TEMA: Medición del grado de pardeamiento no enzimático y factores que lo modifican.

Objetivo:Determinación de las características y

cinética de generación de compuestos fluorescentes y pigmentos marrones (productos finales) provenientes de la Reacción de Maillard.

Selección de los intermediarios adecuados para la determinación del avance de la reacción.

Caramelización.

La caramelización o pirolisis de los azúcares monosacáridos se da cuando se calientan por encima de su temperatura de fusión,

Condiciones de la Reacción de Maillard.La reacción se acelera en condiciones de alcalinidad y alcanza

un máximo de velocidad a pH 10.Las T° elevadas también la aceleran, pero su Ea es baja, por lo

que también se observa a bajas T°, aun en condiciones de refrigeración.

Los alimentos de humedad intermedia son los más propensos, pues una Aw < de 0.6 no permite la movilidad de los reactantes, mientras que en una Aw > de 0.9 el agua, por ser producto de la propia reacción, ejerce una acción inhibidora.

Los aa serán más reactivos conforme aumente el tamaño de la cadena y tengan más de un grupo amino.

Los azúcares reductores que más favorecen la reacción de Maillard son, primero, las pentosas y, luego, las hexosas; asimismo, las aldosas actúan más fácilmente que las cetosas, y los monosacáridos son más eficientes que los disacáridos.

Finalmente, metales como el cobre y el hierro tienen un efecto catalizador.

Fases de la reacción

Resultados y Análisis.

Grafica 1. Solución A. - Grafica 2. Solución B.

A Sacarosa pH 4

TIEMPO

ABSORBANCIA

FLUORESCENCIA ()

0 0.01 6.6020 0.01 6.9050 0.02 7.6080 0.41 39.00

B Sacarosa pH 7

TIEMPO

ABSORBANCIA()

FLUORESCENCIA

()

0 0.01 0.0020 0.00 0.0050 0.01 7.6080 0.12 34.00

Las soluciones A y B, contienen Sacarosa pero, a pH distintos (A: 4 y B: 7). En la solución A, podemos observar reacciones de Caramelización o Pirólisis en medio ácido. A tiempo inicial existe Hidrólisis química de la Sacarosa (Glucosa y fructosa), producida por la acidez, temperatura elevada (por encima del punto de fusión) y presencia de agua, reunidos estos factores en función del tiempo, permitirán cambios anoméricos, alteraciones del tamaño del anillo y ruptura de los enlaces glicosídicos, posterior a ello se dará la formación de compuestos cíclicos anhidros (levoglucosano) y dobles enlaces en los anillos (forma intermediaria de los furanos). Es en esta etapa de formación de nuevo compuestos (que en su estructura poseen dobles enlaces conjugados), se puede determinar marcadores de caramelización, ya que estos son capaces de absorber luz y por lo tanto color, reflejándose esta reacción en la gráfica, dónde empiezan a observarse, ya al inicio, indicadores de la reacción aumentando los compuestos fluorescentes a los 50 minutos de iniciado el experimento.

  De forma similar en la Gráfica 2 Solución B, donde probablemente

existe una Caramelización menos pronunciada debido al aumento del pH (7), también se producen isomerizaciones de los azúcares y fragmentaciones de las cadenas. En tiempo final (t: 80), se observa una disminución en los valores de absorbancia y fluorescencia (comparado con la Gráfica 1) debido a que, en este tipo de caramelización, se obtiene compuestos que con menor índice de absorbancia (el caramelo obtenido es más claro que el anterior). Aquí no existen compuestos fluorescentes iniciales, sin embargo a los 50 minutos ya comienzan a aparecer.

Gráfica 3. Solución C. - Gráfica 4. Solución D.

C Sacarosa + Glicina pH 4

TIEMPO

ABSORBANCIA()

FLUORESCENCIA

()0 0.0108 4.40

20 0.0044 5.7550 0.03 11.3080 0.137 37.80

D Sacarosa + Glicina pH 7

TIEMPO

ABSORBANCIA()

FLUORESCENCIA

()0 0.00 3.1020 0.01 5.4550 0.05 27.3080 0.17 51.75

Las soluciones C y D, contienen Sacarosa + Glicina pero, a pH distintos (C: 4 y D: 7). Tenemos la presencia de un azúcar (no reductor), y de glicina (aminoácido), donde probablemente se puede dar Maillard, sin embargo, para que esta reacción ocurra, primero debe darse la hidrólisis de la sacarosa (glucosa y fructosa), que será óptima en pH 4, pero la reacción de Maillard será mejor en pH 7.

 Entonces en la solución C, con pH ácido hay hidrólisis de

Sacarosa, pero el grupo amino se encuentra protonado impidiendo la formación de glicosilaminas. Aquí la reacción de Maillard si se presenta, pero es muy lenta.

En cambio en la solución D, en función al tiempo existe en un momento la hidrólisis de la sacarosa. En el t: 50, los valores de fluorescencia se elevan, probablemente indicando la aparición de compuestos fluorescentes (si hubo reacción de Maillard).

Gráfica 5. Solución E. - Gráfica 6. Solución F.

E Glucosa pH4

TIEMPO

ABSORBANCIA

()

FLUORESCENCIA

()0 0.01 1.00

20 0.00 0.8050 0.03 3.6080 0.04 12.00

F Glucosa pH 7

TIEMPO

ABSORBANCIA

FLUORESCENCIA

0 0.01 0.0020 0.01 0.0050 0.10 19.2080 0.63 705.00

Las soluciones E Y F, contienen Glucosa a pH distintos (E: 4 y F: 7). La glucosa es una azúcar reductora que presenta reacciones de pardeo más intenso en la escala alcalina, por ello se observa en la gráfica 6, Solución F, a pH 7 existen mayores índices de absorbancia y fluorescencia, mostrándose como un indicador temprano de reacciones de Caramelización.

Gráfica 7. Solución G. - Gráfica 8. Solución H.

Glucosa + Glicina pH 4

TIEMPO

ABSORBANCIA

FLUORESCENCIA

0 0.01 0.0020 0.01 0.0050 0.04 9.9180 0.109 34

H Glucosa + Glicina pH 7

TIEMPO

ABSORBANCIA

FLUORESCENCIA

0 0.00 4.5020 0.04 36.2550 35.95 1680.0080 62.45 5600.00

Las soluciones G y H, contienen Glucosa (azúcar reductora)+ Glicina (aminoácido) pH distintos (G: 4 y H: 7), evidentemente se presentan medios óptimos para la Reacción de Maillard, sin embargo en la gráfica 7, solución G a pH 4 la presencia de compuestos fluorescentes es menor con relación a pH 7, esto debido al efecto del pH sobre la reacción.

El pH en la reacción de Maillard es primordial, a pH mayores habrá un mayor descenso del nitrógeno amínico.

La gráfica 8, Solución H, presenta las mejores condiciones para que la Reacción de Maillard se produzca, los valores de fluorescencia lo demuestran observándose un ascenso de estos conforme pasaba el tiempo, pudiendo considerarse a la fluorescencia como un indicador temprano de la reacción (existe fluorescencia aún antes de observarse Absorbancia).

Gráfica de Absorbancia a 420nm en función del tiempo para todas las muestras juntas.

El pardeo en azúcares reductores (disacáridos y monosacáridos) es mucho más intenso, cuando existe un pH inicial alcalino, la sacarosa a pH inicial ácido presenta índice mayores (debido a la reacción de hidrólisis que inicialmente tiene que atravesar).

El incremento de la Temperatura influye en el aumento de los índices de coloración, siendo más representativo cuando interactúan monosacáridos (glucosa).

Gracias.