Reacciones de MAILLARD: Reacciones de Oscurecimiento NO ENZIMÁTICO

The reaction between amino acids and sugars during heating.

The phenomenon of browning of certain foods is frequently encountered during preparation and processing which involve heat. This phenomenon is called non-enzymatic browning to distinguish it from the enzyme-catalyzed browning reactions occurring usually in freshly cut or bruised fruits and vegetables at the ambient temperature.

When amines, amino acids, or proteins are heated with sugars, aldehydes, and ketones, a series of complex reactions, referred as the Maillard reactions, occurs, leading to formation of flavors, aromas, and dark colored pigments. These reactions may be desirable or undesirable.

The first step in the Maillard reaction involves a reversible condensation between the α-amino-group of amino acids or proteins and the carbonyl group of reducing sugars.

The condensation compound rapidly loses water to form a Schiff’s base, which undergoes cyclization to form the corresponding N-substituted glycosamine. The N-substituted glycosamine is very unstable and undergoes a transition, the Amadori rearrangement, from an aldose to a ketose sugar derivative.The reducing sugars are essential in this initial step of the Maillard reaction.

The order of reactivity is greater for aldopentoses than for aldohexoses, and relatively low for reducing disaccharides. Among the hexoses, the rate is in the order D-galactose > D-mannose > D-glucose.

Flavor of heated foods

La intensidad de la reacción aumenta apH alcalinos (pH > 7) y disminuye a pH

ácidos (pH<7)

Los alimentos de humedad intermedia, con valores de aw de 0.6 a 0.9, son los que más

favorecen esta reacción:• Un aw menor no permite la movilidad de los

reactivos.• Un aw mayor ejerce una acción inhibidora ya

queel agua diluye a los reactivos.

Metales como el cobre y el hierro tienen un efecto catalizador

FACTORES

Prevención del pardeamiento no enzimático

Caramelización: Reacciones de Oscurecimiento NO ENZIMÁTICO

Heating of both reducing (e.g., glucose) and nonreducing sugars (e.g., sucrose) without any nitrogenous compounds results in a complex group of reactions leading to a dark brown caramel.

Caramel, produced by heating sucrose solution in ammonium bisulfite, is used in colas and other soft drinks, baked goods, candies, and other food products as a colorant and flavor compound.

However, if the caramelization reaction is not controlled, it will create bitter, burned, and unpleasant tasting products.

Intense heat and low pH trigger the reactions.

1) The first step involves the conversion of glucose, fructose, and mannose to 1,2-enediols 5-hydroxymethylfurfurals.

2) If the initial sugar was pentose, then the final dehydration product is 2-furaldehyde (furfural).

Polymerization of furfural derivativesleads to formation of the colored pigment

Alkaline conditions, then 1,2- and 2,3-enediols are

formed.

3) Various aroma compounds such as saccharinic acid, lactic acid, 2,4-dihydroxybutyric acid, ethyl alcohol, and aromatic compounds, benzene, maltol, catechol, benzalaldehydes.

Caramelización

Intermediario altamente Inestable

ENVEJECIMIENTO DEL PAN

1. Retrogradación del almidón2. Perdida y distribución del agua3. Interacciones gluten-almidón4. Alteraciones en los componentes del sabor

1. Retrogradación del almidónETAPA 1

Retrogradación del almidónETAPA 2

Amilosa

Amilopectina

Amilosa

2. Pérdida y distribución del agua

Caso 2. H2O Perdida de la naturaleza crujiente de la corteza

Caso 1. H2O: Resequedad de la miga

H2O

Transferencia de agua del gluten al almidón cristalinizadoNO ES UNA DESECACIÓN DEL PAN!!!!

3. Interacciones gluten-almidón

La dureza del pan se debe a la FORMACIÓN DE ENLACES DE HIDRÓGENO entre los gránulos de almidón gelatinizado y la red de gluten en el pan y el agua.Durante el horneado se forman enlaces cruzados y durante el almacenamiento el número incrementan y las interacciones se hacen mas fuertes…..

¿QUÉ PASA CUANDO CALIENTAS EL PAN? ¿QUÉ PASA SI LO REFRIGERAS?¿POR QUÉ EL PAN DURA MAS CUANDO SE EMPAQUETA EN BOLSAS O CAJAS?

1. Si se vuelve a calentar, se rompen estos puentes de hidrógeno y el pan vuelve a ser crujiente. 2. La conservación en el refrigerador impide el movimiento de las moléculas de agua que están libres y el establecimiento de nuevos puentes. 3. Al conservar el pan tapado, se aísla de la humedad del aire y se evita la penetración de moléculas de agua que formarían puentes de hidrógeno.

1. Adición de hidrocoloides: CMC, PECTINA, ALGINATO, GOMA GUAR Y GOMA ARÁBIGA.

2. Incorporación de enzimas: Amilasas ---- disminuyen la velocidad del envejecimiento.

3. Adición de pentosanos: ARABINOXILANOS Y ARABIGOGALACTANOS. “Pozos de agua”.

4. Uso de masas congeladas:

Pectinas y gomas

Sustancias pécticas:

A) ProtopectinaB) Ácido pectínicoC) Ácido péptico

Agentes gelificantes, espesantes y estabilizantes-----Texturas especiales

CEMENTO CELULAR

The basic unit of the pectic substances is D-galacturonic acid.Polímeros lineales de ácido D-Galacturónico unidos por uniones glicosídicas a1-4.

Algunos de los grupos ácido o carboxilos (COOH) a lo largo de la cadena se esterifican con metanol (CH3OH)

Se clasifican de acuerdo al número de grupos metil unidos al polímero.

A) Protopectina: Fruta inmadura

Ácido galacturónico no metilado

NO FORMA GELES.

B) Ácido pectínico : se conocen como pectinas

Forma metilada del ácido galacturónico que se forma a partir de la protopectina. FORMAN GELES

C) Ácido péctico

Derivado de cadena corta del ácido pectínico que se forma a partir de que las frutas maduran en exceso.

Desmetilación completa da lugar al ácido péctico el cual NO FORMA GELES

Pectinesterasa y la poligalacturonasa

Las pectinas se clasifican:

A) Alto metóxilo: Tienen entre un 50-58% de grupos carboxilos esterificados. Forman geles empleando azúcar y ácido. Frutos verdes.

B) Bajo metóxilo: Tienen la mayoría de los grupos carboxilo libres ( 60-80%) Frutas sazonas o medianamente maduras.

Reaccionan con iones divalentes como el calcio y forman geles sin la adición de azúcar o ácido.

AZÚCAR INVERTIDO IMPIDE CRISTALIZACIÓN .

GomasCarbohidratos complejos-----hidrofílicos---- GALACTOSA es el azúcar más común en las gomas, habitualmente NO contienen GLUCOSA.En agua forman soluciones viscosas pero en la mayoría de los casos NO FORMAN GELES.

ALGINATOSCARRAGENATO

EJERCICIOS

Los caramelos son soluciones de azúcares transformados por una viscosidad muy fuerte, en una estructura vítrea. Los jarabes de glucosa (AZÚCAR INVERTIDO) permiten obtener y mantener esta estructura aumentando la viscosidad e impidiendo la cristalización de la sacarosa por lo tanto aumentan igualmente el tiempo de conservación de los productos limitando que se humedezcan gracias a su débil higroscopicidad. ¿FALSO O VERDADERO?