين تسمى ميلانويدين.يرجع اللون البني إلى عدم التعبير عن طيف الامتصاص في النطاق المرئي، المكون من أطياف الامتصاص المتداخلة للعديد من الكروموفورات. توضح الحلول النموذجية أن الأصباغ المتكونة في أوساط الأحماض الأمينية والسكر النموذجية ليست مواد بسيطة. وهي عبارة عن خليط من مركبات ذات بنية مماثلة، ولكن بأوزان جزيئية مختلفة (تتراوح من عدة مئات). من وجهة نظر كيميائية، فإن الأصباغ المتكونة في الوسائط النموذجية هي أحماض متعددة الكربوكسيل غير مشبعة مع نظام ممتد من الروابط المترافقة، بما في ذلك مجموعات الكربوكسيل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة وجود وظائف الهيدروكسيل والإينول والأمين.

أرز. 3.22. تكوين أصباغ الميلانويدين

وبما أن البروتينات والأحماض الأمينية تشارك في تفاعل ميلارد، فمن الواضح أن هناك فقدانًا معينًا لها كعناصر غذائية. وهذا يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار بشكل خاص في حالة الحمض الأميني الأساسي ليسين (بسبب تفاعله العالي)، وذلك بسبب وجود مجموعة ε-amino حرة.

إن القدرة العالية على تفاعل Maillard لا تتميز فقط بالليسين، ولكن أيضًا بالأحماض الأمينية المهمة الأخرى - L-arginine وL-histidine. كل هذا يشير إلى أنه إذا حدث تفاعل البني أثناء إنتاج وتعليب وتخزين المنتجات الغذائية، فسيكون هناك بالتأكيد فقدان بعض الأحماض الأمينية (بما في ذلك الأحماض الأساسية) والقيمة الغذائية. علاوة على ذلك، في بعض الحالات، حتى ظروف المعالجة المعتدلة نسبيًا يمكن أن تؤدي إلى خسائر كبيرة جدًا. عند التعرض لدرجات حرارة منخفضة حتى في العمليات التكنولوجية لفترة قصيرة من الزمن في وجود السكريات المختزلة، فمن الممكن فقدان الأحماض الأمينية (خاصة الأساسية منها) بسبب تفاعل ميلارد. وهذا موضح في الجدول. 3.7 باستخدام ليسين كمثال. وهذا مهم بشكل خاص للنظر فيه لأن اللايسين هو الحمض الأميني المحدد في العديد من منتجات الحبوب.

طاولة 3.7. فقدان اللايسين في منتجات الألبان

أكدت التجارب اللاحقة أنه إذا كان الناس على دراية (أو تعرضوا) للحجج المتعارضة، فمن المرجح أن يتم إقناعهم بالمعلومات "ذات الوجهين" وأن تأثيرها يستمر لفترة أطول (جونز وبريهم، 1970؛ لومسداين وجانيس، 1953). ). . وفي تجارب محاكاة المحاكمة، يبدو خطاب المحامي أكثر إقناعًا إذا دافع عن ذنب موكله قبل أن يفعل المدعي العام (وليامز وآخرون، 1993). من الواضح أن الرسالة "أحادية الجانب" تشجع الجمهور المطلع على التفكير في الحجج المضادة، ويشكلون رأيًا بأن القائم بالتواصل متحيز. وهذا يعني أن السياسي الذي يدير حملة انتخابية ويتحدث إلى جمهور مثقف سياسيا سيكون من الحكمة أن يقدم حجج خصومه ويرد عليها. لذا، إذا كان المعارضون إما حاضرين في جمهورك أو سيتحدثون بعدك، فقدم للجمهور معلومات "في اتجاهين"..

