Maillard reaktionsprodukter. Intuition om verkligheten: inramningseffekten

Kosmajevskaya O.V.

("HiZh", 2012, nr 2)

Kandidat för biologiska vetenskaper

Institutet för biokemi uppkallad efter. A.N.Bach RAS

Alla är medvetna om att normal och hälsosam mat är mat med aptit, mat med njutning; all annan mat, mat efter beställning, genom beräkning, anses vara mer eller mindre ond...

I.P. Pavlov

Kemi är rik på namngivna reaktioner, det finns mer än tusen av dem. Men de flesta av dem kommer att säga lite till en person långt ifrån kemi, de är för dem som förstår. Men i denna rika lista finns det en reaktion som vi alla möter varje dag - varje gång vi går till spisen för att laga något gott, eller dricka kaffe på morgonen med en smörgås, eller öl på kvällen med vänner. Vi pratar om Maillard-reaktionen som fyller hundra år i år. I Frankrike, i Nancy, planerar de till och med att hålla ett internationellt jubileumssymposium tillägnat denna reaktion.

Varför sådana utmärkelser? Varför är hon så märklig? Ja, för det är allestädes närvarande och välkänt för alla. Bildandet av humus i jordar, kol, torv, sapropel och medicinsk lera uppstår på grund av denna reaktion. Men vi kommer att prata om mycket mer bekanta och attraktiva saker - om den oförglömliga doften av nybryggt kaffe, bakat bröd och stekt kött, om den gyllene krispiga skorpan på en limpa och kotlett, om den fantastiska smaken av dessa produkter. Eftersom allt ovanstående är resultatet av Maillard-reaktionen.

First Chop and Revolution

Det är svårt att föreställa sig livet för en modern människa utan att laga mat och laga mat utan att steka, koka och baka, även om alla andra levande varelser klarar sig utan värmebehandling av mat. Det finns bevis för att synantroper (Homo erectus pekinensis) redan använde eld, och moderna Homo sapiens lagade eld, som de säger, från födseln. Så kärleken till stekt och kokt mat bildades för länge sedan. Men vad fick den primitiva människan att lägga mat i elden och sedan äta den? Och varför började då alla äta processad mat?

Det är osannolikt att vi kommer att veta när och hur detta hände. Tydligen, av någon anledning, föll rått kött i elden, stekt, och våra förfäder kunde helt enkelt inte motstå att stoppa de doftande bitarna i deras mun. Det är klart att den stekta biten överträffade den råa i smak, även utan salt, ketchup och smaksättningar. Detta är dock förståeligt endast för icke-biologer. Enligt evolutionsteorin ska något som är hälsosamt och innehåller värdefulla komponenter vara välsmakande (ett överskott av godis är skadligt, men våra förfäder var inte hotade av detta överskott). Varför friterad mat smakar gott är en icke-trivial fråga. Kanske bara för att lagad mat är lättare att smälta och smaklökar känner av det. Och snart började den beredda maten betraktas som helig, "helgad av eld", för under offret, när potentiell mat brändes på elden, erbjöds en del av den i form av rök som en gåva till gudarna.

Det är intressant att om dagens apor visste hur man steker och ångar, skulle de verkligen göra detta. Antropologerna Richard Wrangham från Harvard och Victoria Wobber från Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology har funnit att schimpanser, bonoboer, gorillor och orangutanger föredrar tillagad mat framför rå mat, vare sig det är kött, morötter eller sötpotatis. Vad som är grejen här - den färdiga produktens mjukhet, dess bättre smältbarhet eller dess bättre smak - är inte klart. Även om husdjur, som vi vet, också tycker om att äta "mänsklig" mat.

På ett eller annat sätt blev eld, stekpannor, spett och grytor huvudredskapen för kockar och hemmafruar, och utsökt varm mat blev ett av de mest tillgängliga nöjena. Som Jerome K. Jerome skrev: "Ett rent samvete ger en känsla av tillfredsställelse och lycka, men en full mage gör att du kan uppnå samma mål med större lätthet och mindre kostnader."

Men denna matlagningsmetod har genererat mycket mer betydande globala konsekvenser. Det finns en intressant teori enligt vilken den termiska bearbetningen av livsmedel ledde till den antropogenetiska revolutionen och fungerade som utgångspunkten i människans kulturella utveckling. Våra förfäder var allätare. Detta gav en otvivelaktig evolutionär fördel, eftersom mångfalden av livsmedel som konsumerades var stor, men det hade också nackdelar: rått grovfoder var dåligt smält, så du var tvungen att äta mycket och lägga mycket tid på att få mat. Experter har räknat ut att en schimpans spenderar flera timmar om dagen på att konsumera mat, och en modern person spenderar lite mer än en timme (långt sittande på restauranger och barer räknas inte, här ägnas den mesta tiden åt kommunikation). Det visar sig att den termiska bearbetningen av mat, vilket kraftigt ökade matsmältningens effektivitet, minskade behovet av resurser och gav våra förfäder ledig tid och energi, som kunde spenderas på att tänka, förstå världen, kreativitet och skapa verktyg. Med andra ord, matlagning gav Homo sapiens möjligheten att bli verkligt intelligenta varelser.

Om hur sockerarter, fetter och proteiner möts i en stekpanna

Man behöver bara föreställa sig den krispiga gyllene skorpan på välstekt kött eller en limpa färskt bröd, och det börjar vattnas i munnen. Varför är stekt mat så gott och attraktivt att titta på?

Tre viktiga komponenter ingår i organiskt material som konsumeras i maten: kolhydrater, fetter och proteiner. Jag ska inte uppehålla mig vid den biologiska betydelsen av dessa ämnen, eftersom detta är uppenbart för läsare av Chemistry and Life. I det här fallet kommer vi att vara intresserade av några funktioner i den kemiska strukturen hos dessa ämnen. Kolhydrater, som också kallas naturliga polyhydroxialdehyder och polyhydroxiketoner med den allmänna formeln (CH 2 O) n, innehåller inte bara hydroxylgrupper -OH, utan även karbonyl C=O.

Molekylerna av naturliga fetter och triglycerider (estrar av glycerol och monobasiska fettsyror) innehåller också nödvändigtvis karbonylgrupper.

Proteiner är mycket mer komplexa, de är polymerer vars kedjor är byggda av en mängd olika aminosyror. Ett proteins egenskaper beror direkt på vilka aminosyror och i vilken sekvens de bildas. Bland de 20 aminosyrorna som proteinet består av finns flera som är mest kemiskt sårbara: lysin, arginin, tryptofan och histidin. Deras molekyler innehåller en fri aminogrupp (-NH 2), en guanidingrupp (-C(NH 2) 2), indol- och imidazolringar.

