Maillard

    Cette réaction fut découverte par hasard par Louis-Camille Maillard alors qu'il travaillait sur la synthèse des protéines
Il s'est rendu compte qu'en chauffant des acides aminés avec des sucres, il obtenait des molécules colorées et une forte odeur. Il mène alors des recherches sur ce brunissement à haute température et notamment sur les groupes réagissant à l’intérieur des différents réactifs. Cette réaction bien que méconnue à cause du grand nombre de réactions qu'elle regroupe est omniprésente.
On la retrouve en effet dans la cuisine, mais elle se produit également à des températures plus faibles, notamment chez les diabétiques dont la transformation de leur hémoglobine par les réactions de Maillard sert à mesurer l'avancement de leur maladie.
Contrôler cette réaction est donc indispensable à comprendre aussi bien pour la favoriser que pour l’éviter.

            I - Mécanismes de la réaction

   Nous avons réalisé une explication de l’intégralité des réactions de Maillard. Pour donner un aperçu rapide, nous ne attarderons pas sur la réaction elle-même qui n'affecte pas directement le goût.
(page longue à charger sur connexions lentes, soyez patients, vous pourrez passez votre souris sur chaque molécule, vous repérer le long de la réaction à l'aide des flèches et zoomer)  :
http://maillardlouiseweiss.hostei.com/

Nous pouvons résumer celle-ci dans le cas général par :

Nous pouvons mettre en évidence cette réaction par :

• La disparition de sucre réducteur
• L’apparition de composés aromatiques
• L'apparition de composés colorés brun 

Pour vérifier que les réactions de Maillard avaient bien lieu lors de la cuisson du poulet, nous avons fait cuire du poulet à la poêle et au four pendant respectivement 2 et 15 min.

La première observation est aromatique: la pièce ou se déroule l'expérience sent le grillé alors que quelques minutes auparavant le poulet cru ne dégageait aucune odeur.

On observe ensuite des composés bruns qui n’étaient pas présent avant la cuisson.
Le matériel ne permettait pas de mettre en évidence la disparition d'acide aminé alors nous avons mis en évidence la disparition des sucres réducteurs sur trois échantillons :

• La viande crue
• La chaire cuite mais qui n'est pas brune
• Les éventuels produits de Maillard, bruns en surface

Le test à la liqueur de Felhing est utilisé, il vire au violet rouge en présence de sucre réducteur.

La viande sortant d'un environnement à 150°, le chauffage n'est pas nécessaire.

Les viandes crues et cuites présentent des sucres réducteurs naturellement présents dans le poulet : glucose et maltose

La "croûte'' du poulet, brune et aux flaveurs importantes, elle, ne possède pas de sucre réducteur; ceux-ci ont réagit avec les acides aminé pour former réductones et aminacétones.
De plus, on observe une légère coloration verte de la liqueur de Felhing. Ceci serait dû à la présence d'un produit des réactions de Maillard :  Les aldéhydes de Strencker.

L’expérience confirme donc que les réactions de Maillard ont eut lieu en surface de la viande.

Nous réalisons la même expérience sur la croûte du pain et la mie de pain.

Les résultats identiques confirment que les réactions de Maillard a lieu entre des acides aminés et des sucres en présence de chaleur, quels qu’ils soient.

Lien vers l'expérience : Expérience

II-La couleur par polymérisation

D'où vient cette jolie couleur ?

    Nous avons ainsi appris qu'une des étapes principales pour les produits des réactions de Maillard, était une polymérisation, nous nous sommes donc penchés sur ce phénomène qui  permet la synthèse de longues molécules, des polymères, dont la structure permet la coloration de la viande.
C'est pourquoi nous avons réalisé une polymérisation de nylon, pour mettre en évidence ce phénomène. Il suffit de mettre en présence du sébacoyle bichlorure et de l'hexaméthylène pour qu'une peau se forme entre les deux produits, ensuite le fil, composé d’extrêmement longues molécules se synthétise ensuite tout seul :

Voici la réaction intervenant dans le nylon aussi bien que dans la viande :

                                                         

Les chaines se lient en formant des liaisons Carbone-Azote et on assiste ainsi à la formation de chaines de petites molécules. Une macromolécule est formée.                                                                                                                                                        

                                                        Dans la viande le même phénomène est observable : synthèse d'une macromolécule. Les ''monomères'' (bloc formant les polymères) se lient au niveau des points rouges. Il s'agit donc également de liaisons Azote-Carbone entre les molécules initiales que sont les produits des réactions de Maillard

   Dans les réactions de Maillard, ce sont les produits (réductone, aldéhydes et acides aminés non transformés) qui réagissent de façon similaire pour former de longues molécules colorées par la présence de groupes spécifiques ( -OH) ou des doubles liaisons conjuguées.