وهذا التفاعل بين العوامل موجود في جميع دراسات الإقناع. ربما نود أن تكون تأثيرات المتغيرات على الإقناع أبسط. (إذاً سيكون من الأسهل دراسة هذا الفصل). واحسرتاه! معظم المتغيرات المستقلة "لها تأثيرات مختلطة: في بعض الحالات تفضل الإقناع، وفي حالات أخرى تقوضه" (بيتي وفيجنر، 1998). "شفرة أوكام" تنجذب إلينا جميعًا، طلابًا وعلماء، [وليام أوف أوكهام (حوالي 1285–1349) - فيلسوف إنجليزي، وعالم منطق، وكاتب سياسي كنسي، وممثل المدرسة المدرسية المتأخرة. المعرفة الأولية، وفقا لأوكهام، هي بديهية، والتي تشمل التصورات الخارجية والاستبطان. ولابد من إزالة المفاهيم التي لا يمكن اختزالها إلى المعرفة الحدسية ولا يمكن التحقق منها بالتجربة من العلم: "لا ينبغي مضاعفة الكيانات بلا داع". هذا المبدأ يسمى شفرة أوكام. - ملحوظة ترجمة] - البحث عن أبسط مبادئ الشرح. ولكن بما أن حياة الإنسان معقدة، فإن مبادئنا لا يمكن أن تكون بسيطة تمامًا أيضًا.

ما هي المعلومات الأكثر إقناعًا - تلك التي تم تلقيها أولاً أم الأخيرة؟

تخيل أنك مستشار لسياسي مشهور وعليه أن يتجادل مع سياسي آخر مشهور بنفس القدر. موضوع المناقشة هو معاهدة الحد من الأسلحة. هناك ثلاثة أسابيع متبقية قبل الانتخابات، وخلال هذه الفترة يجب على كل مرشح أن يظهر في البرنامج الإخباري المسائي مع بيان معد مسبقاً. إنهم يرمون عملة معدنية - ولجناحك الحق في الاختيار: يمكنه التصرف أولاً أو أخيرًا. مع العلم أنك قد درست علم النفس في الماضي، فإن الفريق بأكمله يتطلع إلى نصيحتك.

تبدأ في "مسح" الكتب المدرسية القديمة وملاحظات المحاضرات عقليًا. أليس من الأفضل أن نذهب أولاً؟ تعتمد كيفية تفسير الناس للمعلومات على تحيزاتهم. علاوة على ذلك، بمجرد أن يكون الشخص قد كون اعتقادًا بالفعل، فمن الصعب إقناعه، لذا فإن كيفية إدراك الخطاب الثاني وتفسيره يعتمد على الخطاب الأول. بالإضافة إلى ذلك، فإن الشخص الذي يتحدث أولاً قد يحظى بأكبر قدر من الاهتمام. ولكن من ناحية أخرى، من الأفضل تذكر المعلومات التي تم تلقيها مؤخرًا. ماذا لو كان من الأفضل فعلاً أن تكون الأخير؟

يتنبأ الجزء الأول من استدلالك بتأثير معروف، وهو تاثير اولي: المعلومات الأكثر إقناعا هي التي تصلنا أولا. الإنطباعات الأولى حقًامهم. على سبيل المثال، هل يمكنك معرفة مدى اختلاف الأوصاف التالية عن بعضها البعض:

جون ذكي ومجتهد ومندفع ونقدي وعنيد وحسد.

جون حسود وعنيد ونقدي ومندفع ومجتهد وذكي.

عندما طلب سولومون آش من الطلاب في كلية مدينة نيويورك قراءة هذه الملفات الشخصية، فإن أولئك الذين قرأوا الملف الأول أولًا قيموا جون بشكل أكثر إيجابية من أولئك الذين بدأوا بالملف الثاني (آش، 1946). ويبدو أن المعلومات الأولى أثرت في تفسيرهم للمعلومات اللاحقة، أي أن تأثير الأولوية كان هو العامل. تم الحصول على نتائج مماثلة في التجارب التي أكمل فيها الأشخاص بنجاح 50% من مهام التخمين. يبدو أن الأشخاص الذين أجابوا على السؤال الأول بشكل صحيح أكثر قدرة من أولئك الذين أخطأوا في الإجابة أولاً وبعد ذلك فقط أجابوا بشكل صحيح (Jones et al., 1968; Langer & Roth, 1975; McAndrew, 1981).

