La reacción de Maillard y los aromas de los alimentos cocinados

¿Te has preguntado alguna vez por qué huele tan bien cuando pasamos por delante de una panadería? o ¿por qué la carne cruda no desprende casi ningún olor, pero en cambio la carne asada desprende un aroma que nos hace salivar? En este artículo contaré qué hay detrás de estos aromas; la respuesta: la reacción de Maillard. Y es que cada proceso que ocurre en una cocina se podría asemejar a un pequeño experimento y las recetas a protocolos experimentales.

¿Por qué cocinamos los alimentos?

Cuando nuestros antepasados empezaron a controlar el fuego, no sólo ganaron una fuente de calor y una herramienta para ahuyentar a depredadores, sino que esto también les permitió cocinar alimentos. Y aunque a primera vista no parecen evidentes, exponer los alimentos a altas temperaturas conlleva muchas ventajas.

Para empezar, cuando cocinamos los alimentos estamos eliminando microorganismos que pueden dar lugar a intoxicaciones alimentarias. Un ejemplo sería la Salmonella, que puede estar presente en los huevos crudos y en la carne de pollo. La forma más eficaz de eliminar este patógeno es cocinando estos alimentos completamente a una temperatura superior a 60ºC.

Por otro lado, cocinar los alimentos los vuelve más tiernos, por lo que son más fáciles de masticar y digerir. Por ejemplo, cuando cocinamos carne, las proteínas que la componen se desnaturalizan (cambian su estructura), lo que las hace más vulnerables a las enzimas digestivas. Como consecuencia, la digestión de carnes cocidas es más eficiente que carnes crudas.

Por último, cuando se cocinan los alimentos, estos sufren una serie de transformaciones químicas y físicas. Estos cambios afectan a la apariencia de los alimentos y también producen cambios en sus propiedades organolépticas, mejorando su sabor y volviéndolos más apetecibles. Continuando con el ejemplo anterior, la carne cruda presenta pocos aromas, pero al cocinarla se intensifica el sabor y se crean nuevos aromas que asociamos con cocidos o carnes a la parrilla.

¿Qué ocurre cuando cocinamos los alimentos?

Aplicar calor no es la única causa de cambios en las propiedades de los alimentos. La maduración de frutas y verduras es un buen ejemplo. Las enzimas, agentes biológicos que promueven ciertas reacciones químicas en los alimentos, dan lugar a cambios en su sabor (se vuelven más dulces), color y textura (volviéndolos menos duros). Otro ejemplo es el envejecimiento controlado de la carne para mejorar su sabor y textura. En este caso, las enzimas de la carne rompen las fibras proteicas, volviéndola más tierna. Un ejemplo culinario sería la técnica del ceviche, en la que un ingrediente, típicamente pescado, se «cocina» en marinada acídica (como zumo de limón) que causa una desnaturalización lenta de las proteínas, cambiando así su textura.

La forma más habitual de provocar cambios en los alimentos es aplicando calor, ya sea hirviendo, friendo u horneando. Mismo ingrediente puede adquirir propiedades muy diferentes dependiendo del método de cocinado. Esto explicaría las notables diferencias entre una patata que cocinada al vapor respecto a con una cocinada al horno, ya que sufren transformaciones diferentes.

Algunas de estas transformaciones, como cambios en la textura y el sabor, no son evidentes hasta que manipulamos los alimentos. Hay cambios que se pueden ver a simple vista y es cuando un alimento expuesto a altas temperaturas cambia su color adquiriendo un tono más oscuro (reacciones de pardeamiento). Un ejemplo de estas reacciones es la de Maillard de la que voy a hablar en el resto de este artículo.

¿En qué consiste la reacción de Maillard?

La reacción de Maillard produce cambios en la coloración de los alimentos confiriéndoles un característico tono tostado. Pero también se dan otros cambios interesantes, ya que producen cambios químicos que modifican los sabores y aromas originales de los alimentos. 

Esta reacción fue descrita por primera vez por el médico y químico francés Louis Camille Maillard en 1912. En realidad lo que se conoce como la reacción de Maillard consiste en múltiples reacciones que ocurren simultáneamente. Por lo que es un proceso extremadamente complejo.

la reacción de maillard
La reacción de Maillard es un conjunto de múltiples reacciones que se dan en simultáneo que siempre empieza por la reacción de un azúcar y un aminoácido.

Esta reacción es responsable del color y los sabores que se producen por ejemplo al asar carne, cocer pan, en los dulces horneados o en el tueste de los granos de café y de la malta en cervezas oscuras.

¿Qué es necesario para que ocurra la reacción?

Aminoácidos y azúcares

Se distinguen cuatro moléculas básicas en los alimentos. Estas son las proteínas, los hidratos de carbono, los lípidos (o grasas y aceites) y el agua. Concretamente, para que se pueda producir la reacción de Maillard es necesaria la presencia de aminoácidos y azúcares.

Los aminoácidos son moléculas que constituyen la base de las proteínas. Estas moléculas están compuestas por un grupo amino (que contiene un átomo de nitrógeno y dos de hidrógeno, -NH2) y un grupo carboxilo (-COOH) en cada uno de sus extremos. Entre estos grupos se distingue una cadena lateral (marcada como -R en la imagen inferior) que determina la identidad del aminoácido (hay alrededor 20 aminoácidos diferentes). Dependiendo de la estructura de esta cadena, las propiedades del aminoácido serán distintas y esto resultará en sabores y aromas diferentes en el producto final de la reacción de Maillard.

la reacción de maillard
Los aminoácidos tienen una composición muy característica: un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH) y una cadena R que varía según el tipo de aminoácido. Estos grupos pueden reaccionar entre diferentes aminoácidos, dando lugar a proteínas.

