دانلود رایگان ترجمه مقاله فرآوری مواد غذایی و محصولات واکنش میلارد (نشریه هینداوی 2015)

فرآوری مواد غذایی و محصولات واکنش میلارد: تاثیر بر سلامت انسان و تغذیه

Food Processing and Maillard Reaction Products: Effect on Human Health and Nutrition

1-مقدمه
2- فراوری دانه ی سویا و تشکیل MRPها
3- MRP ها بر روی فراوری شیر
4- فراوری پاستا و MRPها
5- فراوری گوشت و MRPها
6- فراوری دانه قهوه و MRPها
7- فراوری مواد غذایی گیاهی و MRPها
8- برخی دیگر از اثرات غذای مشتق شده از محصولات واکنش میلارد
9- نتیجه گیری و چشم اندازها
تضاد منافع

واکنش میلارد در فرایند پخت، عطر و طعم ایجاد میکند؛ و تقریبا در همه جای صنعت پخت برای زندگی روزانه ی ما برای ایجاد غذای خوش طعم بکار میرود- اغلب واکنش قهوه ای کردن غیر آنزیمی نامیده میشود زیرا در نبود آنزیم روی میدهد- زمانیکه غذاها در دمای بالا فراوری یا پخته میشوند، واکنش شیمیایی بین اسیدهای آمینو و کاهش قندها منجر به تشکیل محصولات واکنش میلارد (MRPs) میشود-بسته به شیوه ای که غذا فراوری میشود، ممکن است هم MRPهای مفید و هم MRPهای سمی تولید شود- لذا، نیاز به شناخت انواع مختلف MRPها و اثرات مثبت و منفی آنها بر سلامتی وجود دارد- در این نقد و بررسی، به طور مختصر بیان کرده ایم فراوری غذا چطور بر تشکیل MRP در برخی غذاهای بسیار رایج اثر میگذارد.
1-مقدمه
واکنش میلارد، به یادبود فیزیکدان و شیمیدان فرانسوی لوئیس کمیل میلارد (1936-1878)که نخستین بار آن را شرح داده است، به این نام نهاد شده است- اغلب به صورت واکنش قهوه کردن غیر آنزیمی تعریف میشود- در حالیکه غذاها در دمای بالا فراوری یا پخته میشوند، یک واکنش شیمیایی بین آمینو اسیدها و قندهای کاهنده روی میدهد که طعم های مختلف و رنگ قهوه ای ایجاد میکند (شکل 1)- لذا اغلب در صنعت غذا به منظور دادن طعمها، رنگها و عطرهای مختلف به غذا بکار میرود.
بر مبنای آثار مرتبط با این موضوع، هاج (1953)، نخستین بار مراحل مشمول در محصولات واکنش میلارد (MRPها) را توصیف کرد، هم چنین تحت عنوان محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته (AGEها) شناخته میشوند- سه مرحله ی اصلی به تشکیل رنگ بستگی دارد- در مرحله ی نخست، قندها و آمینو اسید هم چگال میشوند و پس از چگالش، با بازآرایی آمادوری و کتوز 2- دوکسی1- آمینو 1 (1-amino-1deoxy-2 ketose) تشکیل میشود- در مرحله ی دوم، دی هیدراسیون و قطعه قطعه شدن در مولکولهای قند روی میدهد- آمینو اسیدها هم در این مرحله شکسته میشوند- محصولات تولید شده در اثر تجزيه اتمى بقاياى شکافت هسته اى هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) مثل پیرو والدهید و دیاستیل در این مرحله ی میانی تشکیل میشوند- این مرحله میتواند زرد روشن یابی رنگ باشد- در مرحله ی نهایی، تراکم آلدولی روی میدهد و نهایتا ترکیبات نیتروژنی ناجور حلقه ای شکل میگیرند، ملانوئیدین ها که به شدت رنگین هستند -[1]واکنش میلارد هم چنین میتواند در اندام های زنده روی دهد- گزارش شده است برخی MRPها به طور خاص ملانوئیدینها، دارای اثرات مفیدی بر سلامتی هستند همانند اثرات آنتی اکسیدانی [2]و آنتی بیوتیک- با این حال، برخی گزارشات هم حاکی از این است MRPهایی مثل کربوکسی متیل لیزین (CML) بالا، دیابت و بیماریهای قلبی-عروقی را افزایش میدهند در حالیکه آکریل آمید به صورت یک کارسینوژن واکنش میدهد- [4-6] ترجیح همیشه در حال افزایش غذاهای فوری نسبت به پخت سنتی به چشم میخورد، بویژه بین نسل جدید- گزارش شده است افرادی که مقدار بالایی گوشت فراوری شده، پیتزا یا اسنکها را مصرف میکنند، مقاومت به انسولین و سندروم متابولیک (سوخت و ساز) در آنها در مقایسه با افرادی که از جذب بالای سبزیجات و غذاهای با فراوری پایین برخوردارند، افزایش می یابد [7]- MRPها که میتوانند در طول فراورش غذا تغییر کنند، ممکن است یکی از فاکتورهای مهم برای پیشرفت بیماری یا غلبه بر بیماری ها باشند- در این نقد و بررسی، تغییرات MRPهایی که در طول فراوری غذاها روی میدهد، خلاصه شده است.

