مواد غذایی چرا قهوه ای می شوند؟
واکنش‌های قهوه‌ای شدن در موادغذایی مختلف از جمله گوشت، ماهی، میوه و سبزی در زمان‌های پخت، فراوری ونگهداری باعث کاهش ویژگی‌های حسی محصول، در نتیجه بروز تغییراتی در رنگ، عطر، طعم و خواص تغذیه‌ای آنها می‌گردد. این تغییرات معمولا باعث محدود شدن زمان ماندگاری محصولات غذایی می‌شود. واکنش‌های قهوه‌ای شدن در مواد غذایی از نظر شیمیایی به دو گروه تقسیم‌بندی می‌شوند:
1- واکنش‌های قهوه‌ای شدن آنزیمی
گروه اول یا واکنش‌های قهوه‌ای شدن آنزیمی، در محصولاتی چون زرد آلو، سیب، هلو، گلابی، موز، انگور و سبزیجاتی مانند سیب‌زمینی، قارچ، کاهو و فرآورده‌های دریایی مانند میگو رخ می‌دهد. ایجاد برشش و پوست کندن و یا آسیب‌دیدگی و له‌شدگی این محصولات، باعث آزاد شدن آنزیم پلی فنولاز موجود در بافت آنها می‌شود، این آنزیم در حضور اکسیژن هوا باعث اکسیده شدن ترکیبات مونوفنولی موادغذایی نامبرده و ایجاد ترکیبات جدیدی به نام کینون‌ها می‌شود. کینون‌ها در نهایت باعث تولید پیگمان‌های رنگی قرمز و قهوه‌ای، و رنگی شدن مواد غذایی می‌گردند.
یکی از راه‌های جلوگیری از بروز قهوه‌ای شدن آنزیمی درمیوه جات و سبزیجات، جلوگیری از تماس اکسیژن با بافت آسیب دیده می‌باشد. برای مثال قرار دادن سیب زمینی پوست کنده در داخل آب. همچنینن قرار دادن میوه وسبزی در یخچال هم از بروز این واکنش جلوگیری می‌کند. در صنعت هم از روش‌های مختلفی برای جلوگیری از این واکنش استفاده می‌شود. مانند غیر فعال کردن آنزیم یا جلوگیری از تماس اکسیژن با محصول. البته وقوع این واکنش در تهیه محصولاتی چون چای، قهوه و کاکائو مفید و مطلوب می‌باشد، زیرا رنگ، عطر و طعم مطلوب برای فرآورده ایجاد می‌نماید.
2- واکنش‌های قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی
نوع دیگر واکنش‌های قهوه‌ای شدن، واکنش قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی می‌باشد که به چندین روش ممکن است رخ بدهد:
الف: کاراملیزاسیون یا پیرولیز قندهای موجود در مواد غذایی در اثر حرارت بالا، که باعث بروز رنگ قهوه‌ای در ماده غذایی می‌شود و ترکیب رنگی حاصله، همان کارامل شناخته شده می‌باشد که در صنایعع غذایی به عنوان رنگ دهنده کاربرد دارد.
ب: نوع دوم واکنش قهوه‌ای شدن غیرآنزیمی ناشی از تجزیه گرمایی اسید اسکوربیک موجود در ماده غذایی می‌باشد که می‌تواند در حضور هوا و یا در شرایط بی‌هوازی رخ بدهد. وقوع این واکنش باعثث تخریب کامل این ویتامین ضروری می‌گردد.
ج: نوع سوم و مهمترین نوع واکنش قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی، واکنش میلارد (نام کاشف فرانسوی واکنش) می‌باشد. این واکنش در طیف وسیعی از مواد غذایی مانند انواع نان و بیسکویت، کیک‌ها، مغز‌ها و گوشت‌ها رخ می‌دهد و فرآورده‌های ناشی از آن، وارد رژیم غذایی روزانه افراد جامعه می‌شود.
از زمان کشف واکنش قهوه‌ای شدن در سال 1912 توسط میلارد، دانشمندان علوم غذایی بر روی مکانیسم‌های قهوه‌ای شدن، اثرات آن بر خواص ارگانولپتیکی، ظاهری، شیمیایی و صنعتی غذاها تحقیقاتت بسیاری را انجام داده‌اند، ولی اثرات آنها در تغذیه و سلامت انسان کمتر مورد توجه بوده است.