De är sårbara eftersom de listade grupperna, även som en del av en proteinmolekyl, lätt reagerar med karbonylgruppen (C=O) i kolhydrater, aldehyder och lipider. (I andra aminosyror reagerar aminogruppen endast om denna aminosyra är fri eller terminal i polypeptidkedjan.) Allt du behöver är förhöjd temperatur, eld eller en spis. Denna reaktion är känd inom livsmedelskemi som socker-amin-kondensationsreaktionen eller Maillard-reaktionen.

Historien om dess upptäckt är en komplicerad sak. Man tror att Maillard var den första som upptäckte den aktiva interaktionen mellan socker och aminosyror. Men i rättvisans namn bör det noteras att en sådan reaktion för första gången observerades av P. Brandes och C. Stoer 1896, upphettade socker med ammoniak.

1912 började en ung fransk läkare och kemist, Louis Camille Maillard, studera växelverkan mellan aminosyror och kostsocker, glukos och fruktos. Hans forskning var inspirerad av önskan att hitta möjliga vägar för syntes av polypeptider. I flera timmar kokade han vattenlösningar av socker eller glycerol med aminosyror och upptäckte att några komplexa gulbruna föreningar bildades i reaktionsblandningen. Forskaren antog dem för peptider och skyndade sig att publicera resultaten i Compte Rendu de l'Academie des Sciences. Men detta var ett fall när forskaren gav ut önsketänkande - en vanlig sak inom vetenskapen. Inga experimentella data bekräftade detta rent spekulativt slutsats Heder Maillard, han förstod detta, fortsatte sin forskning och redan nästa år, 1913, upptäckte han en stor likhet mellan de resulterande bruna pigmenten med humusämnen i jorden.Dessa var inte peptider, utan något annat.

Stafettpinnen av forskning i denna riktning plockades upp av ryska forskare från Laboratory of Plant Physiology vid St. Petersburg University. Strax efter Maillard, 1914, beskrev S.P. Kostychev och V.A. Brilliant produkterna som bildas i reaktionen mellan aminosyror och sockerarter i jästautolysat - produkten av självnedbrytning av jästceller. Ryska forskare undersökte aktivt bildandet av "nya kvävehaltiga föreningar" som färgar lösningen mörkbrun när glukos eller sackaros läggs till jästautolysat, och bevisade att materialet för syntes är socker och aminosyror, som lätt reagerar utan inblandning av enzymer.

Av alla forskare som hanterade detta problem erhölls huvudresultaten av en fransk forskare, som fastställde att interaktionen mellan ketogruppen (C=O) av socker och aminogruppen (-NH 2) i en aminosyra inträffar i flera steg. Därför är sackaroaminreaktionen känd som Maillard-reaktionen. Från 1910 till 1913 publicerade den franske vetenskapsmannen ett 30-tal rapporter, som låg till grund för hans doktorsavhandling "Genesis of proteins and organic materials. Effekten av glycerol och socker på aminosyror."

Men, som ofta händer inom vetenskapen, fick Maillards upptäckt inte vederbörligt erkännande under hans livstid. Det var inte förrän 1946 som forskare blev intresserade av denna reaktion igen. Och idag vet vi redan mycket om Maillard-reaktionen. Först och främst är detta inte en enda reaktion, utan ett helt komplex av processer som sker sekventiellt och parallellt utan deltagande av enzymer och ger reaktionsmassan en brun färg. Huvudsaken är att reaktionsblandningen innehåller karbonylgrupper (som en del av sockerarter, aldehyder eller fetter) och aminogrupper (proteiner). Det är tydligt att en sådan bukett av reaktioner leder till bildandet av många produkter av olika strukturer, som i den vetenskapliga litteraturen betecknas med termen "slutprodukter av glykation." Denna grupp inkluderar alifatiska aldehyder och ketoner och heterocykliska derivat av imidazol, pyrrol och pyrazin. Det är dessa ämnen - produkter av socker-aminkondensation - som är ansvariga för bildandet av färg, arom och smak hos värmebehandlade produkter. Denna reaktion accelererar med ökande temperatur och sker därför intensivt under tillagning, stekning och bakning.

Melanoidiner: gott och ont

Det faktum att Maillard-reaktionen har passerat kan bedömas av den gyllenbruna skorpan på bröd, stekt fisk, kött och den bruna nyansen av torkad frukt. Färgen på den värmebehandlade produkten ges av mörkfärgade högmolekylära ämnen melanoidiner (från grekiskan "melanos", vilket betyder "svart"), som bildas i det sista skedet av Maillard-reaktionen. Färgen på vanliga melanoidiner är dock inte svart, utan rödbrun eller mörkbrun. Melanoidiner bildar svarta pigment, liknande humusämnen, bara om elden var för stark eller om du glömde potatisen som steker i pannan eller pajen i ugnen och hopplöst brände dem. Själva termen "melanoidiner" föreslogs av O. Schmiedeberg 1897. (Förresten, "Chemistry and Life" tog en gång redan upp ämnet melanoidiner; se 1980, nr 3.)

Kaffe, kakao, öl, kvass, dessertvin, bröd, stekt kött och fisk... Medan vi dricker och äter allt detta är Maillard-reaktionen och dess produkter, melanoidiner, med oss. Vi konsumerar cirka 10 g melanoidiner varje dag, så det är så viktigt att veta om deras fördelar och skador.

I kemisk essens är melanoidiner ett brett spektrum av oregelbundna polymerer av olika strukturer, inklusive heterocykliska och kinoida strukturer, med en molekylvikt från 0,2 till 100 tusen dalton. Mekanismen för deras bildande är ganska komplex och inte helt förstådd - det finns för många mellanprodukter som interagerar med varandra och med utgångsämnena.

Bildandet av melanoidiner åtföljs av uppkomsten av många aromatiska ämnen: furfural, hydroximetylfurfural, acetaldehyd, formaldehyd, isovalerisk aldehyd, metylglyoxal, diacetyl och andra. Det är de som ger en oförglömlig, aptitretande arom till nybakat bröd, pilaff, shish kebab... Redan 1948, grundaren av vårt laboratorium vid Institutet för biokemi. A.N.Bach V.L.Kretovich (senare motsvarande medlem av RAS) och R.R. Tokarev upptäckte att i glukoslösningar i närvaro av aminosyrorna leucin och valin bildas specifika toner av rågbrödsskorpa, och i närvaro av glycin bildas en karamellarom. Vad är inte ett sätt att få smakämnen och aromatiska tillsatser?

