Reação de Escurecimento não enzimático

Departamento de Alimentos e Nutrição ExperimentalQuímica e Bioquímica de Alimentos

Profa. Neuza Mariko A. Hassimotto2010

Reação de Maillard

Reação de escurecimento não enzimático

Formação de compostos pigmentados escuros com sabor e

odor

Alta temperatura

Açúcar redutor e grupamento amina de um aa ou prot.

Reação de Maillard

Açúcar redutor aa

Produto de Condensação (Amadori ou

Heyns)

HMF

Intermediários incolores

Degradação de Strecker

Melanoidinas com N na molécula

+

Mecanismo

Mecanismo

Condensação de Maillard

-N-RO

Migração de prótons

CH

R-NH2

+

OCH

H2

OHCH -N-R

H

HOH2

H+

C -N-RH

H2O CH =N-RHH+ CH =N-R

Base de Schiff

Mecanismo

(base Schiff)

CH =N-RCCCCC

OH

OHH2OH

OH

H

HH

H

H

HO

Composto de Amadori

CH =N-RCCCCC

OH

OHH2OH

OHHH

H

H

HO

CH -N-R

CCCCC

OH

OHH2OH

OHHH

H

H

HO

C-N-R

CCCCC

= O

OHH2OH

OHHH

H

H

HO

H2-

Rearranjo de Amadori

Mecanismo

Degradação de Stecker

polimerizaçãoProdutos de pirólise

Mecanismo

Produto de degradação de Strecker

Melanoidinas

-D-GluComposto de Amadori

HidroximetilFurfural (HMF)

Base de Schiff

Reação de Maillard

Primeira etapa : Condensação de Maillard

• Condensação grupamento carbonila de um CHO e amina de aa

• Desidratação e formação da base de Schiff

• Relação 1:1 (CHO:aa ou prot.)

• Não apresenta alteração de cor

Segunda etapa : Rearranjo de Amadori

• Ocorre a entrada e saída de um H+, inicialmente formando o íon

catiônico da base de Schiff (capaz de doar prótons)

• Isomerização dando um amino, 1 desoxi, 2 cetose, N substituída.

É a forma ceto (cetoseamina), mais estável

• Encerra a 2ª etapa

• Não apresenta alteração de cor

Reação de Maillard

Terceira etapa : Degradação de Strecker

• Formação de compostos -dicarbonílicos

• Hidroximetilfurfural

• Reações de Degradação e Polimerização

• Formação de melanoidinas (polímeros)

• Formação de grande quantidade de CO2

• Apresenta alteração de cor (caramelo, marron escuro)

• Não pode ser descolorido com a adição de sulfito (inibidor)

Reação de Maillard

característica

Arg + glu Escurece a 60CDesprende aroma de pipoca

Val + glu Escurece a 80CDesprende aroma a 180 C de chocolate

Lys + glu Escurece a 130CDesprende aroma a 180 C de pão

Reação de Maillard

Perda de Lisina

Arginina

Albumina + glu (35 d, 37C, UR 76%)

90% perda 66% perda

Reação de Maillard- Implicação nutricional

Neurotóxica carcinogêniico

Reação de Maillard- Implicação nutricional

Formação de acrilamida

Alimentos ricos em CHOSubmetidos a altas temperaturas

Reação de Maillard

H2N O

NH2CO2H

O

NH2

OOH

HOHO OH OH

OHHO

HO OH

OH

N O

NH2

OHHO

HO OH

OH

N O

NH2CO2H

NH3

H2O

+

+- CO2

OOH

HOHO OH OH

Glu L-asparagina

Acrilamida

Base de Schiff

Base de Schiff descarboxilada

Arisseto e Toledo, 2006

Reação de Maillard

JECFA- Comitê de especialista em aditivos alimentares da FAO/OMS

(2002) (2005)

Contribuição na ingestão:• batata frita: 16-30%• Batata chips: 6-46%• Café: 13-39%• Prod. de panificação e bolachas doces: 10-20%• Pães e Torradas: 10-30%

Média de ingestão (JECFA FAO/OMS, 2005):0,3-2 g/dia

Estabelecido (JECFA, FAO/OMS, 2005)

1 g/dia

Reação de Maillard- Implicação nutricional

Fatores que afetam a velocidade da Reação de Maillard

1. Efeito da natureza do aa

2. Efeito da natureza do CHO

3. Efeito da temperatura

4. Efeito do pH

5. Efeito da aw

Carboidratos

>HO

> >

>

ribose D-glu fru

lac

Carboidratos

H 2OH 2O

HO HO

sac

glu fru

Aminoácidos

Lisina > Ác. glutâmico > Glicina

Aa cadeia curta > aa cadeia longa

• Lenta a baixas temperaturas

• Duplica a cada aumento de 10C (40-70C)

• Alimentos congelados

Temperatura

pH

- pH ácido

- pH 6-7, velocidade de reação é máxima

H

aw

Alteração de cor de leite em pó 40 C/10 dias

Perda de Lys em leite em pó40 C/10 dias

aw 0,6 a 0,7 velocidade máxima

aw > 0,7 diluição dos compostos reativos

Aw < 0,4 imobilização de substrato

aw

Metabissulfito de sódio

Anidrido sulfuroso (SO2)

Inibidores

Característica da Reação de Maillard

Formação de cor

Formação de odor

Perda de valor nutricional (lys)

Produz compostos antioxidantes

Produz compostos tóxicos

Reação de Maillard

Caramelização

maltol

isomaltol

furfural

hidroximetilfurfural

melanoidina

polimerização