Reacción de Maillard

La reacción de Maillard ( / m aɪ ˈ j ɑːr / MY -ar ; francés: [ majaʁ ] ) es una reacción química entre aminoácidos y azúcares reductores para crear melanoidinas , los compuestos que dan a los alimentos dorados su sabor característico. Filetes sellados , empanadillas fritas, galletas y otros tipos de bizcochos, panes, malvaviscos tostados, falafel y muchos otros alimentos experimentan esta reacción. Recibe su 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 dorado no enzimático que generalmente procede rápidamente desde alrededor de 140 a 165 °C (280 a 330 °F) . Muchas recetas requieren una temperatura del horno lo suficientemente alta para asegurar que ocurra una reacción de Maillard. ^{[ 3 ]} A temperaturas más altas, la caramelización (el oscurecimiento de los azúcares, un proceso distinto) y posteriormente la pirólisis (descomposición final que conduce a la combustión y al desarrollo de sabores acre) 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 ambiente alcalino (por ejemplo, la lejía aplicada para oscurecer los pretzels; véase rollo de lejía ), ya que los grupos amino ( RNH₃⁺ → RNH₂ ) se desprotonan y, por lo tanto, tienen una mayor nucleofilicidad . Esta reacción es la base de muchas de las recetas de la industria de _los saborizantes . A altas temperaturas, se puede formar un probable ^{[ 5 ]} carcinógeno llamado acrilamida . ^{[ 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 aromáticos diferentes, dependiendo de 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 aromáticos. Los expertos en aromatizantes han utilizado la reacción de Maillard a lo largo de los años para crear sabores artificiales, y la mayoría de las patentes están relacionadas con la producción de sabores similares a la carne. ^{[ 7 ]} Según el premio Nobel de Química Jean-Marie Lehn, «La reacción de Maillard es, con diferencia, la reacción química más practicada en el mundo». ^{[ 8 ]}

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. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

La reacción de Maillard es responsable de muchos colores y sabores en los alimentos, como el dorado de diversas carnes al sellarlas o asarlas, el dorado y el sabor umami de las cebollas fritas y el tueste del café . Contribuye a la corteza oscura de los productos horneados , al color dorado de las papas fritas y otros aperitivos crujientes , al dorado de la cebada malteada presente en el whisky de malta y la cerveza, y al color y sabor de la leche en polvo y condensada , el dulce de leche , el ajo negro , el chocolate , los malvaviscos tostados y los cacahuetes tostados .

La 6-acetil-2,3,4,5-tetrahidropiridina es responsable del sabor a galleta presente en productos horneados como pan, palomitas de maíz y tortillas. El compuesto estructuralmente relacionado, la 2-acetil-1-pirrolina, tiene un olor similar y también se encuentra de forma natural sin necesidad de calentamiento. Este compuesto confiere a diversas variedades de arroz cocido y a la hierba pandan ( Pandanus amaryllifolius ) sus olores característicos. Ambos compuestos tienen umbrales de olor inferiores a 0,06 nanogramos por litro. ^{[ 11 ]}

Las reacciones de pardeamiento que ocurren al asar o sellar la carne son complejas y se producen principalmente por el pardeamiento de Maillard ^{[ 12 ]} , con contribuciones de otras reacciones químicas, incluida la degradación de los anillos de tetrapirrol de la proteína muscular mioglobina . Las reacciones de Maillard también ocurren en la fruta deshidratada ^{[ 13 ]} y durante el envejecimiento del champán en botella ^{[ 14 ] .}

La caramelización es un proceso completamente distinto al pardeamiento de Maillard, aunque los resultados de ambos procesos a veces son similares a simple vista (y al paladar). La caramelización puede, en ocasiones, provocar el pardeamiento en los mismos alimentos en los que se produce la reacción de Maillard, pero ambos procesos son distintos. Ambos se ven favorecidos por el calor, pero la reacción de Maillard involucra aminoácidos, mientras que la caramelización es la pirólisis de ciertos azúcares. ^{[ 15 ]}

En la elaboración del ensilaje , el exceso de calor provoca la reacción de Maillard, que reduce la cantidad de energía y proteína disponible para los animales que se alimentan de él. ^{[ 16 ]}

En la producción de alimento para animales, la reacción de Maillard puede reducir la calidad del alimento al disminuir la digestibilidad de los aminoácidos. ^{[ 17 ]}

En arqueología, el proceso de Maillard se produce cuando los cuerpos se conservan en turberas . El ambiente ácido de la turba provoca un bronceado o oscurecimiento de la piel y puede dar al cabello un tono rojizo o pelirrojo. El mecanismo químico es el mismo que en el oscurecimiento de los alimentos, pero se desarrolla lentamente con el tiempo debido a la acción ácida sobre el cuerpo conservado en la turbera . Se observa típicamente en cuerpos de la Edad del Hierro y es el resultado de la interacción del ácido esfagno, anaeróbico, ácido y frío (normalmente a 4 °C (39 °F) ), con los polisacáridos .  

La reacción de Maillard también contribuye a la preservación de paleofeces . ^{[ 18 ]}

1. El grupo carbonilo del azúcar reacciona con el grupo amino del aminoácido, produciendo glicosilamina N-sustituida y agua.
2. La glicosilamina inestable sufre una transposición de Amadori , formando cetosaminas.
3. Se conocen varias formas en que las cetosaminas pueden reaccionar posteriormente:
   • Producen dos moléculas de agua y reductonas.
   • Se pueden formar diacetilo , piruvaldehído y otros productos de fisión hidrolítica de cadena corta.
   • Producen polímeros nitrogenados marrones y melanoidinas.

Los productos de Amadori de cadena abierta sufren una deshidratación y desaminación adicionales para producir dicarbonilos. ^{[ 19 ]} Este es un intermedio crucial.

Los dicarbonilos reaccionan con aminas para producir aldehídos de Strecker mediante degradación de Strecker . ^{[ 20 ]}

La acrilamida , un posible carcinógeno humano , ^{[ 21 ]} puede generarse como subproducto de la reacción de Maillard entre azúcares reductores y aminoácidos, especialmente asparagina , ambos presentes en la mayoría de los productos alimenticios. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

• Van Soest, Peter J. (1982). Ecología nutricional del rumiante (2.ª ed.). Ithaca, NY: Cornell University Press. ISBN 9780801427725OCLC 29909839​​ 

• Contenido multimedia relacionado con la reacción de Maillard en Wikimedia Commons.