چرا مواد غذايي قهوه اي مي شوند؟!

وقوع واکنش هاي قهوه اي شدن در مواد غذايي مختلف از جمله گوشت ، ماهي ، ميوه و سبزي در زمان هاي پخت ، فرآوري و نگهداري باعث کاهش ويژگي هاي حسي محصول ، در نتيجه بروز تغييراتي در رنگ ف عطر ، طعم و خواص تغذيه اي آنها مي گردد . اين تغييرات معمولاً باعث محدود شدن زمان ماندگاري محصولات غذايي مي شود . واکنش هاي قهوه اي شدن در مواد غذايي از نظر شيميايي به دو گروه تقسيم بندي مي شوند :
1 ـ واکنش هاي قهوه اي شدن آنزيمي
2 ـ واکنش هاي قهوه اي شدن غير آنزيمي
گروه اول يا واکنش هاي قهوه اي شدن آنزيمي ، در محصولاتي چون زردآلو ، سيب ، هلو ، گلابي ، موز ، انگور و سبزيجاتي مانند سيب زميني ، قارچ ، کاهو و فرآورده هاي دريايي مانند ميگو رخ مي دهد . ايجاد برش و پوست کندن و يا آسيب ديدگي و له شدگي اين محصولات باعث آزاد شدن آنزيم پلي فنولاز موجود در بافت آنها مي شود ، اين آنزيم در حضور اکسيژن ها باعث اکسيده شدن ترکيبات مونوفنولي مواد غذايي نامبرده و ايجاد ترکيبات جديدي به نام کينون ها مي شود . کينون ها در نهايت باعث توليد پيگمان هاي رنگي قرمز و قهوه اي و رنگي شدن مواد غذايي مي گردند .
يکي از راه هاي جلوگيري از بروز قهوه اي شدن آنزيمي در ميوه جات و سبزيجات جلوگيري از تماس اکسيژن با بافت آسيب ديده مي باشد . براي مثال قرار دادن سيب زميني پوست کنده در داخل آب ، همچنين قرار دادن ميوه و سبزي در يخچال هم از بروز اين واکنش جلوگيري مي کند . در صنعت هم از روش هاي مختلفي براي جلوگيري از اين واکنش استفاده مي شود . مانند غير فعال کردن آنزيم يا جلوگيري از تماس اکسيژن با محصول . البته وقوع اين واکنش در تهيه محصولاتي چون چاي ، قهوه و کاکائو مفيد و مطلوب مي باشد ، زيرا رنگ ، عطر و طعم مطلوب براي فرآورده ايجاد مي نمايد .
نوع ديگر واکنش هاي قهوه اي شدن ، واکنش قهوه اي شدن غير آنزيمي مي باشد که به چندين روش ممکن است رخ بدهد :
الف )کارامليزاسيون يا پيروليز قندهاي موجود در مواد غذايي در اثر حرارت بالا ، که باعث بروز رنگ قهوه اي در ماده غذايي مي شود و ترکيب رنگي حاصله همان کارامل شناخته شده مي باشد که در صنايع غذايي به عنوان رنگ دهنده کاربرد دارد .
ب )نوع دوم واکنش قهوه اي شدن غير آنزيمي ناشي از تجزيه گرمايي اسيد اسکوربيک موجود در ماده غذايي مي باشد که مي تواند در حضور هوا و يا شرايط بي هوازي رخ بدهد . وقوع اين واکنش باعث تخريب کامل اين ويتامين ضروري مي گردد .
ج )نوع سوم و مهمترين نوع واکنش قهوه اي شدن غير آنزيمي واکنش ميلارد (نام کاشف فرانسوي واکنش ) مي باشد . اين واکنش در طيف وسيعي از مواد غذايي مانند انواع نان و بيسکويت ، کيک ها ، مغزها و گوشت ها رخ مي دهد و فرآورده هاي ناشي از آن وارد رژيم غذايي روزانه افراد جامعه مي شود .
از زمان کشف واکنش قهوه اي شدن در سال 1912 توسط ميلارد ، دانشمندان علوم غذايي بر روي مکانيسم هاي قهوه اي شدن ، اثرات آن بر خواص ارگانولپتيکي ، ظاهري ، شيميايي و صنعتي غذاها تحقيقات بسياري را انجام داده اند ، ولي اثرات آنها در تغذيه و سلامت انسان کمتر مورد توجه بوده است .
قهوه اي شدن غير آنزيمي يا واکنش ميلارد در علم غذا بسيار مهم مي باشد و نتيجه آن مي تواند مطلوب يا نامطلوب باشد . اين واکنش بيشتر ميان پروتئين ها و قندهاي احياکننده موجود در غذا انجام مي گيرد و در نهايت به ايجاد ترکيبات رنگي و برخي مواد طعم زا در ماده غذايي منتهي مي گردد . اين واکنش در برخي مواد که رنگ و طعم ناشي از آن مهمتر مي باشد ، مانند تشکيل پوسته نان مفيد ، ولي در قهوه اي شدن شير استرليزه شده و تبخير شده نامطلوب مي باشد . تغييرات تغذيه اي ناشي از اين واکنش شامل تغيير در متابولسيم پروتئين ها ، اختلال در متابوليسم مواد معدني ، بروز مسموميت ، توليد مواد موتاژن و کارسينوژن و تخريب اسيد اسکوربيک مي باشد .