قهوه‌ای شدن غیرآنزیمی یا واکنش میلارد در علم غذا بسیار مهم می‌باشد و نتیجه آن می‌تواند مطلوب یا نامطلوب باشد. این واکنش بیشتر میان پروتئین‌ها و قندهای احیاکننده موجود در غذا انجام می‌گیرد و در نهایت به ایجاد ترکیبات رنگی و برخی مواد طعم‌زا در ماده غذایی منتهی می‌گردد. این واکنش در برخی مواد که رنگ و طعم ناشی از آن مهمتر می‌باشد، مانند تشکیل پوسته نان مفید، ولی در قهوه‌ای شدن شیر استرلیزه شده و تبخیر شده نامطلوب می‌باشد. تغییرات تغذیه‌ای ناشی از این واکنش شامل تغییر در متابولیسم پروتئین‌ها، اختلال در متابولیسم مواد معدنی، بروز مسمومیت، تولید مواد موتاژن وکارسینوژن وتخریب اسید اسکوربیک می‌باشد.
تاثیر واکنش میلارد درکاهش ارزش تغذیه‌ای پروتئین‌ها
واکنش میلارد به چند طریق باعث کاهش ارزش تغذیه‌ای و کفایت پروتئینی موادغذایی می‌گردد. اول اینکه این واکنش بین اسیدآمینه آزاد پروتئین‌ها و یک قند احیاکننده مانند گلوکز موجود در مواد غذایی رخ می‌دهد، بنابراین اسیدآمینه درگیر در این واکنش، ارزش تغذیه‌ای خود را از دست می‌دهد. برای مثال ایجاد رنگ قهوه‌ای در پوسته نان، نشان‌دهنده وقوع این واکنش بین پروتئین گندم (گلوتن) با کربوهیدرات‌هایی مانند گلوکز می‌باشد. در این میان اسیدآمینه لیزین به دلیل دارا بودن گروه آمین آزاد، به سهولت در این واکنش وارد شده و نابود می‌گردد. به طوری که میزان نابودی این اسیدآمینه طی پخت نان 25 درصد، در بیسکویت 61 درصد و در شیر خشک حدود 40 درصد می‌باشد. از آنجاییکه لیزین یک اسید آمینه ضروری است و بعضی از مواد غذایی به طور طبیعی دچار کمبود آن می‌باشند، نابود شدن آن طی نگهداری یا فرایند تهیه کردن مواد غذایی به ویژه در طبقات اجتماعی آسیب‌پذیر مسأله‌ساز می‌باشد.
تاثیر بر هضم پروتئین‌ها:
در اثر ایجاد اتصال بین اسید آمینه پروتئین و عامل احیا کننده کربوهیدرات، قابلیت هضم پروتئین‌ها کاهش یافته و بدین ترتیب ارزش پروتئینی مواد غذایی کم می‌گردد. ترکیبات جدید حاصله قابل شناسایی برای آنزیم‌های هضمی نمی‌باشند.
تاثیر بر آنزیم‌های پپتیداز: برخی از ترکیبات به دست آمده از واکنش میلارد از فعالیت آنزیم‌های پروتئو لیتیک مانند آنزیم‌های پپسین، تریپسین و کربوکسی پپتیداز جلوگیری می‌کنند. بنابراین، این واکنش نه تنها مستقیما با درگیر کردن برخی از پروتئین‌ها ارزش غذایی را کاهش می‌دهد، بلکه از هضم سایر پروتئین‌های موجود در غذا هم که وارد این واکنش نشده‌اند، جلوگیری می‌کند.
تخریب اسیداسکوربیک (ویتامین C ):
در غذاهایی که مستعد واکنش میلارد می‌باشند، معمولا تخریب اسید اسکوربیک ( ویتامین C )، به‌طور کامل انجام می‌شود.
اختلال در متابولیسم موادمعدنی:
پیگمان‌های قهوه‌ای پلیمریکی که طی واکنش میلارد تولید می‌شوند (ملانوئیدین‌ها)، به صورت عوامل باندشونده با کاتیون‌های فلزی عمل می‌کنند که از این طریق بر فراهم زیستی موادمعدنی اثر می‌گذارند. نشان داده شده است که رژیم‌های حاوی فرآورده‌های میلارد، باعث اختلال در جذب کلسیم و افزایش دفع ادراری آن شده‌اند، بنابراین مصرف مواد غذایی که دستخوش واکنش میلارد شده‌اند، جذب مواد معدنی موجود در رژیم غذایی را کاهش می‌دهد.
مسمومیت‌زایی فرآورده‌های میلارد:
متابولیت‌های حاصل از واکنش میلارد برای بدن سمی می‌باشند و عوارض متعددی را ممکن است سبب شوند، برای مثال کاهش وزن، نکروز کبدی، هپاتومگالی (بزرگ شدن کبد) و نفرومگالی (بزرگ شدن کلیه) در موش‌های تغذیه شده باغذاهای حاوی فرآورده‌های میلارد گزارش شده است. تحقیقات در مورد اثر مسمومیت‌زای آنها در مورد انسان در حال انجام می‌باشد.
