Maillard Reaksiyonları ve Reaksiyon Ürünlerinin ...

1 44 Akademik G da / Academic Food Journal ISSN Print: 1304-7582 Akademik G da 8(6) (2010) 44-51 Derleme Makale / Review Paper Maillard Reaksiyonlar ve Reaksiyon r nlerinin G dalardaki nemi Oktay Y ld z1, H seyin ahin2, Meryem Kara3, Rezzan Aliyaz c o lu4, zlem Tarhan2, Sevgi Kolayl 2 1 Giresun niversitesi, ebinkarahisar Meslek Y ksekokulu, G da Teknolojisi B l m , ebinkarahisar, Giresun 2 Karadeniz Teknik niversitesi, Fen Edebiyat Fak ltesi, Kimya B l m , Biyokimya Anabilim Dal , Trabzon 3 Sel uk niversitesi, umra Meslek Y ksekokulu, eker Teknolojisi B l m , Konya 4 Karadeniz Teknik niversitesi, Eczac l k Fak ltesi, Biyokimya Anabilim Dal , Trabzon E-posta: ZET G dalarda bulunan serbest amino asitlerin, proteinlerin veya peptitlerin serbest amino gruplar ile indirgen ekerler veya lipit oksidasyon r nleri aras nda ger ekle en ve enzimatik olmayan kahverengile me reaksiyonlar Maillard Reaksiyonu olarak bilinir.

2 Maillard Reaksiyonlar n n olu umu reaksiyona giren bile enlerin t r ne, miktar na, ortam pH s , s cakl k ve su aktivitesine ba l olarak de i im g stermektedir. Hidroksimetil furfural (HMF), furfural, melanoidler ve akrilamit Maillard Reaksiyon r nlerinden (MR ) en bilinenleridir. MR ekme in, kurabiyelerin, keklerin, etin, biran n, ikolatan n, patlam m s r n, pilav n lezzetinden k smen sorumlu olmas na ra men ileri bozunma r nlerinin sitotoksik, genotoksik ve karsinojenik zelliklerinden dolay g dalarda olu mas her zaman istenmez. Bununla birlikte son y llarda zellikle erken a amadaki MR lerin faydal y nleri in vitro al malarda rapor edilmi tir.

3 Bu al mada g dalarda ger ekle en Maillard reaksiyonlar hakk ndaki al malar derlenmi ve g dalardaki nemi ortaya konulmu tur. Anahtar Kelimeler: Maillard reaksiyonu, Bal, Hidroksimetil furfural, Antioksidan, Akrilamid Maillard Reactions and Importance of Reaction Products in Foods ABSTRACT Reactions between free amino groups of proteins and peptides and reducing sugars or lipid oxidation products are non-enzymatic reactions called Maillard Reactions . Maillard Reactions may depend on the types and quantity of reactants, and pH, temperature and water activity of medium. Hydroxymethylfurfural, furfural, melanoidins, and acrylamide are the best known Maillard Reaction Products (MRP).

4 MRP are partly responsible for the taste of bread, cookies, cakes, meat, beer, chocolate, pop corn and rice; however, it is not always desired to take place this reaction in foods because of the cytotoxic, genotoxic and carcinogenic effects of the advanced reaction products. Recently, positive attributes of the MRP, especially early reaction products, have been reported in several in vitro studies. In this study, the Maillard Reactions occurring in foods have been reviewed and the importance of this reaction in foods was explained. Key Words: Maillard Reaction, Honey, Hydroxymethylfurfural (HMF), Antioxidant, Acrylamide G R Maillard reaksiyonu indirgen ekerlerin karbonil grubu ile amino asitlerin amino grubunun kondenzasyonu ile ba lar ve erken u ucu r nleri, orta ve y ksek molek l a rl kl polimerleri olu turur [1].

5 Bu kat l m reaksiyonlar amino asitlerle lipit oksidasyon r nleri aras nda da meydana gelir. Lipit oksidasyon r nlerinin Maillard reaksiyonlar ndaki rol indirgen ekerlerin rol ne benzerdir [2]. Spesifik aroma ve renk karakteristiklerine katk da bulunan olu um r nleri Maillard Reaksiyon r nleri (MR ) olarak adland r l r [3,4]. Enzimatik olmayan renk kahverengile meleri/kararmalar olarak da bilinen bu reaksiyonlar pH, reaktantlar n tipi, s cakl k, su O. Y ld z, H. ahin, M. Kara, R. Aliyaz c o lu, . Tarhan, S. Kolayl Akademik G da 8(6) (2010) 44-51 45 aktivitesi gibi fakt rlere ba l olarak renkli veya renksiz Reaksiyon r nleri olu turur [5].