تاثير واکنش ميلارد در کاهش ارزش تغذيه اي پروتئين ها :

واکنش ميلارد به چند طريق باعث کاهش ارزش تغذيه اي و کفايت پروتئيني مواد غذايي مي گردد . اول اينکه اين واکنش بين اسيد آمينه آزاد پروتئين ها و يک قند احياء کننده مانند گلوکز موجود در مواد غذايي رخ مي دهد ، بنابراين اسيد آمينه درگير در اين واکنش ، ارزش تغذيه اي خود را از دست مي دهد. براي مثال ايجاد رنگ قهوه اي در پوسته نان نشان دهنده ي وقوع اين واکنش بين پروتئين گندم (گلوتن )با کربوهيدرات هايي مانند گلوکز مي باشد . در اين ميان اسيد آمينه ليزين به دليل دارا بودن گروه آمين آزاد به سهولت در اين واکنش وارد شده و نابود مي گردد . به طوري که ميزان نابودي اين اسيد آمينه طي پخت نان 25 درصد ، در بيسکويت 61 درصد و درشير خشک حدود 40 درصد مي باشد .از آنجايي که ليزين يک اسيد آمينه ضروري است و بعضي از مواد غذايي به طورطبيعي دچار کمبود آن مي باشند ، نابود شدن آن طي نگهداري يا فرايند کردن مواد غذايي به ويژه در طبقات اجتماعي آسيب پذير مسأله ساز مي باشد .

تاثير بر هضم پروتئين ها :

در اثر ايجاد اتصال بين اسيد آمينه پروتئين و عامل احياء کننده کربوهيدرات ، قابليت هضم پروتئين ها کاهش يافته و بدين ترتيب ارزش پروتئيني مواد غذايي کم مي گردد .ترکيبات جديد حاصله قابل شناسايي براي آنزيم هاي هضمي نمي باشند .
تاثير برآنزيم هاي پپتيداز :برخي از ترکيبات به دست آمده از واکنش ميلارد از فعاليت آنزيم هاي پروتئوليتيک مانند آنزيم هاي پپسين ، تريپسين و کربوکسي پپتيداز جلوگيري مي کنند . بنابراين اين واکنش نه تنها مستقيماً با درگير کردن برخي از پروتئين ها ارزش غذايي را کاهش مي دهد ، بلکه از هضم ساير پروتئين هاي موجود در غذا هم که وارد اين واکنش نشده اند ، جلوگيري مي کند .

تخريب اسيد اسکوربيک :

در غذاهايي که مستعد واکنش ميلارد مي باشند ، معمولاً تخريب اسيد اسکوربيک به طور کامل انجام مي شود .

اختلال در متابوليسم مواد معدني :

پيگمان هاي قهوه اي پليمريکي که طي واکنش ميلارد توليد مي شوند ( ملانوئيدن ها ) ، به صورت عوامل باند شونده با کاتيون هاي فلزي عمل مي کنند که از اين طريق بر فراهم زيستي مواد معدني اثر مي گذارند . نشان داده شده است که رژيم هاي حاوي فرآورده هاي ميلارد باعث اختلال در جذب کلسيم و افزايش دفع ادراري آن شده اند ، بنابراين مصرف مواد غذايي که دستخوش واکنش ميلارد شده اند ، جذب مواد معدني موجود در رژيم غذايي را کاهش مي دهد .

مسموميت زايي فراورده هاي ميلارد :

متابوليت هاي حاصل از واکنش ميلارد براي بدن سمي مي باشند و عوارض متعددي را ممکن است سبب شوند ، براي مثال کاهش وزن ، نکروز کبدي ، هپاتومگالي ( بزرگ شدن کبد ) و نفرومگالي ( بزرگ شدن کليه ) در موش هاي تغذيه شده با غذاهاي حاوي فرآورده هاي ميلارد گزارش شده است .تحقيقات در مورد اثر مسموميت زاي آنها در مورد انسان در حال انجام مي باشد .

