M – wie Maillard-Reaktion

Was ist die Maillard-Reaktion?

Bei der Maillard-Reaktion handelt es sich nicht um eine einzelne Reaktion, sondern um eine komplexe Reihe von Reaktionen zwischen AminosĂ€uren (= Bausteine von Peptiden und Proteinen) und reduzierenden Zuckern (z. B. Maltose, Glucose). Unter Einwirkung von Hitze wird dabei eine FĂŒlle von aromatischen und farbigen Produkten gebildet. Die Maillard-Reaktion wird auch als „nicht-enzymatische BrĂ€unungsreaktion“ bezeichnet.

Was bedeutet der Begriff nicht-enzymatische BrÀunungsreaktion?

Dies bedeutet, dass bei einer chemischen Reaktion, die die verschiedenen Reaktionspartner miteinander eingehen – in unserem Fall die AminosĂ€uren und die Zucker, keine Enzyme (= Biokatalysatoren) notwendig bzw. zugegen sind. Die Reaktion lĂ€uft also ohne enzymatische Hilfestellung ab.

Gibt es auch enzymatische BrÀunungsreaktionen?

Aber ja! Ein Beispiel fĂŒr eine enzymatische BrĂ€unungsreaktion wĂ€re die brĂ€unliche VerfĂ€rbung eines Apfels an der Luft, sobald dieser mit einem Messer angeschnitten wird. Denn sobald Sauerstoff an die frische SchnittflĂ€che gelangt, setzen Enzyme im Apfel Reaktionen in Gang, die zu dieser brĂ€unlichen VerfĂ€rbung des Fruchtfleisches fĂŒhren.

Wie kam die Maillard-Reaktion zu ihrem Namen?

Die Reaktion ist nach dem französischen Mediziner und Chemiker Louis-Camille Maillard (1878 – 1936) benannt, der im Jahr 1912 im Rahmen seiner Doktorarbeit die Reaktionen von AminosĂ€uren und Kohlenhydraten untersuchte.

Wo kann die Maillard-Reaktion beobachtet werden?

Überall im Alltag. Denn immer dann, wenn eiweißhaltige Lebensmittel geröstet, gebraten oder gebacken werden, bilden sich diese geschmacksintensiven sowie farbigen Maillard-Produkte. So lassen sich beispielsweise die dunkle Farbe und das intensive Aroma von geröstetem Kaffee, der feinwĂŒrzige Duft von gebratenem oder gegrilltem Fleisch, die BrĂ€unung und der Umami-Geschmack von gebratenen Zwiebeln, die goldbraune Farbe von Pommes Frites sowie die dunkle Kruste von frisch gebackenem Brot auf chemische Substanzen zurĂŒckfĂŒhren, die infolge der Maillard-Reaktion gebildet werden. Jedes Lebensmittel hat eine ganz eigene Reihe von Aromastoffen, die dabei entstehen.

Bilden sich bei der Produktion von Whisky ebenfalls Maillard-Produkte?

Aber ja. WĂ€hrend des gesamten Herstellungs- und Reifeprozesses von Whisky entsteht eine FĂŒlle von diesen aromatischen, geschmacklichen und farbigen Produkten als Folge der Maillard-Reaktion.

Wie funktioniert die Maillard-Reaktion im Detail?

Die Reaktion findet zwischen reduzierenden Zuckern und AminosĂ€uren unter Einwirkung von WĂ€rme/Hitze statt. Faktoren wie Temperatur und Dauer bestimmen dabei den Verlauf und die Art der Produkte der Maillard-Reaktion, die bereits bei Temperaturen >50°C einsetzen kann und bei 140-165°C sehr schnell ablĂ€uft. Die Produktpalette der Maillard-Reaktion ist sehr vielfĂ€ltig. Beispielsweise konnten bei der Reaktion des Zuckers Glucose (Traubenzucker) mit der einfachsten AminosĂ€ure Glycin mehr als 24 verschiedene Maillard-Produkte nachgewiesen werden. Ersetzt man Glucose durch den im Holz natĂŒrlich vorkommenden Zucker Xylose (Holzzucker), so entstehen beim Erhitzen mit Glycin bereits ĂŒber 100 verschiedene chemische Substanzen als Maillard-Produkte.

Wie sehen diese Maillard-Produkte aus chemischer Sicht aus?

