Maillard tepkimesi nedir? Ekmeğin kabuğu ve simidin rengi neden kahverengi

Fırından yeni çıkmış bir ekmeğin kokusu, sabah kavrulan kahvenin kokusu, tavada kızaran soğanın kokusu... Bu kokular insanı adeta mutfağa çeker. Hepsinin arkasında, pişirme sırasında yiyeceğin yüzeyinde gerçekleşen aynı kimyasal olay vardır. Bu olaya, onu ilk kez sistemli olarak inceleyen Fransız kimyacının adıyla Maillard tepkimesi denir. Mutfağınız, aslında her gün kimya deneyleri yapılan bir laboratuvardır.

Bir kimyacının merakı

Louis-Camille Maillard, 1878 doğumlu bir Fransız hekim ve kimyacıydı. Asıl ilgilendiği konu mutfak değil, canlıların içindeki kimyaydı. 1912 yılında, amino asitler ile şekerler birlikte ısıtıldığında kahverengi maddeler oluştuğunu gösteren bir çalışma yayımladı.

Amino asitler, proteinlerin yapı taşlarıdır. Şekerler ise başta glikoz ve fruktoz olmak üzere pek çok yiyecekte bulunur. Maillard’ın bulduğu tepkime, bu iki madde grubunun ısı etkisiyle birleşip yüzlerce yeni bileşik oluşturmasıdır. Maillard, bu bulgunun gıda bilimi için ne kadar önemli olacağını büyük olasılıkla tahmin etmiyordu. Tepkimenin mutfaktaki ve gıda endüstrisindeki önemi, asıl olarak 20. yüzyılın ortasından itibaren ayrıntılı biçimde anlaşıldı.

Tepkimede neler oluyor?

Maillard tepkimesi tek bir basit tepkime değil, birbirini izleyen pek çok tepkimeden oluşan karmaşık bir tepkime ağıdır. Basitleştirilmiş hâliyle şöyle özetlenebilir:

Bu tepkimelerin sonunda iki tür ürün ortaya çıkar:

• Aroma bileşikleri: Kızarmış ekmeğe, kavrulmuş fındığa, kahveye ve ızgara ete özgü kokuyu veren yüzlerce küçük molekül.
• Melanoidinler: Yiyeceğin yüzeyine kahverengi rengini veren büyük moleküller.

Hangi aromanın oluşacağı, yiyecekteki amino asitlerin ve şekerlerin türüne, sıcaklığa, süreye ve ortamın asitliğine bağlıdır. Bu yüzden kızarmış ekmek ile kızarmış et aynı tepkimeden geçse de farklı kokar.

Sıcaklığın ve suyun rolü

Maillard tepkimesi düşük sıcaklıklarda da çok yavaş gerçekleşebilir, ama mutfakta belirgin şekilde hızlanması için yüksek sıcaklık gerekir. Genel olarak yaklaşık 140 °C’nin üzerinde hız kazandığı kabul edilir.

Burada suyun önemli bir rolü vardır. Deniz seviyesinde su 100 °C’de kaynar. Yani içinde su bulunan bir yiyeceğin yüzeyi, su buharlaşıp gidene kadar 100 °C’yi pek aşamaz. Haşlanmış bir patatesin ya da etin kahverengi bir kabuk oluşturmamasının nedeni budur: Sıcaklık hiçbir zaman Maillard tepkimesinin hızlandığı seviyeye çıkmaz.

Bu bilgiden mutfakta yararlanabilirsiniz:

1. Kızartılacak etin ya da sebzenin yüzeyini kâğıt havluyla kurulamak, kızarmayı hızlandırır.
2. Tavayı çok doldurmamak gerekir; aksi hâlde yiyeceklerden çıkan su buhar olarak tavada kalır ve yiyecekler kızarmak yerine haşlanır.
3. Fırının ısısı, ekmeğin kabuğunda Maillard tepkimesi için yeterli sıcaklığa ulaşılmasını sağlar; ekmeğin nemli iç kısmı ise yumuşak ve açık renkli kalır.

Asitlik de önemlidir

Sıcaklık ve nem kadar, ortamın asitliği de tepkimenin hızını etkiler. Genel olarak bazik (asidik olmayan) ortam Maillard tepkimesini hızlandırır, asidik ortam ise yavaşlatır. Bu yüzden bazı aşçılar, soğanı daha hızlı kahverengileştirmek için tavaya çok az miktarda karbonat ekler. Fazlası ise yiyeceğe sabunumsu bir tat verir; burada da kararı ölçü belirler.

