Реакция Майяра для биологически-активных веществ

С образованием коричневых веществ связан цвет многих термически обработанных пищевых продуктов, например, обжаренного кофе и мяса, корочки хлеба, картофельных чипсов и др. (5, с.28).

Окрашенные продукты реакции Майяра подразделяют на две основные группы:

растворимые в воде соединения с молекулярной массой менее 500 Da

растворимые и нерастворимые высокомолекулярные продукты полимеризации и поликонденсации — меланоидины.

Первые индивидуальные окрашенные соединения были выделены из модельных смесей и идентифицированы в начале 70-х гг. прошлого века (5, с.28). Они оказались продуктами конденсации (альдолизация-дегидратация) рассмотренных ранее циклических соединений, образующихся из дезоксиозонов, фуроли пирролальдегидов, 3-фуранонов, α- иβ-пиранонов, схема11.

Схема 11

Высокомолекулярные коричневые продукты реакции Майяра, выделенные даже из «простых» модельных систем, например, глицин/глюкоза (ксилоза), представляют собой сложные смеси олигомеров и полимеров. На состав меланоидинов влияет ряд факторов:

соотношение исходных реагентов, температура и продолжительность реакции, величина рН, тип растворителя (вода, метанол) и др.

Выделение и очистка гомогенных полимеров — сложная экспериментальная задача.

Образование высокомолекулярных меланоидинов может осуществляться путем образования ковалентных связей между низкомолекулярными хромофорами и аминогруппами боковых остатков лизина и аргинина полипептидных цепей (5, с.32). Олигомеризация молекул белка с участием двух остатков аргинина в присутствии глиоксаля и фуран-2-карбоксальдегида (или двух других карбонильных соединений) с образованием окрашенного меланоидина показана в схеме 12.

Схема 12

1 — Полипептидные цепи

2 — Меланоидин

Таким образом, меланоидины, полученные в модельных реакциях, представляет собой очень сложные смеси азотсодержащих и безазотистых полимеров разнообразного строения. В реальных пищевых продуктах состав и строение меланоидинов дополнительно усложняется за счет взаимодействия продуктов реакции Майяра с другими компонентами пищевых систем, например, продуктами окисления липидов.

2 Значение реакции Майяра

Реакция Майяра приводит к образованию множества химических соединений, не существовавших ранее в пищевых системах. Она занимает одно из центральных мест среди других химических реакций, оказывающих влияние на состав качество продуктов питания в процессах их производства и хранения. Это влияние может быть как положительным, так и отрицательным.

Отрицательное влияние реакции Майяра на состав и качество продуктов питания связано с потерей незаменимых аминокислот, образованием поперечных связей в молекулах белков, снижением содержания доступного лизина при образовании соединений Амадори с первичными аминогруппами остатков лизина в полипептидных цепях, образованием мутагенов/канцерогенов и других антипитательных веществ эндогенного происхождения (5, с.36).

Наиболее известным классом пищевых мутагенов / канцерогенов являются гетероциклические амины (соединение 1, схема 13), которые обнаружены в значительных количествах в жареных мясных и рыбных кулинарных изделиях. Одним из сильных канцерогенов является амид акриловой кислоты (соединение 2, схема 13). Образование акриламида происходит в результате реакции Майяра между аспарагином и моносахаридами (5, с.36).

Схема 13

К числу положительных следствий реакции Майяра относится образование сложнейшего комплекса летучих и нелетучих соединений, формирующих характерный флейвор термически обработанных пищевых продуктов (кофе, хлеба, какао, вареного и жареного мяса, жаренного картофеля и др.).

Положительным следствием реакции Майяра является также образование химических соединений, обладающих антиоксидантными, антимутагенами, антибиотическими и антиаллергенными свойствами (5, с.37).

Таким образом, изучение механизмов антиоксидантного действия продуктов реакции Майяра открывает новые возможности для сохранения биологически — активных веществ.

Заключение

Каскад последовательных реакций и параллельных химических реакций, объединенных терминов «реакция Майяра», постоянно дополняется многочисленными новыми экспериментальными данными о продуктах и механизмах элементарных реакций, которые не вписываются в рамки классической схемы Ходжа.

Дальнейшие исследования должны показать, насколько эффективным окажется новый концептуальный подход к описанию и предсказанию химических путей реакции Майяра.

Изучение химических путей реакции Майяра открывает новые возможности для разработки чувствительных аналитических методов контроля состава и качества пищевых продуктов в процессе их производства и хранения, которые могут найти применение в решении вопросов, связанных с экспертизой продовольственных товаров.

Литература

Булдаков А. С. Пищевые добавки. Справочник. — Спб.: «Ut», 1996. -240с.

Кочетков Н. К. Химия углеводов. — М: «Химия» 1967. С.

672.

Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия/ Под редакцией Коробициной И. К. — М: «Мир» 1974. С.

1133.

Сагалович В. П. Химические пути реакции Майяра в пищевых системах: Лекция. — М.: «Изд-во Рос. Экон. Акад.», 2004. — С. 51.

Химия биологически-активных природных соединений / Под редакцией Преображенского Н. А. — М: «Химия» 1976. С.

456.

Флейвор (flavor — англ) -комплексное ощущение в полсти рта, вызываемое вкусом, запахом и текстурой пищевого продукта.