Die gebildeten Maillard-Produkte stellen meist ringförmige, sogenannte zyklische Verbindungen dar. Diese Ringe bestehen aus Kohlenstoffatomen und besitzen zudem ein weiteres Element im Ring, wie beispielsweise Sauerstoff (= Furane), Stickstoff (= Pyrrole) oder Schwefel (= Thiophene). Chemisch gesehen werden diese ringförmigen Verbindungen allgemein als Heterozyklen bezeichnet. DarĂŒber hinaus werden bei der Maillard-Reaktion stark gefĂ€rbte Verbindungen gebildet, die ein Farbspektrum von gelbbraun bis fast schwarz aufweisen und unter dem chemischen Begriff „Melanoidine“ zusammengefasst werden.

Wo tritt die Maillard Reaktion beim Whisky-Produktionsprozess auf?

Bei der Herstellung von Whisky tritt die Maillard-Reaktion wÀhrend des Darrens, Maischens sowie der Destillation auf. Letztere insbesondere dann, wenn die Brennblasen direkt befeuert werden. Maillard-Produkte entstehen auch beim Auskohlen der EichenfÀsser, da hier freigesetzte Zucker aus dem Holz mit den in den Dauben ebenfalls vorhandenen AminosÀuren bzw. Proteinen unter der Hitzeeinwirkung des Feuers miteinander reagieren.

VerÀndert das Malz beim Darren die Farbe?

Ja. Denn je nach Dauer und IntensitĂ€t der Hitzeeinwirkung wĂ€hrend des Trocknens des Malzes werden die farbigen Maillard-Produkte – die Melanoidine – in unterschiedlichen Mengen gebildet, die sich dann in der individuellen Farbe des getrockneten Malzes widerspiegeln. Daher bieten GroßmĂ€lzereien verschiedene Arten von Malz an – ĂŒber helles Pilsner, dunkleres MĂŒnchner bis hin zu Melanoidin Malz, CARAMÜNCHÂź und dunklem Roggenröstmalz. Wegen der unterschiedlichen Bildung der Maillard-Produkte in AbhĂ€ngigkeit von der Dauer und Temperatur des Darrens zeichnen sich diese Malze auch durch ihre individuellen Aromen aus.

Welche Aromen weisen die Maillard-Produkte im Whisky auf?

Die ringförmigen, aromatischen, geschmacklichen und farbigen Verbindungen aus der Maillard-Reaktion sind bereits in geringsten Mengen wahrnehmbar und leisten einen Beitrag zu den blumigen, grasigen, malzigen, gerösteten, nussigen, bitteren, getreide-, karamell- und toffeeartigen Noten im gereiften Whisky.

Bringt die Maillard-Reaktion auch Nachteile mit sich?

Ja. Denn gerade wĂ€hrend des Maischens reagiert ein Teil der Getreideproteine mit verschiedenen Zuckern, die dann bei der anschließenden GĂ€rung in den Washbacks der Hefe nicht mehr zur Umsetzung zu dem Trinkalkohol Ethanol zur VerfĂŒgung stehen. So kann durch zu viel Maillard-Reaktion wĂ€hrend des Maischens und damit durch zu hohen Zuckerverbrauch die Alkoholausbeute nach der GĂ€rung negativ beeintrĂ€chtigt, also verringert werden.

Ist die Karamellisierung auch eine Maillard-Reaktion?

Nein. Die Karamellisierung ist eine Reaktion nur zwischen Zuckern, wenn diese in Abwesenheit von stickstoffhaltigen Verbindungen erhitzt werden. Dabei werden Produkte gebildet, die ebenfalls dem Malz Geschmack und Farbe verleihen können. Die Karamellisierungsreaktion erfordert normalerweise drastischere Bedingungen (Temperaturen von >120°C). So reagiert beispielsweise der Zucker Glucose ab einer Temperatur von etwa 160°C mit sich selbst und karamellisiert mit der Zeit. Unter der Abspaltung von Wasser verÀndert die Glucose dabei ihre Konsistenz, die Farbe und den Geschmack. Zeit und Temperatur sind bei Karamellisierungsreaktionen von entscheidender Bedeutung, da sich mit zunehmender Hitzeeinwirkung der Geschmack und die Farbe der Produkte drastisch verÀndern können.

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