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La réaction de Maillard est, aujourd’hui, connue comme étant un ensemble complexe de réactions mettant en œuvre, dans des substrats biologiques ou agroalimentaires, des composés présentant des groupements réducteurs ( aldéhydiques ou cétoniques), et des composés aminés qui réagissent entre eux pour produire des substances aromatiques et colorées. Les composés à groupement carbonyle (C=O) peuvent être des carbohydrates ( sucres ) ou des produits d’oxydation des lipides. La fonction amine peut provenir d’acides aminés proprement dits, des protéines ou d’amines naturelles ou exogènes. Cette réaction est aussi dénommée « brunissement non-enzymatique ». Les principales étapes des réactions successives ou simultanées qui se produisent ont été décrites pour la première fois par J.E.Hodge (Chemistry of browning reactions in model systems. J. Agric. Food Chem. ,1953, 1, 928-943 ). La première étape comprend la condensation d’un acide aminé avec un sucre réducteur ; pour former des produits de réarrangement de Amadori ou de Heyns. La seconde étape regroupe au moins 4 voies de dégradation des produits issus de ces réarrangements . Elles dépendent du substrat et constituent, elles-mêmes un ensemble complexe de déshydratations, éliminations, cyclisations, fragmentations,…conduisant à un pool de molécules intermédiaires et de composés de flaveur. La troisième étape correspond à la formation des pigments dénommés souvent « mélanoïdines »et qui sont, sur le plan chimique, des acides polycarboxyliques insaturés. La production des molécules aromatiques apparaît dans les enchaînements réactionnels et correspond à des espèces chimiques telles que l’hydroxyméthylfurfural, les dihydropyranones, les furanones, le pyruvaldehyde ou la diméthylpyrazine. Parmi les paramètres qui influencent l’amplitude ou la vitesse des réactions, on peut citer :
- la nature des sucres, On sait aussi, que le dioxyde de soufre, libre ou sous forme de sulfites, retarde ou même inhibe la formation de pigments. Son usage est, cependant, limité par la réglementation. Dans les aliments, ces réactions sont recherchées (et contrôlées) dans le but d’améliorer les qualités sensorielles de certains aliments (viande rôtie, pommes de terre frites, croûte du pain, café torréfié,…). Dans certains cas, on considère que les effets sont défavorables (brunissement lors du chauffage prononcé du lait ou des sirops et jus de fruits, ou lors du séchage des poudres de lait, de la viande ou des farines de poisson). On peut noter que ces réactions, accélérées par la chaleur, sont associées aux traitements thermiques des aliments (pasteurisation, stérilisation, séchage, cuisson,…) Dans le domaine de la nutrition, il a été montré que certains produits de la réaction de Maillard dans les aliments pouvaient avoir une activité anti-oxydante, mais que d’autres pouvaient présenter une certaine toxicité. Il a aussi été prouvé que la réaction entraînait la destruction de la vitamine C et une perte de valeur nutritive des aliments, du fait de la perte en sucres et en acides aminés essentiels. On a aussi mis en évidence des effets de certains produits de la réaction sur le métabolisme des minéraux ( le zinc, en particulier). Enfin, des molécules telles que des amines hétérocycliques, isolées de viande ou poisson grillé, ont, dans des conditions expérimentales, montré des propriétés mutagènes et carcinogènes. Des travaux très actuels examinent les risques de développement de cancers chez l’Homme, sachant que, à l’opposé, l’apparition de substances anti-oxydantes contribue à leur réduction. In-vivo, c’est-à-dire, dans les cellules et dans l’organisme, la réaction de Maillard apparaît comme intervenant dans les processus de lente dégradation de molécules telles que le collagène qui entre dans la constitution des tissus des artères, tendons, peau ,cristallin,…Lors du vieillissement de l’organisme, des cellules telles que, neurones, hépatocytes, myocytes, fibroplastes, lymphocytes, accumuleraient des produits de la réaction de Maillard Cela serait plus important chez les personnes souffrant de diabète et interviendrait dans le développement des cataractes. Pour V.M. Monnier et J.Baynes(1989,Toward a Maillard reaction Theory of Aging. In : Maillard Reaction in Aging. Liss Press Publ. New York), la réaction de Maillard est au cœur de la théorie du vieillissement Enfin, la réaction de Maillard intervient aussi dans les processus de transformation des matières végétales dans les sols et contribue à la formation de l’humus Pour terminer cette courte présentation des connaissances actuelles, voici quelques ouvrages dont la lecture peut être recommandée aux spécialistes : -The Maillard Reaction in Food Processing, Human Nutrition and Physiology. P.A. Finot et Coll., Ed. Birkhäuser Verlag, Basel-Boston-Berlin, 1990 .ISBN 3-7643-2354X -The Maillard Reaction in Foods and Medicine.J.O’Brien et Coll., Royal Soc. Chem.., Cambridge.1998. ISBN 0-85404-733-6. -Maillard reactions in Chemistry, Food and Health. T.P. Labuza et Coll., Royal Soc. Chem., Cambridge.1994.ISBN 0-85186-802-9. On peut aussi signaler que la réaction de Maillard continue de donner lieu à de nombreux travaux de recherche dans le monde Le nombre de publications annuelles, dans des revues scientifiques spécialisées, ou dans des colloques internationaux, s’élève à plusieurs centaines.
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La réaction de Maillard s'applique dans de nombreux domaines différents mais principalement en : |
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