6 Yap lan son al malarda MR lerin zararl etkilerinin yan nda antioksidan, antialerjenik, antimikrobiyal zellikleri gibi faydal etkileri de oldu u da bildirilmektedir. Reaksiyonlar f r nda pi mi (ekmek, kurabiye, kek vb.), k zart lm (et, patates cipsi vb.), retiminde ve/veya sonras nda s l i lem g rm (bal, pekmez, kahve, re el vb.) b t n g dalarda ger ekle ir. Reaksiyonun ger ekle ti i temel g dalar raf mr s resince yava ; s l i lem g rmesi durumunda ise h zla bu reaksiyona girmekte ve MR leri olu maktad r. Olu an r nlerin kompozisyonu pH, asitlik, reaktantlar n kompozisyonu, s cakl k, zaman, oksijenin konsantrasyonu, su aktivitesi (aw) gibi etkenlerle de i mektedir.

7 Al man n amac g dalarda yo un olarak ger ekle en bu reaksiyonlar hakk nda yap lan al malar derleyerek g dalardaki etkilerini ve reaksiyonlar n ger ekle mesini toplu olarak incelemektir. MA LLARD REAKS YONLARININ MEKAN ZMASI Maillard Reaksiyonlar ad n Frans z bilim adam Louis Camille Maillard dan (1878 1936) al r. Maillard , amino asitler ve karbonhidratlar n reaksiyonlar zerinde al m lar yapm ve doktora tezinin bir par as olarak yay nlam t r [6, 7]. Zincirleme veya e zamanl temel Maillard Reaksiyonlar indirgen ekerlerin karbonil grubu ile amino asitlerin amino grubunun kondenzasyonu ile ba lar ve erken u ucu r nleri, orta ve y ksek molek l a rl kl polimerleri olu turur [1,8,9].

8 G da maddelerinin a amal olarak s l i lem g rmesi veya depolanmas esnas nda olu an renk esmerle melerinin ve aroma olu umlar n n sebebi Maillard Reaksiyonlar d r [9-13]. Maillard Reaksiyonlar n n olduk a karma k olmas na ra men genel olarak basamakta meydana geldi i bilinmektedir [1, 8, 11, 13, 14]. lk basamakta eker ve aminoasitlerin kondenzasyon reaksiyonu ( ekil 1) sonucu yap dan suyun uzakla mas yla Schiff baz olu ur. Asit-baz katalizli ve d n ml olan bu reaksiyondan sonra Schiff baz aldozilamine d ner. ekil amino grubu ve karbonil grubu aras ndaki kondenzasyon reaksiyonu [14] Aldozilamin bu a amada.

9 Aldozlar i in Amadori d zenleme reaksiyonlar ile ketozamine (1-amino-1-dezoksiketoz) izomerize olur ( ekil 2). Ketozlar i in ise Heyns yeniden d zenleme reaksiyonlar sonucunda 2-amino-2-deoksialdoz olu ur. ekil 2. Amadori yeniden d zenlemesi [14] kinci basamak renk de i iminin de ba lad basamakt r. Bu basamakta birbirinden farkl ba l ca 3 yol bulunmaktad r. En nemli Maillard ara r nlerinin olu tu u birinci yolda 1 -amino-1-dezoksiketoz ba ka bir aldoz molek l ile reaksiyona girerek daha az stabil olan diketozamine d n r. Diketozamin monofruktozamine ve 3-deoksiosuloz gibi bir ok bile i e par alan r [14, 15, 16] . kinci basama n ikinci yolu Amadori r nlerinin enolizasyonu (bir karbon atomundan kom u karbonil grubunun oksijenine bir protonun g etmesi ile doymam bir alkol yani enol olu mas olay.)

10 Ile ger ekle ir. Bu yol pH n n 7 den d k oldu u durumlarda pentoz ekerlerin furfurala; heksoz ekerlerin de hidroksimetilfurfurala d n mesi ile devam ederken pH n n 7 den y ksek oldu u durumlarda olduk a reaktif r nlere enolize olur [14]. kinci basama n nc yolu Strecker bozulmas ( ekil 3) olarak adland r lmaktad r. Karbonil gruplar n n amino gruplar ile kondanse oldu u ve CO2 olu umu ile karakterize edilebilen bu basamak, ayn zamanda aroma olu umunun da ba lang c d r. Aroman n kayna aldehit ve aldehit t revi bile iklerdir [14, 17]. O. Y ld z, H. ahin, M. Kara, R. Aliyaz c o lu, . Tarhan, S. Kolayl Akademik G da 8(6) (2010) 44-51 46 nc basamak nceki basamakta olu an bile iklerin aminlerle birle mesi, aldollerin kondanse olmas , aldehit ve aminlerin polimerize olmas ve b ylece melanoidin denilen heterosiklik yap daki koyu renkli bile iklerin olu mas d r ( ekil 4).