Поиск на сайте

 

Наслаждаясь запахом свежевыпеченного хлеба или любуясь аппетитной золотистой корочкой пирога, вспомните, что всё это – результат реакции Майяра

 

Такая вкусная наука
«Студенты – они такие, за еду готовы на все», – так шутливо объясняла причину популярности своего курса преподаватель химии Патрисия Кристи из Массачусетского технологического института (США). На протяжении 10 лет (1999-2009) она читала лекции и вела практические занятия «Химические основы приготовления пищи» первокурсникам, имеющим, как правило, весьма смутное представление как о самой науке, так и о поварском искусстве. Объединить две привязанности Патрисию Кристи побудило желание донести до учащихся основные положения химии, опираясь на близкие и знакомые им примеры из жизни.
В итоге слушатели курсов в процессе приготовления острого соуса на практике изучали вопросы устойчивости коллоидных систем (пены, эмульсии, взвеси и т.д.), а выпекая булочки к кофе, знакомились с биохимией ферментативных (бродильных) процессов и базовыми принципами термодинамики.
Начинание МТИ не осталось незамеченным, и сегодня многие колледжи и университеты США предлагают схожие учебные программы, пользующиеся неизменным успехом в первую очередь у студентов-гуманитариев и непрофильных «технарей». По мнению преподавателей, использование подобного формата влечет не только лучшее усвоение материала учащимися, но и создает позитивный образ химии, тем самым стимулируя дальнейшее ее изучение.
Так, например, курс лекций «Научные основы кулинарии» (см. видео на www.seas.harvard.edu/cooking) от знаменитого Гарвардского университета включает в себя не только практические и теоретические занятия студентов и школьников, но и еженедельные, открытые для широкой публики, совместные выступления ученых Гарварда и приглашенных шеф-поваров.
В результате многие из детей и взрослых, посетивших эти научно-познавательные шоу, открыли для себя заново интерес к возможностям и достижениям современной науки.
Сегодня вкладом «Открытой» газеты в популяризацию «кухонной» химии станет наш рассказ об одном из самых распространенных на земле химических процессов – реакции Майяра, названной так в честь открывшего ее французского ученого Луи Камилла Майяра (1878-1936).
Каждый день миллионы людей по всему миру, жарят ли они на сковороде мясо, выпекают ли в духовке хлеб или готовят во фритюрнице хрустящий картофель, сами того не подозревая, проводят это химическое превращение. Именно благодаря реакции Майяра наша еда обретает ту золотистую корочку и характерный аромат, что так выгодно отличает приготовленную на огне пищу.

 

Желаемое за действительное
Началось все сто лет назад в Парижском университете. Работая в то время над докторской диссертацией, Луи Майяр искал химические пути получения пептидных (белковых) молекул. Обнаружив тогда, что в результате кипячения водных растворов природных сахаров с различными аминокислотами (строительные «кирпичики» для белков) образуются некие сложные светло-желтые соединения, ученый поспешил предположить, что последние как раз и являются искомыми пептидами. И хотя ошибочность этого утверждения была осознана вскорости самим Майяром, лишь в 1953 году американский химик Джон Эдвард Ходж (1914-1996) сумел выяснить, что же происходит и какие продукты образуются в реакции Майяра на самом деле.

 

Возможностей – не счесть
Как оказалось, взаимодействие аминокислот (точнее, их аминогрупп) и сахаров представляет собой сложный трехступенчатый процесс. На последнем этапе у образующихся промежуточных соединений есть несколько вариантов того, как себя повести и во что превратиться. С точки зрения «кулинарной» химии интерес представляют реакции, ведущие к образованию низкомолекулярных летучих соединений (ответственны за аромат приготавливаемой пищи) и процессов, конечным продуктом которых являются темноокрашенные полимерные соединения, так называемые меланоидины (от греч. меланос – черный). Именно они являются основным компонентом любой золотисто-коричневой корочки, возникающей при термической обработке продуктов, будь то кофейные зерна, сдобное тесто или пивной солод.
Хотя реакция Майяра протекает и при комнатной температуре, оптимальной (с кулинарной точки зрения) для нее является интервал 110-170°С. Выше 180°С в значительных количествах начинает образовываться акриламид – соединение, которое, как показали исследования, вызывает раковые заболевания у лабораторных крыс. Помимо температуры существенное влияние оказывают также условия проведения процесса (кислотность среды, содержание воды и т.д.), а также природа взаимодействующих между собой сахаров и аминокислот.
По причинам, указанным выше (сложный механизм реакции, сильная зависимость от внешних факторов и т. д.), даже в условиях химической лаборатории, не всегда возможно точно предсказать состав и строение конечных соединений в реакции Майяра. Однако по-настоящему сложной ситуация становится, когда в дело включаются одновременно 5-6 исходных сахаров (мальтоза, фруктоза, глюкоза и т.д.) и десятка два аминокислот, присутствующих в большинстве продуктов питания.
В этом случае количество возможных соединений, образующихся по реакции Майяра, может исчисляться сотнями и тысячами. За счет этого и достигается все то многообразие и богатство вкуса и запаха приготовленной на огне пищи, что пленило когда-то наших предков.

 

Не еда, а сплошная химия
Отказавшись от сыроедения, человечество, таким образом, прочно «связало» свою судьбу с реакцией Майяра. Хлеб и кофейные зерна, мясо и картофель, пиво и молоко – все, что так или иначе подвергается высокотемпературной тепловой обработке, своим вкусом и запахом обязано в значительной мере меланоидинам и летучим низкомолекулярным соединениям, образующимся в результате этого процесса.
Однако задолго до того, как это стало известно ученым, повара и хозяйки в любом уголке мира неплохо представляли, как, манипулируя пищевыми продуктами и условиями их приготовления, можно, выражаясь современным языком, повлиять на ход и распределение конечных продуктов.
Так, смазывая поверхность пирогов яичным белком или молоком с целью получить румяную аппетитную корочку, хлебопекари, по сути, вводят в «систему» дополнительный источник протеинов (аминокислот), ускоряя тем самым протекание реакции. В свою очередь, характерный вкус и цвет традиционных немецких претцелей достигается погружением их в холодный разбавленный раствор гидроксида натрия (каустической соды). Делается это, как мы знаем сегодня, опять же для облегчения процесса Майяра путем создания благоприятной щелочной среды.
По той же самой причине щепотка пищевой соды, добавленная в ходе обжарки лука или приготовления дульче де лече (вареная сгущенка), существенно сокращает время карамелизации (образования меланоидинов) этих продуктов.

 

Медленно, но верно
Мир реакции Майяра не ограничивается, однако, кухонной плитой. Сахара и аминокислоты реагируют между собой и при комнатной температуре, хотя довольно медленно. Так, во время Второй мировой войны американские солдаты нередко жаловались на неприятный вкус выдаваемого им яичного порошка.
Как выяснили ученые, именно продукты «вялотекущей» реакции Майяра, накапливающиеся в порошке во время его хранения на складе, были ответственны за порчу солдатского рациона. А начиная с середины 1960-х годов взаимодействием сахаров и аминокислот заинтересовались медики.
Согласно имеющимся сегодня данным, при определенных условиях (диабет, пожилой возраст) продукты этой протекающей и в нашем теле реакции способны приводить к развитию катаракты (помутнение хрусталика) и вызывать различные сердечно-сосудистые осложнения.

 

Александр ЛЕОНТЬЕВ



Поделитесь в соц сетях


Добавить комментарий