موتاژن‌زایی و سرطان‌زایی فرآورده‌های میلارد:
فرآورده‌های ناشی از واکنش میلارد در سیستم‌های آزمایشگاهی باعث بروز سرطان و جهش‌های ژنتیکی شده است که موتاژن زایی فرآورده‌های میلارد مربوط به قسمت آلکیل ایمیدیازول این فرآورده‌ها و آمین‌های آروماتیک (که از طریق حرارت دادن آمینواسیدها تولید می‌شوند)، می‌باشد.
تاثیر متقابل واکنش میلارد و اکسیداسیون چربی‌ها:
واکنش میلارد و پراکسیداسیون چربی‌ها دو واکنش مهم شیمیایی می‌باشند و معمولا با هم تداخل دارند. لیپیدها به دلیل توانایی اکسید شدن در واکنش میلارد تاثیر گذار هستند، همچنین فرآورده‌هایی میلارد بر اکسیداسیون چربی موثرند. این فرآورده‌ها در برخی حالات باعث تسریع اکسیداسیون و در مواقعی باعث کاهش سرعت آن می‌شوند.
اثرات مفید واکنش میلارد:
در کنار تاثیرات مضر واکنش میلارد خواص مفیدی هم برای آن ذکر شده است که اکثرا کاربرد صنعتی دارند، برای مثال برخی از فرآورده‌های واکنش میلارد خاصیت آنتی‌اکسیدانی بسیار قوی دارند و مانع اکسیداسیون LDL در بدن می‌شوند و عامل موثری در جلوگیری از آترواسکلروز و سایر بیماری‌های ناشی از استرس اکسیداتیو می‌باشند. همچنین برخی از ترکیبات به دست آمده از این واکنش باعث بهبود و تخفیف عوارض ناشی از هلیکوباکترپیلوری در مدل‌های تجربی شده است و می‌توان آنها را جایگزین درمان دارویی فعلی نمود.
نتیجه گیری:
همان طوری که می‌دانیم، هدف از تغذیه، تنها مصرف یک فرآورده غذایی نیست، بلکه این فرآورده از لحاظ کیفی نیز باید دارای ویژگی‌های خاصی باشد و در کنار رنگ، طعم و خواص ظاهری مطلوب، دارای خواص تغذیه‌ای مناسبی هم باشد، چه بسا فرآورده‌هایی که از لحاظ ظاهری تمامی ویژگی‌های محصول مورد نظر را دارا هستند، ولی فاقد ارزش تغذیه‌ای قابل توجهی می‌باشند و حتی گاهی مضر هم هستند. یکی از واکنش‌هایی که در سطح وسیعی در حین فراوری مواد غذایی رخ می‌دهد، واکنش میلارد است. عوامل متعددی در بروز این واکنش نقش دارند، از جمله روش پخت مواد غذایی و درجه حرارت مورد استفاده، به طوری که کباب کردن در دمای 225 درجه سانتیگراد و سرخ کردن در دمای 177 درجه سانتیگراد، باعث افزایش سرعت وقوع واکنش می‌شوند و بعد از آنها، روش‌های برشته کردن و آبپز کردن قرار می‌گیرند.
بنابراین آبپز کردن مواد غذایی روشی ایمن برای تهیه مواد غذایی می‌باشد. در بین عوامل موثر در سرعت واکنش میلارد، درجه حرارت پخت و روش پخت، موثرتر از زمان پخت می‌باشند. افزایش درجه حرارت به شکل مشخصی باعث تسریع واکنش میلارد می‌گردد.
خشک بودن ماده غذایی و کم بودن رطوبت هم از دیگر عوامل تسریع‌کننده این واکنش است و این امر دلیل دیگری بر ترجیح روش آبپز کردن نسبت به سایر روش‌ها می‌باشد، همچنین این واکنش در PH خنثی تسریع می‌شود و با کاهش PH به سمت اسیدی از سرعت واکنش کاسته می‌شود.
بنابراین می‌بایست در تغذیه روزمره سعی شود در کنار انتخاب ماده اولیه مناسب از روشی ایمن جهت فراوری مواد غذایی استفاده گردد تا از تشکیل ترکیبات مضر جلوگیری شده و ارزش تغذیه‌ای ماده غذایی هم بالا برود.
گردآوری: گروه سلامت سیمرغ
seemorgh.com/health
منبع: zendegionline.ir