Traditionella recept för att tillaga mat och dryck inkluderar livsmedelsbearbetningsstadier under vilka melanoidiner bildas. Till exempel, mörka öl har sin rika färg tack vare melanoidiserad malt. Och smakämnen och aromer är färdiga produkter från Maillard-reaktionen, som erhålls separat och tillsätts i mat och dryck som naturliga färger och smakförstärkare. Smaker och smaksättningar för snabbmat är av samma ursprung. Till exempel erhålls en livsmedelstillsats med doften av stuvad bringa genom mikrovågstorkning av ett enzymhydrolysat av nötkött.

Men frågan ligger på spetsen av vår tunga: är inte dessa ämnen farliga? När allt kommer omkring, allt du hör är: ät inte friterad mat, den krispiga skorpan innehåller alla möjliga cancerframkallande skräp. Låt oss ta reda på det.

Idag har den vetenskapliga litteraturen samlat en enorm mängd data om de fördelaktiga egenskaperna hos melanoidiner - antioxidant, antimikrobiell, immunmodulerande, såväl som deras förmåga att binda tungmetalljoner. Antioxidantaktiviteten hos Maillard-reaktionsprodukter upptäcktes först 1961 i experiment med kokt kött. Sedan visades det att kokt kött hämmar lipidperoxidation, och melanoidiner och maltol, som bildas i nötkött under tillagningen, fungerar som hämmare.

Idag antyder forskare som studerar arten av antioxidantaktiviteten hos melanoidiner att den är associerad med strukturen hos dessa ämnen, som innehåller ett system av konjugerade dubbelbindningar i heterocykliska och kinoidenheter.

Det är denna struktur som gör att de kan neutralisera fria radikaler och fånga metaller. Och det är oerhört fördelaktigt för kroppen.

Till exempel, genom att binda järn (Fe 2+), tillåter inte melanoidiner det att interagera med väteperoxid i kroppen med bildandet av en stark oxidationsmedel och förstörare - hydroxylradikal (HO). De kan också minska lipidperoxylradikaler (ROO).

En annan fördel är antimikrobiell aktivitet. En nyligen publicerad artikel i tidskriften Food & Function (Ulla Mueller et al. "Food & Function", 2011, vol. 2, 265-272) kopplar den antimikrobiella effekten av kaffemelanoidiner till bildningen av väteperoxid (H2) under Maillard-reaktionen O 2), som hämmar tillväxten av Escherichia coli och Listeria innocua-bakterier.

Forskning om kaffemelanoidiner de senaste åren har fått forskare att tro att de kan minska risken för cancer. Dessutom förbättrar de syntesen av enzymer från glutation-S-transferasfamiljen, som neutraliserar olika främlingsfientliga ämnen (Somoza V. et al. "Molecular Nutritin & Food Research." 2005, 49, 663-672). Och en grupp forskare från Korea, Japan och Tyskland visade i experiment på råttor att aromen av rostade kaffebönor (resultatet av Maillard-reaktionen) förändrar funktionen hos vissa gener och samtidigt syntetiseras proteiner i hjärnan som minskar effekterna av stress på grund av sömnbrist. Det är alltså vetenskapligt bevisat att det är bra för hjärnan att vakna upp till doften av kaffe, och därför behagligt. Det betyder dock inte att du ska dricka kaffe från morgon till kväll. Forskningsledaren neurolog Yoshinori Masuo från Health Technology Research Center (Japan) tror att du helt enkelt kan lukta på kaffet istället för att dricka det (Han-Seok Seo et al. "Journal of Agriculteral and Food Chemistry." 2008, 56 (12) , 4665-4673).

På grund av deras fördelaktiga egenskaper har melanoidiner funnit tillämpning inte bara i matlagning och livsmedelskemi. Dessa ämnens helande egenskaper har använts i folkmedicin sedan urminnes tider. Ett avkok av rågöron används för att behandla luftvägssjukdomar som ett slemlösande mjukgörande medel; grötomslag gjorda av kornmalt rekommenderas för hudinflammation och hemorrojder; Avkok av kornkorn behandlar sjukdomar i mag-tarmkanalen, njurarna, urinvägarna och metabola störningar. I Ryssland på 1800-talet var den så kallade sjukhuskvassen populär, som ingick i kosten för varje soldat som återhämtade sig från skada för att förbättra sin styrka. Tydligen är det här talesättet "Rysk kvass räddade många människor" kommer ifrån.

Vad säger du om idag? Ett externt antiseptiskt medel för behandling av hudsjukdomar - "Mitroshin-vätska" - är ett koncentrat av melanoidiner som erhålls genom värmebehandling av havre, vete och råg. Ett läkemedel som kallas "Cholef" (fecholine), ett tjockt extrakt av vetegroddar, är godkänt för behandling av patienter med olika former av progressiv muskeldystrofi. Det vetenskapliga och praktiska centret för djurhållning vid National Academy of Sciences i Republiken Vitryssland fick en pilotsats av antioxidantfodertillsatsen "Ekolin-1", som är en sammansättning av hydrolysat av maltgroddar och torv. Vid Stavropol Polytechnic Institute tillverkades läkemedlet "PV" från mejeriproduktionsavfall, rekommenderat för utbredd användning i växtodling och boskapsproduktion som biostimulant. Tyvärr produceras alla dessa läkemedel lokalt och i små partier

Men låt oss gå tillbaka till melanoidinerna vi äter. De bryts visserligen dåligt ned av matsmältningsenzymer och tas inte upp i mag-tarmkanalen. Det verkar vara ett minus? Låt oss inte skynda oss. Melanoidiner utför samma funktion som kostfiber, förbättrar matsmältningen och stimulerar tillväxten av bifidobakterier, det vill säga de uppvisar prebiotiska egenskaper. Och detta är snarare ett plus.

Och ändå, var kommer snacket om cancerframkallande ämnen ifrån? Faktum är att vid för höga temperaturer kan verkligt giftiga eller cancerframkallande ämnen bildas under Maillard-reaktionen. Till exempel uppträder akrylamid vid bakning eller stekning över 180°C, när termisk nedbrytning av melanoidiner sker. Det är därför du inte ska koka för mycket. Men vad som är intressant: forskare har funnit att vissa produkter från Maillard-reaktionen stimulerar bildningen av enzymer som är involverade i bindningen av toxiner, inklusive akrylamid. Och i modellexperiment visades det att melanoidiner med hög molekylvikt undertrycker bildningen av cancerframkallande N-nitrosaminer (Kato H et al. "Agricultural and Biological Chemistry". 1987, vol. 51).