هل يتجلى تأثير الأولوية في عملية الإقناع بنفس الطريقة التي تظهر بها في عملية تكوين الأحكام؟ قدم نورمان ميلر ودونالد كامبل لطلاب جامعة نورث وسترن نسخة مختصرة من محاكمة مدنية فعلية، حيث جمعوا في كتلة واحدة جميع المعلومات التي قدمها الادعاء وفي كتلة أخرى جميع المعلومات التي قدمها الدفاع (ميلر وكامبل، 1959). يقرأ الطلاب كليهما. وعندما طُلب منهم التعبير عن آرائهم بعد أسبوع، انحاز معظمهم إلى الجانب الذي بدأوا بمعلوماته تعرفهم على القضية. وقد وجد غاري ويلز وزملاؤه نفس التأثير عندما وضعوا أول خطاب للمحامي في مواقع مختلفة في محضر محاكمة فعلية (ويلز وآخرون، 1985). اتضح أنه أكثر فعالية عندما سبقالتي تقدمها النيابة لأدلتها.

"يتخيل المعارضون أنهم يدحضوننا عندما يكررون آرائهم مرارًا وتكرارًا متجاهلين رأينا.

جوته، أقوال وتأملات"

وماذا عن الاحتمال المعاكس؟ كلنا نعرف المثل القائل "من يضحك أخيرًا يضحك أكثر". وبما أننا نتذكر بشكل أفضل المعلومات التي تلقيناها مؤخرًا، فهل هناك شيء يمكن تسميته "تأثير الجدة"؟ نحن نعلم من تجربتنا الخاصة (ومن تجارب الذاكرة) أن الأحداث في يومنا هذا يمكن أن تحجب مؤقتًا الأحداث المهمة التي حدثت في الماضي. لاختبار ذلك، طلب ميلر وكامبل أولاً من مجموعة واحدة من الطلاب قراءة المعلومات التي قدمها الدفاع ومجموعة ثانية قراءة المعلومات التي قدمها الادعاء. وبعد أسبوع، طلب الباحثون منهم قراءة "الكتلة" الثانية والتعبير عن رأيهم على الفور. وكانت النتائج متعارضة تماماً مع تلك التي تم الحصول عليها في الجزء الأول من التجربة، حيث تم إثبات وجود تأثير الأسبقية: ب ياأغلب ما قرأته منذ أسبوع قد تلاشى من ذاكرتي.

النسيان يخلق تأثير الجدة إذا: 1) يمر الكثير من الوقت بين رسالتين؛ 2) يجب على الجمهور التصرف بعد وقت قصير من الرسالة الثانية. إذا تبعت رسالتان بعضهما البعض دون انقطاع، وبعد ذلك يمر بعض الوقت، فمن المحتمل أن يحدث تأثير الأولوية (الشكل 7.6). وهذا صحيح بشكل خاص في المواقف التي تحفز فيها الرسالة الأولى التفكير النشط (Haugtvedt & Wegener، 1994). ما هي النصيحة التي تقدمها الآن لأي مشارك في المناظرة الانتخابية؟

أرز. 7.6. تأثير الأسبقية أم تأثير الحداثة؟إذا تبعت رسالتان مقنعتان بعضهما البعض مباشرة، ويجب على الجمهور الرد عليهما بعد مرور بعض الوقت، فإن الميزة تكون في جانب الرسالة الأولى (تأثير الأولوية). إذا مر بعض الوقت بين رسالتين، وكان على الجمهور الرد عليهما بعد وقت قصير من الرسالة الثانية، فالميزة في جانب الرسالة الثانية (تأثير الحداثة)

كيف يتم نقل الرسالة؟ قناة الاتصال

تجربة نشطة أم إدراك سلبي؟

لقد قلنا بالفعل في الفصل الرابع أننا نتشكل من خلال أفعالنا. عندما نتصرف، فإننا نطور فكرة توجه هذا الفعل، خاصة إذا شعرنا بالمسؤولية. تحدثنا أيضًا عن حقيقة أن المواقف المتجذرة في تجربتنا الخاصة يمكن أن يكون لها تأثير ملحوظ على سلوكنا أكثر من المواقف التي نتعلمها "بشكل مباشر". بالمقارنة مع المواقف التي يتم تعلمها بشكل سلبي، فإن المواقف المبنية على الخبرة أكثر موثوقية وأكثر استقرارًا وأقل عرضة للتأثير.

القشرة البنية الذهبية على الفطيرة هي نتيجة لرد فعل ميلارد.