موتاژن زايي و سرطان زايي فرآورده هاي ميلارد :

فراورده هاي ناشي از واکنش ميلارد در سيستم هاي آزمايشگاهي باعث بروز سرطان و جهش هاي ژنتيکي شده است که موتاژن زايي فراورده هاي ميلارد مربوط به قسمت آلکيل ايميديازول اين فرآاورده ها و آمين هاي آروماتيک (که از طريق حرارت دادن آمينواسيدها توليد مي شوند )مي باشد .

تاثير متقابل واکنش ميلارد و اکسيداسيون چربي ها :

واکنش ميلارد و پراکسيداسيون چربي ها دو واکنش مهم شيميايي مي باشند و معمولاً با هم تداخل دارند . ليپيدها به دليل توانايي اکسيد شدن در واکنش ميلارد تاثيرگذار هستند ، همچنين فرآورده هاي ميلارد بر اکسيداسيون چربي موثرند . اين فرآورده ها در برخي حالات باعث تسريع اکسيداسيون و در مواقعي باعث کاهش سرعت آن مي شوند .

اثرات مفيد واکنش ميلارد :

در کنار تاثيرات مضر واکنش ميلارد خواص مفيدي هم براي آن ذکر شده است که اکثراً کاربرد صنعتي دارند ، براي مثال برخي از فرآورده هاي واکنش ميلارد خاصيت آنتي اکسيداني بسيار قوي دارند و مانع اکسيداسيون LDL در بدن مي شوند و عامل موثري در جلوگيري از آترواسکلروز و ساير بيماري هاي ناشي از استرس اکسيداتيو مي باشند. همچنين برخي از ترکيبات به دست آمده از اين واکنش باعث بهبود و تخفيف عوارض ناشي از هيلکوباکترپيلوري در مدل هاي تجربي شده است و مي توان آنها را جايگزين درمان دارويي فعلي نمود .

نتيجه گيري :

همان طوري که مي دانيم ، هدف از تغذيه تنها مصرف يک فرآورده غذايي نيست ، بلکه اين فرآورده از لحاظ کيفي نيز بايد داراي ويژگي هاي خاصي باشد و در کنار رنگ ، طعم و خواص ظاهري مطلوب ، داراي خواص تغذيه اي مناسبي هم باشد ، چه بسا فرآورده هايي که از لحاظ ظاهري تمامي ويژگي هاي محصول مورد نظر را دارا هستند ، ولي فاقد ارزش تغذيه اي قابل توجهي مي باشند و حتي گاهي مضر هم هستند . يکي از واکنش هايي که در سطح وسيعي در حين فرآوري مواد غذايي رخ مي دهد ، واکنش ميلارد است . عوامل متعددي در بروز اين واکنش نقش دارند ، از جمله روش پخت مواد غذايي و درجه حرارت مورد استفاده ، به طوري که کباب کردن در دماي 225 درجه سانتيگراد و سرخ کردن در دماي 177 درجه سانتيگراد ، باعث افزايش سرعت وقوع واکنش مي شوند و بعد از آنها ، روش هاي برشته کردن و آب پز کردن قرار مي گيرند .
بنابراين آب پز کردن مواد غذايي روشي ايمن براي تهيه مواد غذايي مي باشد .در بين عوامل موثر در سرعت واکنش ميلارد ، درجه حرارت پخت و روش پخت موثرتر از زمان پخت مي باشند . افزايش درجه حرارت به شکل مشخصي باعث تسريع واکنش ميلارد مي گردد .
خشک بودن ماده ي غذايي و کم بودن رطوبت هم از ديگر عوامل تسريع کننده اين واکنش است و اين امر دليل ديگري بر ترجيح روش آب پز کردن نسبت به ساير روش ها مي باشد ، همچنين اين واکنش در PH خنثي تسريع مي شود و با کاهش PH به سمت اسيدي از سرعت واکنش کاسته مي شود .
بنابراين مي بايست در تغذيه روزمره سعي شود در کنار انتخاب ماده اوليه مناسب از روشي ايمن جهت فرآوري مواد غذايي استفاده گردد تا از تشکيل ترکيبات مضرجلوگيري شده و ارزش تغذيه اي ماده غذايي هم بالا برود .
منبع: مجله دنياي تغذيه شماره ي 86
/س