En av nackdelarna kan naturligtvis också tillskrivas det faktum att Maillard-reaktionen minskar det biologiska värdet av proteiner, eftersom aminosyror, särskilt lysin, treonin, arginin och metionin, som oftast saknas i kroppen, efter att de kombinerats med sockerarter blir otillgängliga för matsmältningsenzymer och assimileras därför inte. Men, du förstår, det är värt att offra en liten mängd aminosyror för matens aptitretande utseende, arom och smak. Trots allt, utan dessa faktorer, enligt I.P. Pavlov, är fullständig matsmältning av mat omöjlig. Maten måste vara utsökt!

För att bedöma skadan eller nyttan av melanoidiner krävs ett integrerat förhållningssätt till problemet, med hänsyn till alla faktorer och detaljer, ofta ömsesidigt uteslutande. Detta är svårt att göra. Men det finns ett annat sätt. Idag har man hittat katalysatorer och inhibitorer för Maillard-reaktionen, vi vet hur pH, temperatur, luftfuktighet och förhållandet mellan komponenter påverkar processens förlopp och spektrumet av ämnen som bildas. Dessa parametrar tas vanligtvis med i beräkningen i livsmedelsproduktionen. Med andra ord blir Maillard-reaktionen kontrollerbar, så det är fullt möjligt att få standardprodukter under kulinarisk bearbetning, endast med egenskaper som är fördelaktiga för kroppen.

Garvning, hemlig skrift och hölje

Vi kan möta Maillard-reaktionen inte bara i köket.

Om du använder självbrunande produkter (applicera kräm och blir brun utan någon sol), då ser du denna reaktion på din hud. Den aktiva principen för självgarvning är dihydroxiaceton, erhållen från sockerbetor och sockerrör, samt genom jäsning av glycerin. Dihydroxiaceton eller dess derivat erytrolos reagerar med aminosyrorna i hudens keratinproteiner, vilket resulterar i bildandet av melanoidiner, liknande det naturliga hudpigmentet - melanin. Inom några timmar, när melanoidiner bildas, får huden färgen av en naturlig solbränna. Denna procedur används ofta av kroppsbyggare och modemodeller som snabbt behöver få en vacker hudfärg.

Man tror att, till skillnad från solning, låter självbruning dig få en naturlig brun hudton utan att skada din hälsa. Detta är dock inte riktigt sant. En nackdel med självbruning är att den inte skyddar din hud från UV-skador som naturliga melaninpigment gör. Men det är inte så illa, något annat är värre. Melanoidiner är fotosensibilisatorer; när de absorberar ljus inträder de i kemiska reaktioner, i synnerhet med bildning av superoxidanjonradikal (O 2 -). Därför är hud belagd med melanoidiner känsligare för solljus. Efter 40 minuters solexponering producerar sådan hud tre gånger fler fria radikaler jämfört med obehandlad hud.

Här är en annan gammal tillämpning av Maillard-reaktionen. Kommer du ihåg barnberättelsen av Mikhail Zoshchenko "Ibland kan du äta bläckhus" om hur V.I. Lenin, för att överlista sina vakter, skrev revolutionära texter med mjölk på sidorna i vanliga skönlitterära böcker? Mjölk är ett klassiskt osynligt (sympatiskt) bläck. För att utveckla text skriven med mjölk, värm bara papperet med budskapet över ett ljus eller stryk det med ett strykjärn. Osynlig text blir synlig, brun. Vad är detta om inte Maillard-reaktionen - växelverkan mellan mjölkproteiner och mjölksockret laktos! Förresten, alla tillgängliga ämnen som innehåller karbonyl- och amingrupper, såsom saliv, svett, lökjuice och mycket mer, kan fungera som sympatiskt bläck.

I den italienska staden Turin, i Johannes Döparens katedral, förvaras en av de mest vördade och mystiska kristna relikerna - Turins hölje, ett linnetyg i vilket, enligt legenden, Josef av Arimathea svepte in kroppen om Jesus Kristus efter hans avlägsnande från korset. På ett okänt sätt var Kristi ansikte och kropp präglade på denna duk. Anledningen till utseendet på det luddiga gulbruna trycket förblir ett mysterium till denna dag (se: Verkhovsky L.I. "Chemistry and Life", 1991, nr 12; Levshenko M.T. "Chemistry and Life", 2006, nr 7). Det finns flera versioner av vilka kemiska reaktioner som resulterade i bilden. Men stötestenen förblir det faktum att den bruna färgen bara finns på ytan av fibrerna, som förblir omålade inuti. Det verkar mycket troligt att vi har att göra med en sackaroaminreaktion.

Kemister Raymond Rogers från National Laboratory vid University of California i Los Alamos och Anna Arnoldi från University of Milano försökte i ett experiment att återskapa metoden att färga duk på grund av socker-amin-reaktionen. Linnetyg gjordes speciellt för detta experiment med en teknik som beskrevs för 2000 år sedan av Plinius den äldre. För att utföra Maillard-reaktionen, som du redan vet, behövs socker och aminogrupper. Var kommer sockret på duken ifrån? Faktum är att trådarna från vilka tyget gjordes var täckta med stärkelse, vilket skyddade dem från skador. Det färdiga tyget tvättades i ett extrakt av tvålört (Saponaria officinalis), som innehåller saponiner - ytaktiva ämnen. De hydrolyserar polysackaridstärkelsen till mono- och oligosackarider: galaktos, glukos, arabinos, xylos, fukos, ramnos och glukuronsyra. Eftersom tyget torkades i solen koncentrerades ämnen från tvättvattnet på fibrernas yta.

Forskarna exponerade tyget tillverkat med den beskrivna tekniken för proteinnedbrytningsprodukter som innehåller aminogrupper - putrescin (1,4-diaminobutan) och kadaverin (1,5-diaminopentan). Båda dessa ämnen kallas "kadaverösa gaser" eftersom de bildas när proteiner bryts ned efter döden. På ytan av linnetyg interagerade hydrolysprodukterna av stärkelse med putrescin och kadaverin och en verkligt ytlig färg erhölls. Så Rogers och Arnoldi bekräftade hypotesen om socker-amin-ursprunget för bilden på höljet och att denna reaktion faktiskt kunde äga rum när kroppen var insvept i linnetyg från den tiden.

Melanoidiner i livets vagga

Med tanke på den lätthet med vilken Maillard-reaktionen inträffar, kan det antas att vid livets gryning på jorden, i den prebiotiska hydrosfären, det vill säga i den ursprungliga buljongen, var interaktionen mellan sockerarter och aminosyror (aldehyder med aminer) aktiv och allestädes närvarande. Och detta ledde i sin tur till bildandet av melanoidinpolymerer. Tanken att abiogent bildade melanoidiner skulle kunna vara prototypen för moderna koenzymer uttrycktes först av D. Kenyon och G. Steinman 1969. Och detta antagande gjordes inte av en slump.