Los azúcares pertenecen al grupo de los hidratos de carbono (o carbohidratos). Estas moléculas se componen por hidrógeno (H), carbono (C) y oxígeno (O). Los azúcares confieren sabor dulce a los alimentos y proporcionan energía inmediata. Azúcares, como la glucosa y la fructosa, están formados por una sola molécula de 6 átomos de carbono. Estos azúcares pueden combinarse formando cadenas para dar lugar a nuevos compuestos como la sacarosa, que es el azúcar de mesa.

la reacción de maillard
La glucosa y la fructosa son monosacáridos, compuestos por un solo anillo de 6 carbonos que pueden formar cadenas cortas, como la sacarosa, más conocido como azúcar de mesa.

En la reacción de Maillard, los aminoácidos y azúcares se descomponen y combinan para dar lugar a los nuevos subproductos. Cada uno de estos compuestos presenta distintas propiedades, que dan lugar a colores, sabores y aromas nuevos en los alimentos horneados o cocidos a la parrilla.

Temperatura

Las reacciones de pardeamiento dependen de la transferencia de calor. La reacción de Maillard no se produce cuando los alimentos se hierven o cocinan al vapor. Ocurre temperaturas por encima del punto de ebullición del agua (110-120ºC).

La caramelización, otra reacción de pardeamiento

La caramelización es otra reacción de pardeamiento que da sabor y aroma a los alimentos cocinados. A diferencia de la reacción de Maillard, ocurre en alimentos con mayor proporción de azúcares y menor cantidad de proteínas. La caramelización se produce sobre todo en alimentos de origen vegetal, como en las cebollas, que cambian a color tostado durante el cocinado y ganan un sabor más dulce.

Las reacciones de caramelización y de Maillard no son excluyentes, ya que pueden ocurrir a la vez, como sucede en la cocción del pan. La harina de trigo, principal ingrediente en gran cantidad de panes, contiene tanto proteínas como azúcares. Cuando se hornea pan, se producen los dos tipos de reacciones de pardeamiento, dando lugar al color tostado de la corteza y el aroma característico a pan recién cocido.

Consecuencias de la reacciones de pardeamiento

En las reacciones de pardeamiento se generan compuestos volátiles que hacen que, por ejemplo, toda la casa huela a dulce al hornear pasteles o galletas. Por ello, la próxima vez que cocines unas galletas de chocolate o un pastel, tu mejor aliado es el olfato: las galletas empiezan a estar listas cuando su color cambia a tostado y cuando la casa huele a dulce. ¡Gracias a la reacción de Maillard!

Aún así, el tipo de cocinado que produce la reacción de Maillard no está exento de consecuencias negativas. Ya sea degradando aminoácidos esenciales, destruyendo enzimas o dando lugar a nuevos subproductos que pueden ser nocivos, las propiedades nutricionales de los alimentos se ven afectadas. Por ejemplo, pueden generarse compuestos potencialmente carcinogénicos como la acrilamida o las aminas heterocíclicas. La producción de acrilamida se da sobre todo en los alimentos ultraprocesados cuando se cocinan a altas temperaturas, en alimentos de origen vegetal, como cereales. Sin embargo, no es tan común cuando cocinamos carnes y pescados, donde es más habitual la producción de aminas.

Conclusiones

La cocina y la ciencia están estrechamente relacionadas. Cocinar los alimentos genera cambios en las propiedades de los ingredientes. Los alimentos cocinados a altas temperaturas experimentan la reacción de Maillard, una reacción de pardeamiento que da lugar al característico color tostado del pan horneado y la carne a la parrilla. Si quieres saber más sobre la ciencia de la comida o de cómo se aplica el método científico al mundo de la cocina, recomiendo leer los artículos de Kanji López-Alt en Serious Eats, donde, entre otras cosas, podréis conocer la mejor temperatura y tiempo para un buen huevo cocido. ¡Buen provecho!

Referencias

  • Center for Disease Control. Food Safety. https://www.cdc.gov/foodsafety/foods-linked-illness.html
  • Jeff Potter (2010). Cooking for Geeks. O’Reilly Media, Inc. 17th Edition (2014)
  • McGee Harold (1984). La cocina y los alimentos. Enciclopedia de la ciencia y de la cultura de la comida. Ed. Debate. Octava Edición (2004).
  • New Scientist. Every human culture includes cooking – this is how it began. https://www.newscientist.com/article/mg23230980-600-every-human-culture-includes-cooking-this-is-how-it-began
  • Perez-Locas, C., & Yaylayan, V. A. (2010). The Maillard reaction and food quality deterioration. Chemical Deterioration and Physical Instability of Food and Beverages, 70–94. doi:10.1533/9781845699260.1.70
  • Rufián-Henares, J. A., & Pastoriza, S. (2016). Maillard Reaction. Encyclopedia of Food and Health, 593–600. doi:10.1016/b978-0-12-384947-2.00435-9
  • SeriousEats. An Introduction to the Maillard Reaction: The Science of Browning, Aroma, and Flavor. https://www.seriouseats.com/2017/04/what-is-maillard-reaction-cooking-science.html
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Victoria Brugada Ramentol

Una bióloga de Barcelona que durante el doctorado usó ambientes virtuales para estudiar los procesos de integración multisensorial en la auto-representación en Lisboa. Interesada en el papel de las tecnologias emergentes en las neurociencias y la neuropsicología. Ahora, trabaja con diseñadores de juegos para crear un app de entrenamiento cognitivo en realidad virtual.

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