9- نتیجه گیری و چشم اندازها
محصولات واکنش میلارد هم دارای اثرات مثبت و هم منفی بر سلامتی هستند- MRPهای گوناگون به عنوان آنتی اکسیدان، ضد باکتری، ضد حساسیت، ضد قهوه ای شدن، اکسایارها و ضد سرطانها عمل میکنند- بیشتر این خواص به فراوری غذا بستگی دارد- گرمایش دما بالا، برخی غذاها را مغذی می کند، در حالیکه برخی غذاها، ارزش غذایی خود را از دست میدهند- بسیاری از استراتژی ها در صنایع غذایی به منظور کاهش تولید MRPها بکار گرفته میشوند- به عنوان مثال، آکریلامید از سوی آژانس بین المللی تحقیقات بر روی سرطان، به عنوان یک سرطان زای احتمالی برای انسانها دسته بندی شده است- در طول آماده سازی غذا در دمای بالا، آکریل آمیدها در انواع بسیاری از غذاها از طریق واکنش میلارد تشکیل میشوند- برای کاهش میزان آکریل آمید، آسپارژیناز در آزمایشگاه برای سیب زمینی ها و غلات، به طور موفقیت آمیزی بکار رفته است- هم چنین گزارش شده است، تزریق دی اکسید کربن در طول فرایند اکستروژن به کاهش میزان آکریل آمید کمک میکند.
این نقد و بررسی به منظور جمع بندی دانش کنونی ما در زمینه ی تغییرات در غذا به واسطه ی واکنش میلارد در طول مراحل فراوری غذا بود- این اثر ممکن است نگرش های مفیدی را برای آثار مرتبط با وسایل فراوری غذا ارائه نماید.

Maillard reaction produces flavour and aroma during cooking process; and it is used almost everywhere from the baking industry to our day to day life to make food tasty. It is often called nonenzymatic browning reaction since it takes place in the absence of enzyme. When foods are being processed or cooked at high temperature, chemical reaction between amino acids and reducing sugars leads to the formation of Maillard reaction products (MRPs). Depending on the way the food is being processed, both beneficial and toxic MRPs can be produced. Therefore, there is a need to understand the different types of MRPs and their positive or negative health effects. In this review we have summarized how food processing effects MRP formation in some of the very common foods.

1- Introduction

The Maillard reaction has been named after the French physicist and chemist Louis Camille Maillard (1878–1936) who initially described it. It is often defined as nonenzymatic browning reaction. While foods are processed or cooked at high temperature, a chemical reaction occurs between amino acids and reducing sugars which generate different flavours and brown colour (Figure 1). So it is often used in food industry for giving food different taste, colour, and aroma.

Based on literature, Hodge (1953) first described the steps involved in Maillard reaction products (MRPs), also known as advanced glycation end-products (AGEs), formation. The whole process of MRPs formation can be divided into three major stages depending on colour formation. At the first stage, sugars and amino acid condense, and following condensation, Amadori rearrangement and 1-amino-1deoxy2 ketose form. In the second stage, dehydration and fragmentation occur in the sugar molecules. Amino acids are also degraded in this stage. Hydroxymethylfurfural (HMF) fission products such as pyruvaldehyde and diacetyl are formed in this intermediate stage. This stage can be slight yellow or colourless. In the final stage, aldol condensation occurs and finally the heterocyclic nitrogenous compounds form, melanoidins, which is highly coloured [1]. Maillard reaction can also take place in living organisms. It has been reported that some MRPs particularly melanoidins have beneficial effects on health such as antioxidative [2] and antibiotic [3] effects. However some reports have also suggested that MRPs such as high carboxymethyl lysine (CML) promote diabetes and cardiovascular diseases while acrylamide acts as a carcinogen [4–6].

There is an ever-increasing preference for instant meal rather than traditional cooking, especially among the new generation of people. It has been reported that people consuming high amount of processed meat, pizza, or snacks develop insulin resistance and metabolic syndrome compared to people having high intake of vegetables and low processed food [7]. MRPs that change during food processing might be one of the important factors for either disease progression or combating diseases. In this review, we have summarized the changes of MRPs which occur during processing of foods.

9- Conclusion and Perspectives

Maillard reaction products have both positive and negative impacts on health. Diverse MRPs act as antioxidants, bactericidal, antiallergenic, antibrowning, prooxidants, and carcinogens. Most of these properties depend on processing of food. High temperature heating makes some food nutritious, whereas some of the foods lose their nutritional value. Many strategies are employed in the food industries to reduce the production of MRPs. For example, acrylamide has been classified as a probable carcinogen to humans by the International Agency for Research on Cancer [65]. During food preparation at high temperature, acrylamides are formed in many types of foods via Maillard reaction [66– 68]. To reduce the amount of acrylamide, asparaginase has been successfully used in laboratory for potatoes and cereals [69, 70]. It has also been reported that injection of CO2 during extrusion process helps to reduce the level of acrylamide [71].

This review was aimed at summarizing our current knowledge regarding the changes in food mediated by Maillard reaction during the food processing steps. This may provide useful insights for those related to food processing facilities..