Reacción de Maillard

La ciencia detrás de la reacción química más sabrosa

Autora: Lissy Z. F. Gross (lissy.gross@gmail.com)

Editores: Sergio Senin, Carolina Cárdenas, David Cuaspud.

¿Qué tienen en común el dulce de leche, las tostadas y la carne asada? Aparte de ser comidas que consumimos muy frecuentemente, sobre todo en Argentina, tienen en común una de las reacciones químicas más famosas de la gastronomía: La reacción de Maillard. A esta reacción se la conoce técnicamente como glucosilación no enzimática de proteínas. Sabemos que suena muy complicado y la verdad es que se trata de un conjunto complejo de varias reacciones en paralelo, pero vamos a intentar comprender de forma simple qué es lo que ocurre en este proceso.

La reacción de Maillard es la encargada de darle a ciertos alimentos un color tostado, caramelizado, y en particular exquisitos sabores y aromas que los hacen tan atractivos. Para que esto ocurra, los alimentos calentados tienen que estar compuestos tanto por proteínas como por azúcares (carbohidratos). Esta reacción fue descrita por primera vez por el químico francés Maillard en 1912, sin embargo, no fue hasta la segunda mitad del siglo pasado que se logró comprender un poco mejor la química detrás de los sabores y olores que surgen de esta reacción (Compound Interest, 2015).

Recordemos que las proteínas son como collares de perlas, que se componen de bloques fundamentales (las perlas) llamados aminoácidos. Al principio de la reacción de Maillard, se condensan (unen) un aminoácido de las proteínas del alimento con un azúcar, que también está presente en lo que estamos cocinando. Luego de una serie de pasos, se obtiene un producto intermediario que se llama compuesto de Amadori (van Boeckel, 2006). A partir de acá comienzan a ocurrir numerosas reacciones, incluso en paralelo, que involucran fragmentaciones químicas, deshidrataciones, polimerizaciones (encadenamientos de un mismo grupo químico), ciclaciones (se forman compuestos con forma de ciclo), etc. En algunas de estas reacciones vuelven a participar aminoácidos del alimento. La polimerización de algunos de estos compuestos genera pigmentos oscuros llamados melanoidinas, responsables del color amarronado de ciertas cervezas maltosas, del café, de las costras del pan y de las carnes (Compound Interest, 2015).

Figura 1: Para nuestros lectores amantes de la química, este esquema no es más que un resumen general de la reacción de Maillard. Esto nos demuestra lo complejo que es el proceso involucrado en el mismo. Tomada de van Boeckel, 2006.

Además, como resultado de esta compleja red de reacciones químicas empiezan a generarse una variedad de productos que le dan al alimento olores y sabores característicos (van Boeckel, 2006). Algunos ejemplos de estos compuestos son:

· Pirazinas: asociadas al sabor y olor de comida asada o tostada, presente en alimentos calentados en general.

· Furanos, furanonas y piranonas: responsables de los olores y sabores de caramelización y dulce quemado.

· Oxazoles: que les dan ese olor y sabor dulce, tostado y a nuez al café y al chocolate.

· Tiofenos: que le otorga el sabor y olor característico a la carne asada.

· Alquilpiridinas: Más desagradables al gusto, que le otorgan por ejemplo al café el sabor y olor de quemado, amargo y astringente.

Figura 2: Un esquema simplificado de la reacción de Maillard, así como de los productos resultantes y la participación de cada uno en generar los olores y sabores característicos de los alimentos. Tomada de compoundchem.com

Sin embargo, no todos los productos de la reacción de Maillard son positivos. La acrilamida, un conocido carcinógeno en humanos, puede ser también uno de los productos de la reacción de Maillard (Compound Interest, 2015; Tareke et al., 2002). Se observó que en particular el aminoácido asparagina, muy abundante en cereales y papas, se relaciona a la formación de acrilamida como uno de los productos (Mottram, 2002). Y pareciera incrementar su presencia en alimentos quemados y/o calentados a altas temperaturas por largos períodos de tiempo. Sin embargo, aún no se han visto correlaciones claras entre la acrilamida dietaria y el desarrollo de cáncer. De todas formas, a pesar de que aún hacen falta más estudios que evalúen el riesgo de la acrilamida presente en alimentos, se conoce con certeza que se trata de una sustancia tóxica y carcinogénica. Es por eso que la OMS recomienda no ingerir comida quemada o que haya sido cocinada de forma excesiva, ya que estos alimentos tienen mayores cantidades de acrilamida (FAO/WHO, 2002).

La reacción de Maillard puede ser influenciada por cambios en pH y temperatura. Funciona mejor en temperaturas entre 110 y 170ºC. Sin embargo, la reacción no solo requiere temperatura para desencadenarse, sino que también es exotérmica de por sí, es decir que produce calor al ocurrir (Sanford, 2017). Por esto hay que estar atentos a que no aumente mucho la temperatura durante el proceso, ya que puede quemarse y generar sabores amargos en nuestra comida. Alcalinizar el pH (es decir, aumentar el pH por arriba de 7) acelera la reacción de Maillard. Por ello, agregar un poco de bicarbonato de sodio (NaHCO₃) va a ser de gran ayuda para los cocineros ansiosos (Reactions, 2016).

La reacción de Maillard es un claro ejemplo de que estamos rodeados de reacciones químicas en nuestra rutina diaria. Conocer más sobre ellas nos va a dar la libertad de poder modificarlas como nos plazca. Y, en particular si somos amantes de las artes culinarias, nos va a permitir aprender como experimentar con nuestras comidas para crear innovadoras y creativas recetas personales. La ciencia es ubicua, está en nosotros descubrirla en cada aspecto de nuestras vidas.

Referencias:

Sanford, K. (2017). What is the Maillard Reaction — Food Science. https://www.youtube.com/watch?v=NtwwjRYNw9c&ab_channel=KikiSanford

Tareke E., Rydberg P., Karlsson P., Eriksson S., and Törnqvist M. (2002). Analysis of Acrylamide, a Carcinogen Formed in Heated Foodstuffs. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2002 50 (17), 4998–5006 DOI: 10.1021/jf020302f

Mottram, D. S., Wedzicha, B. L., & Dodson, A. T. (2002). Acrylamide is formed in the Maillard reaction. Nature, 419(6906), 448–449. doi:10.1038/419448a

Compound Interest (2015). Food Chemistry — The Maillard Reaction. Compoundchem.com. https://www.compoundchem.com/2015/01/27/maillardreaction/

Friedman, M. (2015). Acrylamide: inhibition of formation in processed food and mitigation of toxicity in cells, animals, and humans. Food & Function, 6(6), 1752–1772. doi:10.1039/c5fo00320b

Van Boekel, M. A. J. S. (2006). Formation of flavour compounds in the Maillard reaction. Biotechnology Advances, 24(2), 230–233. doi:10.1016/j.biotechadv.2005.11.004

Report of a Joint FAO/WHO Consultation (2002), WHO Headquarters, Geneva, Switzerland 25–27 June 2002. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/42563/9241562188.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Reactions (2016). Why the Maillard Reaction Makes Everything Delicious. https://www.youtube.com/watch?v=rs1JLYXROVU&ab_channel=Reactions