Химическая кулинария и реакция Майяра

Издревле приготовление пищи находилось под покровительством греческой богини Кулины, имя которой дало название кулинарии — искусству создания блюд. Союз этого искусства и химии способствовал рождению новой отрасли науки — кулинохимии.

В самом деле, современная кухня во многом напоминает химическую лабораторию. С той лишь разницей, что кухонные полки заняты баночками, наполненными всевозможными крупами и специями, а лабораторные — уставлены склянками с не предназначенными для пищи реактивами. Вместо химических названий «хлорид натрия» или «сахароза» на кухне звучат более привычные слова «соль» и «сахар». Приготовление блюда по кулинарному рецепту можно сравнить с методикой проведения химического эксперимента.

Важным отличием кулинарных шедевров от лабораторных является соблазнительный запах блюда и аппетитная корочка свежеприготовленного блюда. О роли запаха в привлекательности блюда знает каждый, у кого хотя бы однажды закладывало нос: пища в этот момент кажется абсолютно безвкусной. Как правило, за запах того или иного блюда отвечает набор соединений. Так, восхитительный аромат кофе представляет собой букет более тысячи душистых веществ. А запах свежеиспечённого хлеба формируют около двухсот компонентов, относящихся к различным классам органических соединений. Среди них спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры, карбоновые кислоты. Только последних в нём не один десяток: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валерьяновая, гексановая, октановая, додекановая, бензойная...

Но не все знают, что за появление запаха и манящей корочки жареного стейка отвечает ряд сложных химических реакций, которые открыл французский химик Луи Майяр в 1912 г. Ученый смешивал аминокислоты и сахара, нагревал растворы и наблюдал за реакцией. Он заметил образование в пробирке соединений коричневого цвета, но на то время не смог достойно объяснить этот эффект. Учёные по праву считают реакцию Майяра одной из самых интересных и важных в химии пищи, но несмотря на свой солидный возраст, она хранит ещё немало тайн.

Строго говоря, реакция Майяра — это не одна, а целый комплекс последовательных и параллельных процессов, происходящих при варке, жарке и выпечке. Каскад превращений начинается конденсацией восстанавливающих сахаров (к ним относятся глюкоза и фруктоза) с соединениями, молекулы которых содержат первичную аминогруппу (аминокислоты, пептиды и белки). Образующиеся продукты реакции претерпевают затем дальнейшие превращения при взаимодействии с другими компонентами пищи, давая смесь разнообразных соединений — ациклических, гетероциклических, полимерных, которые и отвечают за запах, вкус и цвет подвергшихся термической обработке полуфабрикатов.

Кроме того, такие компоненты как меланоидины  являются темноокрашенными веществами, благодаря которым на продуктах образуется румяная корочка. Такие продукты как хлеб, топленое молоко, пироги и даже жареный картофель содержат большое количество продуктов взаимодействия аминокислот и сахаров. В зависимости от вида сахара меняется и реактивность. Пентоза является наиболее активной в данных реакциях.

Если аминокислоты имеют атом серы в своем составе, это еще больше увеличивает число возможных продуктов реакций. Образующиеся группы соединений в результате реакции Майяра имеют сложные химические названия. Кто ж мог догадаться, что свежеобжареный кофе пахнет 2-фуранилметантиолом, а аромат запеченого мяса — это 2-ацетил-2-тиазолин?

Темной стороной реакции Майяра является потеря полезных веществ при нагревании продуктов в кастрюле или на сковороде. Меланоидины отнимают некоторое количество аминокислот. При протекании реакции аминокислоты и сахара переходят в другие вещества, которые не несут никакой пищевой ценности. Но не стоит забывать и о светлой стороне: благодаря меланоидинам у человека вырабатывается желудочный сок и появляется желание съесть продукт.