چرا با پختن غذاها قهوه‌ای رنگ می‌شوند؟

واکنش میلارد، نامی است که به مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی بین آمینواسیدها و قندهای کاهنده داده‌شده که موجب قهوه‌ای شدن غذاهایی مثل گوشت‌ها، نان‌ها، شیرینی‌ها و آب جو می‌شوند. این واکنش در فرمول برنزه شدن بدون نور آفتاب هم استفاده می‌شود. مانند کاراملی کردن (کاراملیزاسیون)، واکنش میلارد بدون هیچ آنزیمی موجب قهوه‌ای شدن می‌شود و آن را نوعی واکنش غیر آنزیمی می‌سازد. درحالی‌که کاراملی کردن، صرفاً بر گرمایش کربوهیدرات‌ها متکی است، اما برای وقوع واکنش میلارد به گرمایش نیازی نیست و پروتئین‌ها و آمینواسیدها باید وجود داشته باشند.

بسیاری از غذاها درنتیجه‌ی ترکیبی از کاراملیزاسیون و واکنش میلارد، قهوه‌ای می‌شوند. برای مثال، وقتی یک قارچ را برشته می‌کنید، قند کاراملی می‌شود ولی از طریق واکنش میلارد با ژلاتین هم واکنش می‌دهد. در غذاهای دیگر، قهوه‌ای شدن آنزیمی، شیمی را بیشتر پیچیده می‌کند.

 

اگرچه مردم تقریباً از زمان کشف آتش فهمیده‌اند که چطور غذاها را قهوه‌ای کنند اما تا قبل از سال 1912 که شیمیدان فرانسوی به نام لوئیس کامیل میلارد واکنش را توضیح دهد، هیچ نامی به این فرایند داده نشده بود.

 

شیمی واکنش میلارد

واکنش‌های شیمیایی خاص که موجب قهوه‌ای شدن غذاها می‌شوند، به ترکیب شیمیایی غذاها و میزبانی عوامل دیگر شامل دما، اسیدی بودن، وجود یا عدم وجود اکسیژن، مقدار آب و زمان اختصاص داده‌شده برای واکنش بستگی دارند. بیشتر واکنش‌هایی که رخ می‌دهند محصولات جدیدی تولید می‌کنند که خود این‌ها هم شروع کنند ی واکنش هستند. صدها مولکول متفاوت تولید می‌شوند که رنگ، بافت، مزه و بوی غذا را تغییر می‌دهند. به‌طورکلی واکنش میلارد این مراحل را طی می‌کند:

1. گروه کربونیل¹ یک قند با گروه آمینوی² یک آمینواسید³ واکنش می‌دهد. این واکنش گلیکوزیلامین جانشین N⁴ و آب تولید می‌کند.
2. گلیکوزیلامین ناپایدار از طریق نوآرایی آمادوری⁵، کتوزامین⁶ را می‌سازد. نوآرایی آمادوری نشان‌دهنده‌ی آغاز واکنشی است که موجب قهوه‌ای شدن می‌شود.
3. ممکن است کتوزامین واکنش دهد تا آب و کاهنده‌ها را بسازد. ممکن است پلیمرهای نیتروژنی قهوه‌ای⁷ و ملانوئیدین ها⁸ هم ساخته شوند. محصولات دیگر، مثل دیاستیل ها⁹ یا پیرووالدئید ها¹⁰ هم ممکن است تشکیل شوند.

اگرچه واکنش میلارد در دمای اتاق رخ می‌دهد، اما گرمای بین 140 تا 165 درجه سانتی‌گراد (248 تا 329 درجه‌ی فارنهایت) به واکنش کمک می‌کند. واکنش اولیه‌ی بین قند و آمینواسید تحت شرایط آل کالینی مساعد می‌شود.

1 carbonyl

2 Amino

3 Amino acid

4 N-substituted glycosylamine

5 Amadori rearrangement

6 ketosamines

7 Nitrogenous polymers

8 melanoidins

9 diyacetyl

10 pyruvaldehyde