رد فعل مايلارد(إنجليزي) رد فعل مايلارد) هو تفاعل كيميائي بين حمض أميني وسكر، والذي يحدث عادة عند تسخينه. مثال على هذا التفاعل هو قلي اللحم أو خبز الخبز، عندما تنتج عملية تسخين المنتج الغذائي رائحة ولون وطعم الطعام المطبوخ. تحدث هذه التغييرات بسبب تكوين منتجات تفاعل ميلارد. يعد تفاعل ميلارد، جنبًا إلى جنب مع عملية الكراميل، شكلاً من أشكال الاسمرار غير الأنزيمي. سمي على اسم الكيميائي والطبيب الفرنسي لويس كاميل ميلارد، الذي كان من أوائل الذين درسوا التفاعل في العقد الأول من القرن العشرين.

كيمياء

يتضمن التفاعل عدة مراحل:

1. تتفاعل مجموعة الكربونيل التفاعلية من السكر (في شكلها المفتوح) مع المجموعة المحبة للنواة من الحمض الأميني لتكوين غليكوزيل أمين غير مستقر ومستبدل بـ N.
2. يخضع الجليكوسيلامين تلقائيًا لإعادة ترتيب أمادوري ويتحول إلى كيتوزامين
3. يمكن تحويل الكيتوسامينات إلى

• التخفيضات,
• منتجات التحلل المائي قصيرة السلسلة (ثنائي الأسيتيل، والأسبرين، والبيروفالديهيد، وما إلى ذلك) أو
• بوليمرات النيتروجين البني والميلانويدين

السكريات المختلفة لها تفاعل مختلف. تفاعل السكريات يتبع هذا الترتيب: البنتوز > الهكسوز > ثنائي السكاريد. على سبيل المثال، يكون الفركتوز أكثر نشاطًا بمقدار 100-200 مرة من الجلوكوز. يؤدي تفاعل ميلارد إلى تكوين العديد من المنتجات، والتي تكون في بعض الأحيان ذات بنية معقدة إلى حد ما وغالبًا ما لم يتم دراستها بعد.

صناعة

تنتج صناعة المواد الغذائية العديد من منتجات تفاعل ميلارد التي تستخدم لنقل النكهات والروائح المرغوبة إلى الأطعمة.

الدواء

لا يحدث تفاعل ميلارد أثناء الطهي فقط. يحدث هذا التفاعل بين البروتينات والسكريات أيضًا في الكائنات الحية. في ظل الظروف العادية، يكون معدل التفاعل منخفضًا جدًا بحيث يتوفر الوقت لإزالة منتجاته. ومع ذلك، مع زيادة حادة في نسبة السكر في الدم في مرض السكري، يتم تسريع التفاعل بشكل كبير، وتتراكم المنتجات ويمكن أن تسبب العديد من الاضطرابات (على سبيل المثال، فرط شحميات الدم). ويتجلى هذا بشكل خاص في الدم، حيث يزيد مستوى البروتينات التالفة بشكل حاد (على سبيل المثال، تركيز الهيموجلوبين الغليكوزيلاتي هو مؤشر على درجة مرض السكري). يؤدي تراكم البروتينات المتغيرة في العدسة إلى ضعف البصر الشديد لدى مرضى السكري. يؤدي تراكم بعض المنتجات المتأخرة من تفاعل ميلارد، وكذلك منتجات الأكسدة، التي تحدث مع تقدم العمر، إلى تغيرات في الأنسجة مرتبطة بالعمر. لم يتم العثور حتى الآن على أي أدوية يمكنها تثبيط تفاعل الميلارد في الجسم، على الرغم من أن بعض العوامل (أمينوجوانيدين) تقلل التفاعل بشكل كبير. في المختبر. المنتج المتأخر الأكثر شيوعًا للتفاعل هو كربوكسي ميثيل ليسين، وهو مشتق من اللايسين. يعمل كربوكسي ميثيل ليسين الموجود في البروتينات كمؤشر حيوي للإجهاد التأكسدي العام في الجسم. يتراكم مع تقدم العمر في الأنسجة مثل كولاجين الجلد ويرتفع عند الإصابة بمرض السكري.

منتجات رد الفعل