Faktum är att melanoidiner innehåller strukturer med konjugerade dubbelbindningar, vilket ger polymererna elektrontransportegenskaper. Därför kan melanoidinmatriser imitera några typiska biokemiska reaktioner som förekommer i celler: oxidoreduktas, hydrolas, syntas, etc. Dessutom kan dessa polymerer binda tungmetaller, som spelar en viktig roll för många enzymers funktion. Det är därför bildandet av sådana polymerer skulle kunna tjäna som utgångspunkt för bildandet av huvudtyperna av biokemiska reaktioner. A. Nissenbaum, D. Kenyon och J. Oro antog 1975 att melanoidiner är protoenzymsystem som spelade rollen som en matris i processerna för livets ursprung innan uppkomsten av system med högre specificitet.

Vid Institutet för Biokemi uppkallad efter. EN. Bach RAS, anställda vid Laboratory of Evolutionary Biochemistry har modellerat processerna för prebiologisk evolution i många år och studerat rollen av melanoidinpigment i komplikationen av kolhaltiga föreningar. Kandidat för biologiska vetenskaper T.A. Telegina och hennes kollegor i dessa experiment visade att melanoidiner har katalytisk aktivitet, i synnerhet främjar de bildandet av peptidbindningar mellan alaniner. Melanoidinpigment applicerades på silikagel och placerades i en kvartskolonn bestrålad med ultraviolett ljus, genom vilken en alaninlösning cirkulerades. Som ett resultat erhölls di-, tri- och tetraalaninpeptider. Dessutom visade sig deras koncentration vara tio gånger högre än koncentrationen av dialanin, som erhölls i ett experiment med omodifierad silikagel. Detta resultat visade fördelen med melanoidinmatriser framför oorganiska i processen för abiogenes.

Maillardreaktion och karbonylstress

Vår berättelse om Maillard-reaktionen och dess produkter skulle vara ofullständig om vi höll tyst om det faktum att denna reaktion även förekommer i människokroppen. Detta märktes först av de redan nämnda ryska forskarna P.A. Kostychev och V.A. Brilliant. Till skillnad från Maillard genomförde de socker-amin-reaktionen vid lägre temperaturer, 30-55°C, och antog då att den även kunde förekomma i celler. Så här skrev de i sin artikel i News of the Imperial Academy of Sciences 1916: ”Således reagerar aminosyror med socker även utan inblandning av enzymer. (...) I vetenskapens nuvarande tillstånd skulle det naturligtvis vara helt godtyckligt att förneka sådana fritt förekommande reaktioner av fysiologisk betydelse, särskilt om vi tar hänsyn till att de villkor som är nödvändiga för reaktionen mellan socker och aminosyror till uppstår lätt kan ske i protoplasman hos levande varelser.celler, eftersom koncentrationer av ämnen som är involverade i reaktionen är fullt möjliga där.”

Faktum är att det nu med säkerhet är känt att denna reaktion också inträffar i människokroppen, vilket bidrar till utvecklingen av vissa patologier. Nu fokuserar forskarnas uppmärksamhet på glycation - en icke-enzymatisk modifiering av biologiska makromolekyler enligt Maillard-reaktionen, när aktiva karbonylföreningar som ackumuleras under lipidperoxidation och diabetes interagerar med proteiner.

På grund av den ackumulering av reaktiva karbonylföreningar som sker vid åldrande eller diabetes utvecklas så kallad karbonylstress. Först och främst lider långlivade proteiner, det vill säga de är glykerade: hemoglobiner, albuminer, kollagen, kristalliner, lipoproteiner med låg densitet. Konsekvenserna är de mest obehagliga. Till exempel gör glykering av erytrocytmembranproteiner det mindre elastiskt, styvare, vilket resulterar i att blodtillförseln till vävnader försämras. På grund av glykering av kristaller blir linsen grumlig och som ett resultat utvecklas grå starr. Vi kan upptäcka proteiner som modifierats på detta sätt, vilket innebär att de fungerar som markörer för åderförkalkning, diabetes mellitus och neurodegenerativa sjukdomar. Idag är en av fraktionerna av glykerat hemoglobin (HbA 1c) bland de viktigaste biokemiska markörerna för diabetes och hjärt-kärlsjukdomar. En minskning av HbA 1c-nivåerna med 1 % minskar risken för eventuella komplikationer vid diabetes med 20 %.

I mitt laboratorium, på Institutet för biokemi. A.N.Bach, vi har utvecklat ett experimentellt system som simulerar karbonylspänningsförhållanden. Vi använde metylglyoxal som den aktiva karbonylföreningen. Det visade sig att interaktionen av lysin med metylglyoxal producerar fria radikaler som kan reducera oxiderat hemoglobin. Tack vare detta binder kväveoxid (NO) mer effektivt till hemjärnet, det vill säga nitrosylering av hemoglobin sker. I vissa fall bildas nitrighemoglobin, och dessa processer kan även ske direkt i blodet, till exempel hos patienter med diabetes. De specifika egenskaperna hos funktionen hos sådana modifierade hemoglobiner återstår att studera.

Förresten, på grund av bildandet av nitrimyoglobin, kan den så kallade nitritgrönningen av korv eller skinka inträffa om tekniken för bearbetning av kött med natriumnitrit (livsmedelstillsats E250) kränks. Även om det vanligtvis tillsätts för att ge köttprodukter en aptitretande rosa färg (inte att förväxla med grönningen som orsakas av förstörelsen av hemgruppen som ett resultat av normal förstörelse av produkten!).

Berättelsen om Maillard-reaktionen och melanoidiner har kommit till ett slut. Även om detta kanske, som Kozma Prutkov sa, är början på slutet med vilket början slutar. Artikeln skisserar bara Maillard-reaktionens "allomstädes närvarande" i några få drag, men vi hoppas att läsaren har en första uppfattning om vikten av de processer som sker mellan sockerarter och aminosyror i naturen.

Brunfärgning av livsmedel kan uppstå som ett resultat av oxidativa eller icke-oxidativa reaktioner. Oxidativ eller enzymatisk brunfärgning är en reaktion mellan ett fenoliskt substrat och syre som katalyseras av enzymet polyfenoloxidas. Denna mörkare, som sker på styckningsdelar av äpplen, bananer och päron, är inte förknippad med kolhydrater.

