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 ۱۹۱۲ 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 کربونیل یک قند با گروه آمینوی یک آمینواسید واکنش می‌دهد. این واکنش گلیکوزیلامین N-substituted و آب تولید می‌کند.
2. گلیکوزیلامین ناپایدار از طریق نوآرایی آمادوری، کتوزامین 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 قهوه‌ای و ملانوئیدین ها هم ساخته شوند. محصولات دیگر، مثل دیاستیل ها یا پیرووالدئید ها هم ممکن است تشکیل شوند.

اگرچه واکنش میلارد در دمای اتاق رخ می‌دهد، اما گرمای بین ۱۴۰ تا ۱۶۵ درجه سانتی‌گراد به واکنش کمک می‌کند. واکنش اولیه‌ی بین قند و آمینواسید تحت شرایط آل کالینی مساعد می‌شود.