마이야르반응 [ Maillard reaction ]

*출처 : 인터넷 과학신문 사이언스타임즈 2005. 2. 10자

 

마이야르반응 [ Maillard reaction ]

Amino-carbonyl 반응이라고도 한다. 1912년 프랑스의 생화학자 L. C. Maillard(마이야르)가 처음으로 보고하였다. 환원당과 아미노산, 펩티드, 단백질 등의 아미노기를 갖는 화합물 사이에서 일어나는 식품의 대표적인 성분간 반응이다. 식품의 가열처리, 조리 혹은 저장 중 일어나는 갈변이나 향기의 형성에 관여하고 있다. 우선 환원당의 카보닐기와 아미노기가 축합하여 질소배당체를 거쳐 Amadori 전위화합물이 생긴다. 이것이 분해하여 3-deoxyosone 등의 반응성이 풍부한 dicarbonyl을 생성하고 이것이 다시 아미노화합물과 반응하여 종합반응을 거쳐 갈색의 melanoidin을 형성한다. 간장, 된장, 빵, 쿠키, 커피 등 갈변된 식품에는 Amadori 전위화합물, dicarbonyl, melanoidin 등의 Maillard 반응생성물이 포함되어 있다. Maillard 반응은 식품의 가공, 조리에 있어서 바람직한 빛깔이나 향기를 생성하고 품질형성에 중요하지만 식품의 저장 중 반응이 진행하면 품질이 손실되게 된다. Maillard 반응은 식품만이 아니고 토양 등의 자연 환경이나 생체 내에서도 일어난다. 혈당치가 상승하는 당뇨병의 경우는 생체 내에서 Maillard 반응이 진행하여 건강상 바람직하지 못한 영향을 미치게 한다.
 * 출전 : 식품과학기술대사전 한국식품과학회 저, 2008

루이 카미유 마이야르(Louis Camile Maillard)는 음식에 관한 연구는 한번도 한 적이 없는 사람이다. 그는 생물 세포의 생화학 분야에 몰두한 의사였다. 그는 세포 속에서 발견되는 아미노산과 당이 어떻게 반응하는지에 대해 연구 했다. 마이야르의 사망 후에 요리 과정에서 생기는 모든 고기의 향기는 아미노산과 당의 반응에서 생겨난다는 사실이 밝혀졌고 마이야르가 이 분자에서 선구적인 연구를 한 탓에 이처럼 이와 관련된 모든 복잡한 반응에 그의 이름이 붙게 됐다. 그리고 식품에 관한 어떤 교재를 보더라도 그의 이름은 반드시 나온다.

마이야르 반응에서 만들어지는 거의 모든 분자(지금까지 1000가지 이상이 확인됨)는 '향기' 분자로 분류하기에 조금도 손색이 없을 만큼 휘발성이 강하다. 그만큼 이 반응들은 대단히 복잡하며, 많은 과학자들의 연구에도 불구하고, 아직도 자세한 과정은 밝혀지지 않았다.

 

1. 반응에 관여하는 당과 아미노산의 종류가 매우 다양하다.
2. 한가지 당과 아미노산 쌍에서 만들어지는 실제 생성물은 반응 온도, 산성도, 옆에 있는 다른 화학 물질 뿐만 아니라

   운에도 좌우된다.

 

다시 말 하면 똑같은 재료로 요리를 해도, 온도와 환경에 따라 다른 향기를 만들어 낼 수 있다.
따라서 이러한 복잡성이 오히려 요리사에게는 다양한 가능성을 제공하게 된다.
 

마이야르 반응이 일어나기 위한 필수 조건으로 당 분자의 카보닐 그룹과 단백질 분자의 아미노 그룹이 모두 존재 해야 한다.
그리고 반응이 일어나는 아미노산은 어떤 단백질에 든 것이라도 가능하고, 당은 어떤 탄수화물에 든 것이라도 가능하다.

- 마이야르 반응의 메카니즘

   첫번째 단계(Primary step) - 당류화 amino화합물의 축합 반응(condensation reaction)
   과당, 유당, 맥아당, 포도당과 같은 이른바 환원당과 단백질 사이의 축합 반응이 일어난다.

 

   두번째 단계(Intermediate step) - 마이야르 반응의 중간단계에서 HMF의 형성
   당의 고리들이 풀리면서 그 결과로 생긴 알데히드와 산이 아미노산과 만응하여 다양한 화합물을 만든다.

 

   세번째 단계(Final step) - Aldol형 축합반응(alsol type condensation)과 Strecker형 반응
   새로 생긴 이 분자들이 반응을 일으켜 주요 향기 화합물을 만들어 내고 멜라노이딘 색소를 형성한다.

 

커피 로스팅시 일어나는 '마이야르 반응'

 

생두(Green Bean)를 로스팅 할 때 생두에 포함되어 있는 미량의 아미노산이 환원당인'Sucrose'와 'Polysaccharides'등과 작용하여 갈색의 중합체인 멜라노이딘을 만드는 마이야르 반응이 일어난다.
이 멜라노이딘에 의해 외관상 볼 때 로스팅된 커피는 검붉은 짙은 갈색을 띄게 되는 것이다.
이 반응의 결과, 향을 느끼지 못했던 생두와 비교해 '휘발성 방향족 화합물(Volatile Aroma)'이 생성되어 커피 향을 만들어 낸다.

생두는 생산지와 해마다 바뀌는 자연적 기후요소에 의해 각각의 콩의 크기와 밀도와 경도가 달라지는데, 사용하고자 하는 생두의 정보를 잘 따져보고 이에 맞춰서 로스팅을 진행 한다면 당연히 맛과 풍미가 뛰어난 커피가 될것이다.
또한 로스팅 후 생성된 '카페올(Caffeol)'이 원두의 표면을 코팅한 상태로 로스팅 되었다면 콩의 내부의 산화를 방지하여 더욱 맛있는 커피를 맛 볼 수 있다고 한다.

[출처] 마이야르 반응을 지배 하는자 맛을 지배한다.|작성자 나이트스카이