Icke-oxidativ eller icke-enzymatisk brunfärgning är mycket vanligt i livsmedel. Det är associerat med reaktioner av kolhydrater och inkluderar fenomenet karamellisering och interaktionen av kolhydrater med proteiner eller aminer. Den senare är känd som Maillard-reaktionen.

Karamellisering. Direkt uppvärmning av kolhydrater, särskilt socker och sockersirap, främjar ett komplex av reaktioner som kallas karamellisering. Reaktioner katalyseras av små koncentrationer av syror, alkalier och vissa salter. Detta ger bruna produkter med en typisk karamellarom. Genom att justera förhållandena är det möjligt att rikta reaktionen huvudsakligen mot produktion av arom eller mot bildning av färgade produkter. Måttlig (initial) uppvärmning av sockerlösningar leder till anomera förändringar, bristning av glykosidbindningar och bildning av nya glykosidbindningar. Men de viktigaste är uttorkningsreaktionen med bildandet av anhydroringar, som i levoglucosan, eller införandet av dubbelbindningar i ringarna. Som ett resultat bildas dihydrofuranoner, cyklopentanoloner, cyklohexanoloner, pyroner etc. Konjugerade dubbelbindningar adsorberar ljus av vissa våglängder, vilket ger produkterna en brun färg. Ofta i omättade ringsystem kan kondensation till polymerringsystem förekomma. Vanligtvis används sackaros för att producera karamellfärgen och smaken. Genom att värma en sackaroslösning i närvaro av svavelsyra eller ammoniumsyrasalter erhålls intensivt färgade polymerer ("sockerfärgning") för användning i olika livsmedelsprodukter - vid framställning av drycker, karamell etc. Stabiliteten och lösligheten av dessa polymerer ökar i närvaro av HSO 3 - joner:

Karamellpigment innehåller olika grupper - hydroxyl, syra, karbonyl, enol, fenol, etc. Reaktionshastigheten för bildandet av karamellpigment ökar med ökande temperatur och pH. I frånvaro av buffertsalter kan polymerföreningen humin med en bitter smak bildas (genomsnittlig formel C 125 H 188 O 80); Vid tillverkning av livsmedelsprodukter måste detta beaktas och dess bildning måste förhindras.

Komplexet av reaktioner som sker under karamellisering leder till bildandet av olika ringsystem med unik smak och arom. Således har maltol (3-hydroxi-2-metylpyranon) och isomaltol (3-hydroxi-2-acetylfuran) lukten av bakat bröd, 2-H-4-hydroxi-5-metylfuranon har lukten av stekt kött. Dessutom dessa

produkterna har en söt smak, vilket också avgör deras positiva roll i livsmedelsprodukter.

Maillardreaktion (melanoidbildning). Maillard-reaktionen är det första steget av den icke-enzymatiska brunfärgningsreaktionen i livsmedel. För att reaktionen ska inträffa krävs närvaro av ett reducerande socker, en aminförening (aminosyror, proteiner) och lite vatten.

Alla processer som sker under mörkläggningen av livsmedel (se fig. 3.15) är ännu inte exakt definierade, men de inledande stadierna har studerats mycket i detalj. Det har konstaterats att förutom Maillard-reaktionen sker uttorkning med bildning av hydroximetylfurfural, kedjeklyvning, bildning av dikarbonylföreningar och bildning av melanoidinpigment, som bildas i slutskedet och har en färg från röd- brun till mörkbrun. Om i de första stegen viss avfärgning är möjlig med tillsats av reduktionsmedel (till exempel sulfit), är detta inte längre möjligt i det sista steget.

Ris. 3.15. Schematisk representation av transformationer under mörkläggning av livsmedelsprodukter

Ris. 3.16. Bildandet av glukosamin är det inledande skedet av Maillard-reaktionen

Kolloidala, svårlösliga melanoidiner med en karakteristisk karamellliknande arom är resultatet av aldolkondensation och polymerisation.

Karbonylkolet i det reducerande sockret i den öppna kedjan är föremål för nukleofil attack av aminkvävets fria elektronpar. Detta åtföljs av förlust av vatten och ringslutning med bildning av glukosamin (Fig. 3.16). I närvaro av överskott av reducerande socker kan diglukosamin bildas. Glukosamin genomgår Amadori omarrangemang och blir en aminosyra (fruktosoamin) (se fig. 3.17). Fruktosoamin har identifierats i ett antal livsmedelsprodukter, särskilt i torkad frukt (persikor, aprikoser), torkade grönsaker och mjölkpulver.

Om ketos är närvarande i det inledande skedet, så sker också bildningen av glukosamin på grund av Heights-omläggningen (se fig. 3.18).

Reaktionsprodukterna som erhålls från Amadori-omlagringen kan omvandlas ytterligare på två sätt: ett genom dikarbonylmellanprodukter (difruktosoglycin) (fig. 3.19), det andra genom

Ris. 3.17. Ketozoaminbildning (Amadori-omläggning)

Ris. 3.18. Höjdomläggning (bildning av glukosamin från ketoser)

Ris. 3.19. Bildning av difruktosoglycin (efterföljande Amadori-omläggning)

genom bildning av intermediära deoxihexosuloser (3-deoxihexozoner). Båda dessa vägar leder till bildandet av melanoidinpigment - föreningar med pyrazin- och imidazolringar, såväl som dessutom reduktoner och hydroximetylfurfural.

1,2-enoliseringsreaktionen (se fig. 3.20) dominerar i livsmedel vars miljö kännetecknas av relativt milda förhållanden. De resulterande produkterna är 3-deoxiglukosulos och omättad glukosulos. Aminosyran frisätts oförändrad.

2,3-enoliseringsreaktionen (se fig. 3.21) leder genom uppkomsten av den relativt instabila 2,3-diulosen till bildningen av 2,4-diulos. Rollen för dessa föreningar manifesteras i bildandet av pigment, och särskilt i produktionen av flyktiga aromatiska föreningar.

När andra aldoser är involverade i processen resulterar detta i skillnader i reaktionshastighet: pentoser (xylos och ribos) mörknar mycket snabbare än hexoser. Det finns bevis för att brunfärgningen av ketoser (fruktos) skiljer sig från brunfärgningen av aldoser. Det resulterande

Ris. 3,20. Nedbrytning av Amadori-produkter (1,2-enolisering)

Ris. 3.21. Nedbrytning av Amadori-produkter (2,3-enolisering)

första fruktosylaminosyran efter Heits omarrangemang ger aldosaminosyror. Ett nytt asymmetriskt centrum uppstår och fruktos producerar en blandning av glukos och mannosoglycin tillsammans med en liten mängd fruktosoglycin. Aldosaminosyror är mer stabila än motsvarande ketosaminosyror. Fruktos mörknar långsammare än glukos, och mätning av förlusten av aminosyror under reaktionen visar att den fortskrider annorlunda än aldosbruningsreaktionen.

