Isıl işlem uygulamaları süt ve ürünlerinde laktoz ve proteinler arasında bir etkileşime kimyasal reaksiyonlara neden olur. Bu etkileşimle ürünün besin değerinde ve duyusal niteliklerinde olumsuz değişimler görülür. Yarayışlı lisinde kayıpla, lezzette istenmeyen değişimler renkte esmerleşme görülür. Bu olay “enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonu / Maillard Reaksiyonu” olarak anılır.
Maillard reaksiyonunun mekanizması
Reaksiyon bir amino asidin serbest amino grubu ile bir şeker (aldoz/ketoz) arasında meydana gelir. Toplam reaksiyon 3 aşamada tamamlanır.
1. Aşama (Erken maillard Reaksiyonu Aşaması)
Başlangıçta, proteinin α-amino grubundaki azot ile indirgen şekerdeki (laktoz) karbonil karbonu ile tepkimeye girerek su kaybıyla birlikte ilk aşamada Schiff bazını hemen arkasından da laktozilamini oluşturur. Laktozilamin hafif asidik çözeltide Amadori bileşiği olarak isimlendirilen 1-amino-1-deoksi-2-ketoz a dönüşür. Oluşan bu bileşik renksiz ve biyolojik değeri yoktur. Renk ve lezzette bir değişiklik olmaz ancak gıdanın besin değeri azalır.
2. Aşama (İleri Maillard Reaksiyonu Aşaması)
İkincil aşamada (dehidrasyon aşaması) amadori bileşiğinin parçalanması aşamasıdır. Reaksiyonlar asidik, nötral veya alkali koşullarda gerçekleşme durumuna göre farklı ürünler oluşur. Amadori bileşikleri ya 3 molekül H2O kaybederek furfurallara (HMF) veya 2 molekül su kaybederek redüktonlara dönüşür. Amadori bileşiğinden aldehit gruplarının ayrılmasıyla asetol, diasetil gibi füzyon ürünleri oluşur. Ayrıca amino asitler ile dikarbonil bileşiklerinin kaynaşmasıyla Strecker aldehitleri meydana gelir.
3. Aşama (Son Aşaması)
Bu aşamada furfuraller, füzyon ürünleri, Strecker aldehitleri gibi karbonil bileşikleri yüksek molekül ağırlıklı bileşenler dönüşür. Ortamda aminler bulunursa doymamış esmer renkli melanoidin pigmentleri meydana gelir. Süt ve ürünlerinde laktozun karbonil grubu ile lisin amino asidinin özellikle ε-amino grupları arasında Maillard reaksiyonu oluşur. Isıl işlemin yoğun olmadığı normal sütte reaksiyon Amadori aşamasında durur. Amadori aşamasında meydana gelen “ε-laktulosil-lisin”sindirim enzimleri tarafından parçalandığı için biyolojik olarak kullanılmaz ve sütün besin değeri azalmış olur. Koyulaştırılmış süt ve süttozunda reaksiyonun ileri aşamaları da meydana gelebilir. Vals yöntemiyle kurutulan süttozlarında kayıp % 75 kadar yükselmektedir.
Maillard Reaksiyonunun Süt Teknolojisi Açısından Önemi
1) Rengin esmerleşmesi çözünürlüğün azalması süttozunda önemli sorunlar yaratır.
2) Ürünlerde kötü tat ve koku hissedilir.
3) Üründeki amino asitler ve esansiyel bileşenler zarar görür. En fazla etkilenen lisin amino asididir.
4) İmidazol ve N-nitrozo türevlerinin oluşumuyla toksidite artar