Lien vers l'expérience : Expérience

III-La création de composés aromatiques

                                                              On retrouve dans le poulet à partir des réactifs de la réaction de Maillard la cystéine (acide aminé) et le sucre ribose.                                       .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                .                  .                                Voici les produits de la réaction de Maillard. Une amina cétone de ribose et une aldéhyde de Strecker de cystéine                                .               

                                                        
        



                         
                                     Ces produits réagissent pour former de nouvelles molécules, au nombre de 4.                            

Finalement ces produits fusionnent en proportions différentes pour former des molécules aromatiques.
On peut obtenir un bon goût de poulet à base de cystéine et de ribose !                               

     

Les aldéhydes de Strecker ont elles même déjà une odeur particulière, une des premières perçues par le corps lors de la cuisson :

IV- Les facteurs des réactions de Maillard

Expérience : Test des facteurs

• Acides aminés

    Nous avons vu que c'est la fonction NH2 de l'acide aminé qui réagit avec les sucres, on en déduit donc que les réactions de Maillard sont plus ou moins favorisées selon les acides aminés en présence.
En effet, la lysine par exemple,un acide aminé présent principalement dans la viande et le blé, possède deux groupes NH2, et a donc une réaction bien plus rapide.
Ceci explique que les réactions de Maillard ont surtout lieu lors de la cuisson du pain ou de la viande.

• Sucres

    Les différents sucres peuvent également réagir de façons différentes, les plus gros sucres seront ceux qui réagiront le moins, ils nécessiteront une énergie plus importante pour participer aux réactions de Maillard et se mettre en mouvement. On en déduit donc ceci :

• Le pH

    Le pH peut également avoir une influence sur la réaction de Maillard. Ceci s'explique par la disponibilité des fonctions amines, qui peuvent plus ou moins réagir avec le sucre. Il faut néanmoins noter que l'incidence de ce paramètre dépend également des acides aminés plus ou moins atteints par cette modification du milieu.

   En effet, nous avons expérimenté ce phénomène, la même cuisson que l'escalope de poulet précédente  (voir I) en rajoutant quelques gouttes de citron. Le temps de réaction fut deux fois plus long pour une colorisation jugée similaire.

Ainsi si l'on souhaite éviter que son poisson ne grille ou qu'un aliment ne se colore, il suffit d'acidifier le milieu à l'aide d'un jus de citron, les réactions seront fortement inhibées.

• Température

   Son intensité dépend essentiellement de la quantité de chaleur accumulée. Ainsi, la réaction à lieu même a des températures négatives mais prendra un temps extrêmement plus long. On dit habituellement que le temps de réaction réduit de moitié pour une augmentation de 10°C.

Ainsi la température privilégiée pour les réactions de Maillard tourne aux alentours de 130 degrés Celsius, où les réactions sont à la fois rapides et contrôlables.

• Humidité

    Pour les réactions de Maillard, l’eau est indispensable à certaines étapes mais elle en est aussi l’un des produits. Donc si l’eau est en trop grande quantité dans le milieu, les réactions de déshydratation sont inhibées. L'idéal est une proportion de 30 à 60% d’eau dans le milieu.

    Si la concentration en eau dans l’aliment est faible ou presque inexistante, la réaction ne sera pas favorisée, et sera elle aussi très faible. Même si les réactifs sont présents en grande quantité et très concentrés, cela ne suffit pas car leur faible dilution nuit à leur mobilité et ne peut pas faire en sorte qu’ils se « rencontrent ». Si la teneur en eau est inférieure à 30%, l’absence d’eau solvante pénalise la réaction. En revanche, si sa concentration est trop forte, la réaction est également très faible car malgré la possibilité de déplacement des réactifs, ceux-ci sont trop dilués et la probabilité pour qu’ils se rencontrent est très faible. Si la teneur dépasse 60%, les réactions de déshydratation ne peuvent s’effectuer.

V. Conclusion

          Les réaction de Maillard sont un élément incontournable de la cuisson de la viande. En effet, si les cuisson alternatives présentent des avantages, celles-ci ne permettent pas, sur des durées courtes, de faire apparaître les réactions de Maillard qui modifient pourtant profondément le gout et la couleur de la viande. Or ces facteurs sont jugés comme étant primordiaux dans la viande cuite.
En effet, la viande crue possède une odeur perçue comme peu agréable par certains, alors que la viande cuite dégage de véritables arômes alléchants.
Toutes ces modifications ont pour origine ces réactions de Maillard qui ne font réagir que des sucres et des acides aminés, et peuvent donc s'opérer en laboratoire sans le moindre aliment tout en dégageant les mêmes arômes. Il ne s'agit pas de dégager des arômes déjà présents et dissous dans le gras mais de créer de nouveaux arômes.