Hastigheten för brunfärgning av icke-reducerande disackarider (till exempel sackaros) och polysackarider kan begränsas av hastigheten för deras hydrolys och sönderdelning till reducerande sockerarter.

Bildandet av pigment är en komplex reaktion och svårare att avgöra. Man tror att bildningen av pigment involverar aldolkondensation av karbonylmellanprodukter eller produkterna av deras efterföljande reaktioner (se fig. 3.22). I detta skede reagerar aminosyror igen, vilket leder till bildandet av kvävehaltiga pigment som kallas melanoidiner. Den bruna färgen förklaras av bristen på uttryck av absorptionsspektrum i det synliga området, sammansatt av överlappande absorptionsspektra för många kromoforer. Modelllösningar visar att pigmenten som bildas i modellsocker-aminosyramedier inte är enkla ämnen. De är blandningar av föreningar med liknande struktur, men med olika molekylvikter (från flera hundra). Ur kemisk synvinkel är pigment som bildas i modellmedia omättade polykarboxylsyror med ett utökat system av konjugerade bindningar, inklusive karboxylgrupper. Dessutom kan närvaron av hydroxyl-, enol- och aminfunktioner noteras.

Ris. 3.22. Bildning av melanoidinpigment

Eftersom proteiner och aminosyror är involverade i Maillard-reaktionen är det uppenbart att det finns en viss förlust av dem som näringsämnen. Detta måste särskilt beaktas i fallet med den essentiella aminosyran lysin (på grund av dess höga reaktivitet), på grund av närvaron av en fri e-aminogrupp.

En hög förmåga för Maillard-reaktionen är karakteristisk inte bara för lysin, utan också för andra viktiga aminosyror - L-arginin och L-histidin. Allt detta tyder på att om brunfärgningsreaktionen inträffar under produktion, konservering och lagring av livsmedel, kommer det säkert att ske en förlust av vissa aminosyror (inklusive essentiella) och näringsvärde. Dessutom kan i vissa fall till och med relativt milda bearbetningsförhållanden ge ganska stora förluster. När de utsätts för även låga temperaturer i tekniska operationer under en kort tidsperiod i närvaro av reducerande sockerarter, är förlust av aminosyror (särskilt basiska) möjlig på grund av Maillard-reaktionen. Detta illustreras i tabellen. 3.7 med lysin som exempel. Detta är särskilt viktigt att tänka på eftersom lysin är den begränsande aminosyran i många spannmålsprodukter.

Tabell 3.7. Förlust av lysin i mejeriprodukter

Efterföljande experiment har bekräftat att om människor är bekanta med (eller utsätts för) motsatta argument, är de mer benägna att övertygas av "dubbelsidig" information och dess inverkan varar längre (Jones & Brehm, 1970; Lumsdaine & Janis, 1953 ). . I experiment som simulerar en rättegång verkar en advokats tal mer övertygande om han argumenterar för sin klients skuld innan åklagaren gör det (Williams et al., 1993). Uppenbarligen uppmuntrar ett "ensidigt" budskap en informerad publik att tänka på motargument, och de bildar uppfattningen att kommunikatören är partisk. Det betyder att en politiker som driver en valkampanj och talar till en politiskt kunnig publik skulle göra klokt i att presentera och svara på sina motståndares argument. Så, om motståndare antingen är närvarande i din publik eller kommer att tala efter dig, ge publiken "dubbelriktad" information.

Denna interaktion av faktorer finns i alla studier av övertalning. Kanske skulle vi vilja att effekterna av variabler på övertalning skulle vara enklare. (Då skulle det vara lättare att studera det här kapitlet.) Ack! De flesta oberoende variabler "har blandade effekter: i vissa fall gynnar de övertalning, i andra undergräver de den" (Petty & Wegener, 1998). Vi alla, studenter och vetenskapsmän, attraheras av "Occams rakkniv" [William av Ockham (ca 1285–1349) - engelsk filosof, logiker och kyrkopolitisk författare, representant för senskolastiken. Primär kunskap, enligt Ockham, är intuitiv, vilket inkluderar externa uppfattningar och introspektion. Begrepp som inte går att reducera till intuitiv kunskap och som inte kan verifieras av erfarenhet bör tas bort från vetenskapen: "entiteter bör inte multipliceras i onödan." Denna princip kallas Occams rakhyvel. - Notera översättning] - sök efter de enklaste förklaringsprinciperna. Men eftersom mänskligt liv är komplext kan inte heller våra principer vara helt enkla.

Vilken information är mer övertygande - den som fick först eller den sista?

Föreställ dig att du är konsult till en känd politiker som måste debattera med en annan lika känd politiker. Diskussionsämnet är vapenbegränsningsfördraget. Det är tre veckor kvar till valet, under vilken tid varje kandidat ska synas i kvällens nyhetsprogram med ett förberett uttalande. De kastar ett mynt - och din församling får rätten att välja: han kan agera antingen först eller sist. Eftersom du vet att du har studerat psykologi tidigare, ser hela teamet efter dina råd.

Du börjar mentalt "skanna" gamla läroböcker och föreläsningsanteckningar. Är det inte bättre att gå först? Hur människor tolkar information beror på deras fördomar. Dessutom, när en person redan har bildat en tro, är det svårt att övertyga honom, så hur det andra talet kommer att uppfattas och tolkas beror på det första talet. Dessutom kan den som talar först få mest uppmärksamhet. Men å andra sidan är informationen som ficks senast bäst ihågkommen. Tänk om det faktiskt är bättre att gå sist?

Den första delen av ditt resonemang förutspår en välkänd effekt, nämligen företrädeseffekt: Den mest övertygande informationen är den som tas emot först. Första intrycken verkligen Viktig. Kan du till exempel berätta hur följande beskrivningar skiljer sig från varandra:

John är smart, hårt arbetande, impulsiv, kritisk, envis och avundsjuk;

John är avundsjuk, envis, kritisk, impulsiv, hårt arbetande och intelligent.

När Solomon Asch lät studenter vid City College i New York läsa dessa profiler, bedömde de som läste den första först John mer positivt än de som började med den andra (Asch, 1946). Det verkar som om den första informationen påverkade deras tolkning av efterföljande information, d.v.s. en företrädeseffekt var på väg. Liknande resultat erhölls i experiment där försökspersoner framgångsrikt genomförde 50 % av gissningsuppgifterna. Försökspersoner som svarade rätt på den första frågan verkade vara mer kapabla än de som först fick fel och först därefter svarade rätt (Jones et al., 1968; Langer & Roth, 1975; McAndrew, 1981).

