メイラード反応は、焙煎焼成、焙焼及びフライ中の食物を暗くアミノ酸と還元糖との間の化学反応に与えられた名称です。茶色のコンパウンドは、パンの皮、ローストミート、フライドポテト、焼きたてのクッキーなどの製品の色と香りの原因となります。
室温では反応が遅くなりますが、反応は熱（温度は140〜165℃）によって促進されます。1912年にそれを説明したのはフランスの医師であり化学者であるルイ・カミーユ・メイラードでした。
黒ずみは、酵素の作用とカラメル化なしで起こります。このため、両方とも非酵素的褐変反応と呼ばれています。
ただし、カラメル化中に炭水化物のみが加熱されるという点で異なりますが、メイラード反応が発生するには、タンパク質またはアミノ酸も存在している必要があります。
反応の段階
料理の調理技術によって食品の黄金色を達成するのは簡単に思えるかもしれませんが、メイラード反応に関与する化学は非常に複雑です。1953年にジョンホッジは、まだ一般に受け入れられている反応のスキームを公開しました。
第１段階では、グルコースなどの還元糖を、アミノ酸などの遊離アミノ基を含む化合物と縮合させて、Ｎ置換グリコシルアミンに変換される付加生成物を得る。
アマドリ転位と呼ばれる分子配列の後、1-アミノ-デオキシ-2-ケトース型（アマドリ化合物とも呼ばれる）の分子が得られます。
この化合物が形成されると、2つの反応経路が可能になります。
-アセトール、ピルブアルデヒド、ジアセチルなどの窒素を欠くカルボニル化合物では、分子の切断または分解が発生する可能性があります。
-フルフラールやデヒドロフルフラールなどの物質を生成する強力な脱水が発生する可能性があります。これらの物質は、炭水化物の加熱と分解によって生成されます。若干の苦味と焦げた砂糖の香りがするものもあります。
ステッカーの劣化
3つ目の反応経路があります。Strecker分解です。これは、還元物質を生成する適度な脱水から成ります。
これらの物質が変化しないアミノ酸と反応すると、それらは関与するアミノ酸の典型的なアルデヒドに変換されます。この反応により、ピラジンなどの生成物が形成され、ポテトチップスに特徴的な香りを与えます。
アミノ酸がこれらのプロセスに介入すると、栄養学的観点から分子が失われます。これは、リジンなどの必須アミノ酸の場合に特に重要です。
反応に影響を与える要因
原材料のアミノ酸と炭水化物の性質
遊離状態では、ほとんどすべてのアミノ酸が均一な挙動を示します。しかしながら、ポリペプチド鎖に含まれるアミノ酸のうち、塩基性のもの、特にリジンは、反応性が高いことが示されている。
反応に関与するアミノ酸の種類によって、得られるフレーバーが決まります。糖は還元性でなければなりません（つまり、糖には遊離のカルボニル基があり、電子供与体として反応する必要があります）。
炭水化物では、ペントースはヘキソースよりも反応性が高いことがわかっています。つまり、グルコースはフルクトースよりも反応性が低く、マンノースよりも反応性が低くなります。これらの3つのヘキソースは最も反応性が低いものの1つです。その後、反応性の順にペントース、アラビノース、キシロース、リボースが続きます。
ラクトースやマルトースなどの二糖類は、ヘキソースよりも反応性が低くなります。スクロースは、遊離還元機能を持たないため、反応に介入しません。それが酸性の食品に存在し、次にグルコースとフルクトースに加水分解される場合にのみそうします。
温度
反応は、室温での保存中に発生する可能性があります。このため、熱は発生に必須の条件ではないと考えられています。ただし、高温になると加速します。
このため、調理、低温殺菌、滅菌、脱水操作で反応が起こります。
pHを上げることで、強度が上がります
pHが上昇すると、反応の強度も上昇します。ただし、6と8の間のpHが最も好ましいと考えられています。
pHの低下により、脱水中の褐色化を緩和することが可能になりますが、感覚的特性を変更します。
湿度
メイラード反応の速度は、水分活性の点で最大0.55〜0.75です。このため、乾燥食品は、湿気を避けて適度な温度で保管される限り、最も安定しています。
金属の存在
Cu +2やFe +3などの一部の金属カチオンは、それを触媒します。Mnのような他の+2およびSn +2反応を阻害します。
負の影響
反応は一般に調理中に望ましいと考えられていますが、栄養の観点からは不利です。水分が少なく、還元糖やタンパク質（シリアル、粉ミルクなど）が含まれている食品を加熱すると、メイラード反応によってアミノ酸が失われます。
降順で最も反応性が高いのは、リジン、アルギニン、トリプトファン、およびヒスチジンです。これらの場合、反応の出現を遅らせることが重要です。アルギニンを除いて、他の3つは必須アミノ酸です。つまり、それらは食物によって提供されなければなりません。
メイラード反応の結果として、タンパク質内の多数のアミノ酸が糖残基に付着しているのが見つかった場合、そのアミノ酸は体内で使用できません。腸のタンパク質分解酵素はそれらを加水分解することができません。
言及された別の欠点は、高温で、アクリルアミドなどの潜在的に発癌性の物質が形成される可能性があることです。
メイラード反応による官能特性のある食品
メラノイジンの濃度に応じて、次の食品では色が黄色から茶色、さらには黒に変わることがあります。
-ロースト。
- フライドオニオン。
-コーヒーとローストココア。
-パン、クッキー、ケーキなどの焼き菓子。
-チップ。
-モルトウイスキーまたはビール。
-粉ミルクまたは練乳。
- カラメル。
- ローストピーナッツ。
参考文献
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