Wat betekent maillardreactie?

Wanneer je brood roostert, vlees aanbraadt of koekjes bakt, zie je het eten bruin worden en ruik je die kenmerkende, appetijtelijke geur. Dat is het resultaat van de maillardreactie, een complexe reeks chemische reacties tussen reducerende suikers (zoals glucose en fructose) en aminozuren (de bouwstenen van eiwitten). De reactie is vernoemd naar de Franse scheikundige Louis Camille Maillard, die haar in 1912 voor het eerst beschreef.

Hoe de reactie werkt

De maillardreactie is een vorm van niet-enzymatische bruinkleuring. Dat betekent dat er geen enzymen aan te pas komen, het is puur een chemisch proces dat op gang komt door warmte. De reactie verloopt het snelst bij temperaturen tussen ongeveer 140 en 165 °C, wat verklaart waarom bakken, braden en grillen zulke uitgesproken smaken opleveren. Bij hogere temperaturen nemen andere processen het over, zoals karamellisatie en uiteindelijk verkoling.

Wat er op moleculair niveau gebeurt, is behoorlijk ingewikkeld. De carbonylgroep van een reducerende suiker reageert met de vrije aminogroep van een aminozuur. Dat levert een hele cascade aan tussenproducten op, waaronder zogenaamde Amadori-omleggingsproducten, die vervolgens verder reageren tot honderden verschillende verbindingen. Uiteindelijk ontstaan er grote, donkergekleurde moleculen die melanoidinen worden genoemd. Die zijn verantwoordelijk voor de bruine kleur. Daarnaast worden er allerlei vluchtige aromastoffen gevormd, zoals pyrazinen en pyrazinonen, die bijdragen aan de typische geur en smaak van geroosterd of gebakken voedsel.

Waar je de reactie tegenkomt

De maillardreactie speelt een rol bij vrijwel al het eten dat je bij hoge temperatuur bereidt: de korst van brood, de bruine buitenkant van een biefstuk, geroosterde koffiebonen, gefrituurde aardappelen, falafel en geroosterde marshmallows. Het is ook de reden dat veel recepten een hoge oventemperatuur voorschrijven, juist om die reactie op gang te brengen.

Interessant is dat de maillardreactie niet alleen bij hoge temperaturen plaatsvindt. Bij kamertemperatuur kan ze ook langzaam optreden, bijvoorbeeld tijdens de langdurige opslag van voedingsmiddelen. Zelfs in het menselijk lichaam vindt een vergelijkbaar proces plaats: endogene glycatie, waarbij suikers in het bloed reageren met lichaamseigen eiwitten. Dit proces wordt in verband gebracht met veroudering en speelt mogelijk een rol bij aandoeningen als diabetes en hart- en vaatziekten.

Keerzijden

Naast de gewenste smaak- en kleurstoffen kan de maillardreactie ook minder wenselijke verbindingen opleveren. Een bekend voorbeeld is acrylamide, een stof die ontstaat wanneer koolhydraatrijke producten zoals aardappelen of granen bij hoge temperatuur worden bereid. Acrylamide wordt beschouwd als een potentieel schadelijke stof. Daarnaast kunnen er zogenaamde advanced glycation end products (AGE’s) ontstaan, verbindingen die in verband worden gebracht met ontstekingsreacties en oxidatieve stress in het lichaam. Of de hoeveelheden die je via voeding binnenkrijgt daadwerkelijk gezondheidsrisico’s opleveren, is onderwerp van lopend wetenschappelijk onderzoek.

De maillardreactie kan ook invloed hebben op de allergene eigenschappen van voedseleiwitten. Door de reactie kunnen eiwitstructuren veranderen, waardoor allergenen soms minder herkenbaar worden voor het immuunsysteem, maar in andere gevallen juist nieuwe allergene structuren ontstaan.