Uppenbarar primatseffekten sig i övertalningsprocessen på samma sätt som i processen att bilda bedömningar? Norman Miller och Donald Campbell överlämnade Northwestern University-studenter med en förkortad utskrift av en verklig civil rättegång, i ett block sammanställde all information som lämnats av åklagaren och i ett annat block all information från försvaret (Miller & Campbell, 1959). Eleverna läser båda. När de en vecka senare ombads uttrycka sina åsikter tog de flesta parti med vars uppgifter de inledde sin bekantskap med ärendet. Gary Wells och hans kollegor fann samma effekt när de placerade advokatens första tal på olika platser i utskriften av en faktisk rättegång (Wells et al., 1985). Det visade sig vara mest effektivt när föregåttåklagarens framläggande av sina bevis.

"Motståndare inbillar sig att de motbevisar oss när de, ignorerar vår åsikt, upprepar sin egen gång på gång.

Goethe, Maximer och reflektioner"

Hur är det med den motsatta möjligheten? Vi känner alla till ordspråket "Den som skrattar sist skrattar bäst." Eftersom vi bättre minns informationen som senast mottogs av oss, finns det något som kan kallas "nyhetseffekt"? Vi vet av egen erfarenhet (och från minnesexperiment) att händelser i nutiden tillfälligt kan skymma viktiga händelser som ägde rum i det förflutna. För att testa detta lät Miller och Campbell först en grupp elever läsa information från försvaret och en andra grupp läsa information från åklagaren. En vecka senare bad forskarna dem att läsa det andra "blocket" och omedelbart uttrycka sin åsikt. Resultaten var diametralt motsatta de som erhölls i den första delen av experimentet, när förekomsten av primateffekten bevisades: b O Det mesta av det jag läste för en vecka sedan har bleknat ur mitt minne.

Att glömma skapar effekten av nyhet om: 1) det går mycket tid mellan två meddelanden; 2) publiken bör agera strax efter det andra meddelandet. Om två meddelanden följer varandra utan avbrott, varefter det går en tid, uppstår sannolikt en primatseffekt (Figur 7.6). Detta gäller särskilt i situationer där det första budskapet stimulerar till aktivt tänkande (Haugtvedt & Wegener, 1994). Vad skulle du nu ge för råd till en deltagare i valdebatten?

Ris. 7.6. Primacy-effekt eller nycenseffekt? Om två övertygande meddelanden omedelbart följer efter varandra, och publiken måste svara på dem efter en tid, ligger fördelen på sidan av det första meddelandet (primatseffekt). Om det går lite tid mellan två meddelanden, och publiken måste svara på dem strax efter det andra meddelandet, ligger fördelen på sidan av det andra meddelandet (nyhetseffekt)

Hur förmedlas budskapet? Kommunikationskanal

Aktiv upplevelse eller passiv perception?

Vi sa redan i kapitel 4 att vi formas av våra handlingar. När vi agerar utvecklar vi en tanke som styr denna handling, särskilt om vi känner ansvar. Vi pratade också om det faktum att attityder som är förankrade i vår egen erfarenhet kan ha en mer märkbar inverkan på vårt beteende än attityder som lärts "second hand". Jämfört med passivt lärda är attityder baserade på erfarenhet mer tillförlitliga, mer stabila och mindre mottagliga för påverkan.

Den gyllenbruna skorpan på pajen är en följd av Maillard-reaktionen.

Maillard reaktion(Engelsk) Maillard reaktion) är en kemisk reaktion mellan en aminosyra och ett socker, som vanligtvis uppstår vid upphettning. Ett exempel på en sådan reaktion är stekning av kött eller bakning av bröd, när processen att värma livsmedelsprodukten ger den typiska lukten, färgen och smaken av tillagad mat. Dessa förändringar orsakas av bildandet av Maillard-reaktionsprodukter. Tillsammans med karamellisering är Maillard-reaktionen en form av icke-enzymatisk brunfärgning. Uppkallad efter den franske kemisten och läkaren Louis Camille Maillard, som var en av de första som studerade reaktionen på 1910-talet.

Kemi

Reaktionen inkluderar flera steg:

1. Den reaktiva karbonylgruppen i sockret (i sin öppna konformation) reagerar med den nukleofila gruppen i aminosyran för att bilda en instabil N-substituerad glykosylamin och vatten.
2. Glykosylamin genomgår spontant Amadori omarrangemang och omvandlas till ketosamin
3. Ketosaminer kan omvandlas till

• reduktioner,
• kortkedjiga hydrolytiska produkter (diacetyl, aspirin, pyruvaldehyd, etc.) eller
• bruna kvävepolymerer och melanoidiner

Olika sockerarter har olika reaktivitet. Reaktiviteten hos sockerarter följer denna ordning: pentos > hexos > disackarid. Fruktos är till exempel 100-200 gånger mer aktivt än glukos. Maillard-reaktionen leder till bildandet av många produkter, ibland med en ganska komplex och ofta ännu inte studerad struktur.

Industri

Livsmedelsindustrin producerar många Maillard-reaktionsprodukter som används för att ge önskade smaker och lukter till livsmedel.

Medicin

Maillard-reaktionen inträffar inte bara under tillagning. Denna reaktion mellan proteiner och sockerarter förekommer även i levande organismer. Under normala förhållanden är reaktionshastigheten så låg att dess produkter hinner avlägsnas. Men med en kraftig ökning av blodsockret vid diabetes, accelereras reaktionen avsevärt, produkter ackumuleras och kan orsaka många störningar (till exempel hyperlipidemi). Detta är särskilt uttalat i blodet, där nivån av skadade proteiner ökar kraftigt (till exempel är koncentrationen av glykosylerat hemoglobin en indikator på graden av diabetes). Ansamlingen av förändrade proteiner i linsen orsakar allvarlig synnedsättning hos diabetespatienter. Ansamlingen av några sena produkter från Maillard-reaktionen, såväl som oxidationsprodukter, som inträffar med åldern, leder till åldersrelaterade förändringar i vävnader. Inga läkemedel har ännu hittats som kan hämma Maillard-reaktionen i kroppen, även om vissa medel (aminoguanidin) minskar reaktionen avsevärt. in vitro. Den vanligaste sena produkten av reaktionen är karboximetyllysin, ett derivat av lysin. Karboximetyllysin i proteiner fungerar som en biomarkör för allmän oxidativ stress i kroppen. Det ackumuleras med åldern i vävnader som hudkollagen och är förhöjt vid diabetes.

Reaktionsprodukter