La reacción de Maillard ( / m aɪ ˈ j ɑːr / my- YAR ; francés: [majaʁ] ) es una reacción química entre aminoácidos y azúcares reductores para crear melanoidinas , los compuestos que dan a los alimentos dorados su sabor distintivo. Los filetes chamuscados , las albóndigas fritas, las galletas y otros tipos de bizcochos, los panes, los malvaviscos tostados, el falafel y muchos otros alimentos experimentan esta reacción. Lleva el nombre del químico francés Louis Camille Maillard , quien la describió por primera vez en 1912 mientras intentaba reproducir la síntesis biológica de proteínas . [1] [2] La reacción es una forma de pardeamiento no enzimático que normalmente se produce rápidamente de alrededor de 140 a 165 °C (280 a 330 °F). Muchas recetas requieren una temperatura del horno lo suficientemente alta como para garantizar que se produzca una reacción de Maillard. [3] A temperaturas más altas, la caramelización (el oscurecimiento de los azúcares, un proceso distinto) y posteriormente la pirólisis (la descomposición final que conduce a la quema y al desarrollo de sabores acres) se vuelven más pronunciadas. [4]
El grupo carbonilo reactivo del azúcar reacciona con el grupo amino nucleofílico del aminoácido y forma una mezcla compleja de moléculas poco caracterizadas responsables de una variedad de aromas y sabores. Este proceso se acelera en un entorno alcalino (por ejemplo, lejía aplicada para oscurecer pretzels; ver panecillo con lejía ), ya que los grupos amino ( RNH+3→ RNH 2 ) se desprotonan y, por lo tanto, tienen una nucleofilia aumentada . Esta reacción es la base de muchas de las recetas de la industria de los aromas . A altas temperaturas, se puede formar un probable carcinógeno llamado acrilamida [5] . [6] Esto se puede evitar calentando a una temperatura más baja, añadiendo asparaginasa o inyectando dióxido de carbono. [5]
En el proceso de cocción, las reacciones de Maillard pueden producir cientos de compuestos de sabor diferentes según los componentes químicos de los alimentos, la temperatura, el tiempo de cocción y la presencia de aire. Estos compuestos, a su vez, suelen descomponerse para formar aún más compuestos de sabor. Los científicos especializados en sabores han utilizado la reacción de Maillard a lo largo de los años para crear sabores artificiales; la mayoría de las patentes están relacionadas con la producción de sabores similares a los de la carne. [7]
En 1912, Louis Camille Maillard publicó un artículo que describía la reacción entre aminoácidos y azúcares a temperaturas elevadas. [1] En 1953, el químico John E. Hodge, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos , estableció un mecanismo para la reacción de Maillard. [8] [9]
La reacción de Maillard es responsable de muchos colores y sabores en los alimentos, como el dorado de varias carnes cuando se dora o se asa a la parrilla, el dorado y el sabor umami de las cebollas fritas y el café tostado . Contribuye a la corteza oscura de los productos horneados , el color marrón dorado de las papas fritas y otras patatas fritas, el dorado de la cebada malteada que se encuentra en el whisky de malta y la cerveza, y el color y el sabor de la leche en polvo y condensada , el dulce de leche , el toffee , el ajo negro , el chocolate , los malvaviscos tostados y los cacahuetes tostados . [ cita requerida ]
La 6-acetil-2,3,4,5-tetrahidropiridina es responsable del sabor a galleta o a galleta salada presente en productos horneados como pan, palomitas de maíz y productos de tortilla. El compuesto estructuralmente relacionado 2-acetil-1-pirrolina tiene un olor similar y también se produce de forma natural sin calentar. El compuesto le da a las variedades de arroz cocido y a la hierba pandan ( Pandanus amaryllifolius ) sus olores típicos. Ambos compuestos tienen umbrales de olor por debajo de 0,06 nanogramos por litro. [10]
Las reacciones de oscurecimiento que ocurren cuando la carne se asa o se dora son complejas y ocurren principalmente por oscurecimiento de Maillard [11] con contribuciones de otras reacciones químicas, incluida la descomposición de los anillos de tetrapirrol de la proteína muscular mioglobina . Las reacciones de Maillard también ocurren en la fruta seca [12] y cuando el champán envejece en la botella [13].
La caramelización es un proceso completamente diferente del oscurecimiento por reacción de Maillard, aunque los resultados de ambos procesos a veces son similares a simple vista (y a las papilas gustativas). La caramelización a veces puede causar oscurecimiento en los mismos alimentos en los que se produce la reacción de Maillard, pero los dos procesos son distintos. Ambos se promueven mediante el calor, pero la reacción de Maillard implica aminoácidos, mientras que la caramelización es la pirólisis de ciertos azúcares. [14]
Al hacer ensilaje , el exceso de calor provoca la reacción de Maillard, que reduce la cantidad de energía y proteínas disponibles para los animales que se alimentan de él. [15]
En arqueología, el proceso de Maillard ocurre cuando los cuerpos se conservan en turberas . El ambiente ácido de la turba provoca un bronceado o amarronamiento de los tonos de la piel y puede hacer que el cabello adquiera un tono rojizo o rojizo. El mecanismo químico es el mismo que el del amarronamiento de los alimentos, pero se desarrolla lentamente con el tiempo debido a la acción ácida sobre el cuerpo de la turbera . Se observa típicamente en cuerpos de la Edad del Hierro y fue descrito por Painter en 1991 como la interacción del ácido anaeróbico, ácido y frío (normalmente 4 °C (39 °F)) del esfagno sobre los polisacáridos .
La reacción de Maillard también contribuye a la preservación de las paleoheces . [16]
Los productos Amadori de cadena abierta experimentan una mayor deshidratación y desaminación para producir dicarbonilos. [17] Este es un intermedio crucial.
Los dicarbonilos reaccionan con aminas para producir aldehídos de Strecker a través de la degradación de Strecker . [18]
La acrilamida , un posible carcinógeno humano , [19] puede generarse como un subproducto de la reacción de Maillard entre azúcares reductores y aminoácidos, especialmente asparagina , ambos presentes en la mayoría de los productos alimenticios. [20] [21]
En un ambiente seco, la reacción de Maillard (el mismo proceso químico que dora un filete) hace que las heces desarrollen una capa exterior protectora.
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