Basınçlı tencerede durum biraz farklıdır: İçerideki basınç arttığı için su yaklaşık 120 °C civarında kaynar. Bu sıcaklık, kızartmadaki kadar olmasa da Maillard tepkimelerinin sıradan haşlamaya göre daha hızlı ilerlemesine izin verir. Basınçlı tencerede pişen et sularının biraz daha koyu ve aromalı olabilmesinin nedenlerinden biri budur.

Maillard ile karamelleşme aynı şey mi?

Hayır, ama sık karıştırılırlar. Karamelleşme, yalnızca şekerin ısıyla parçalanmasıdır; amino asitlere ihtiyaç duymaz. Bir tavada sade toz şekeri eritip kahverengi karamel yaptığınızda gerçekleşen olay budur. Sofra şekeri için karamelleşme genellikle Maillard tepkimesinden daha yüksek sıcaklıklarda, yaklaşık 160 °C’nin üzerinde belirginleşir.

Gerçek yemeklerde ise iki olay çoğu zaman birlikte gerçekleşir. Örneğin pekmezli suya batırılıp fırınlanan simidin koyu ve parlak rengi, hem hamurdaki proteinlerle şekerlerin Maillard tepkimesinden hem de pekmezdeki şekerlerin karamelleşmesinden kaynaklanır.

Efsane mi, gerçek mi?

• “Eti önce yüksek ateşte mühürlemek suyunu içinde tutar.” Efsane. Etin yüzeyini kızartmak harika bir aroma ve renk sağlar, ama suyunu “kilitlemez”. Deneyler, yüzeyi kızartılmış etin de pişerken benzer miktarda su kaybettiğini göstermiştir. Kızartmanın asıl faydası lezzettir.
• “Kahverengi olan her şey karamelleşmiştir.” Yanlış. Ekmeğin, etin ve kahvenin kahverengi rengi büyük ölçüde Maillard tepkimesinden gelir.
• “Ne kadar kızarırsa o kadar lezzetli.” Bir noktaya kadar. Çok yüksek sıcaklıkta ve uzun süre pişirildiğinde acı tatlar ve istenmeyen bileşikler oluşur. Örneğin 2002 yılında İsveçli araştırmacılar, nişastalı yiyecekler yüksek sıcaklıkta kızartıldığında akrilamid adlı bir maddenin oluştuğunu bildirdi. Akrilamid, Maillard tepkimesinin bir yan ürünüdür. Bu yüzden gıda güvenliği kurumları, patates kızartması gibi yiyecekleri koyu kahverengiye değil, altın sarısına kadar pişirmeyi önerir.

Mutfakta güvenli bir deney

Bir yetişkinin gözetiminde şu basit deneyi yapabilirsiniz:

1. Bir soğanı ikiye bölüp ince doğrayın.
2. Birinci yarısını bir tencerede az suyla 10 dakika haşlayın.
3. İkinci yarısını, kuru bir tavada az yağla orta ateşte 10 dakika kavurun.
4. İki örneğin rengini, kokusunu ve tadını karşılaştırın.

Haşlanan soğan yumuşar ama renk ve koku bakımından pek değişmez; çünkü sıcaklık 100 °C’de kalır. Kavrulan soğan ise kahverengileşir ve tatlı, kavrulmuş bir koku kazanır. Aynı malzeme, yalnızca sıcaklık ve su miktarı değiştiği için bambaşka bir lezzete dönüşür. Bu, bir değişkeni değiştirip sonucu gözlemlemeye dayanan küçük ama gerçek bir bilimsel deneydir.

Bedenimizde de Maillard var

Maillard tepkimesi yalnızca mutfakta değil, vücudumuzda da gerçekleşir; ama çok daha yavaş. Kandaki şeker, proteinlere zamanla bağlanabilir. Doktorların şeker hastalığını takip etmek için baktığı HbA1c değeri, kandaki hemoglobin proteinine ne kadar şeker bağlandığını ölçer. Bu bağlanma, Maillard tepkimesinin ilk adımlarıyla aynı türden bir kimyasal olaydır. Maillard’ın asıl merak ettiği canlı kimyası ile mutfak kimyası, böylece aynı noktada buluşur.

Özet

• Maillard tepkimesi, amino asitlerle şekerlerin ısı etkisiyle tepkimeye girerek aroma ve kahverengi renk oluşturmasıdır.
• Adını 1912’de bu tepkimeyi tanımlayan Fransız kimyacı Louis-Camille Maillard’dan alır.
• Belirgin şekilde yaklaşık 140 °C’nin üzerinde hızlanır; bu yüzden haşlanan yiyecekler kızarmaz.
• Karamelleşme yalnızca şekerle ilgilidir; Maillard tepkimesi ise amino asitlere de ihtiyaç duyar.
• Aşırı kızartmak acı tat ve akrilamid gibi istenmeyen maddelere yol açabilir; altın sarısı genellikle en iyi noktadır.