'마이야르 반응(Maillard Reaction)'(펌)

[김기연]

'마이야르 반응(Maillard Reaction)'이란 무엇인가?

일반적으로 '마이야르 반응(Maillard Reaction)'은 아미노산과 환원당(포도당, 과당, 맥아당 등)이 작용하여 갈색의 중합체인 '멜라노이딘(Melanoidin)'을 만드는 반응 과정을 말한다.

대부분의 식재료는 조리과정을 통해 '갈색'으로 변화하게 되는데, 가열에 의한 갈색화의 원인은 '캐러멀화 반응'과 '마이야르 반응' 때문이다.

빵을 구을때 빵의 껍질부분의 색이 진한 갈색으로 변하는 것은 빵반죽 속에 들어있는 설탕이 160℃에서 캐러멜화되어 갈변이 되며, 또한 반죽 속에 들어있는 당과 아미노산이 열을 받아 마이야르 반응에 의해 갈변화현상이 일어나게 된다.

다른 예로 고기에 들어있는 당과 단백질이 고기를 구울때의 열에 의해 환원당의 카르복실기와 단백질의 아미노기가 서로 반응하여 작은 분자로 된 여러 가지 갈색 물질을 만들어내는 반응 역시 마이야르 반응이다.
고기 맛은 단백질의 맛이 아니다. 단백질은 맛이 없다. 단백질은 인간이 맛을 느낄수 있는 분자의 크기 이상이기 때문이다. 하지만 단백질이 마이야르 반응을 통해 작고 다양한 분자로 변하면 맛과 향이 풍부해 지는 것이다.  

또한 간장이나 된장을 만들때에도 이 마이야르 반응은 중요한 작용을 한다. 이 겨우 가열하지 않은 실온상태에서 아주 천천히 마이야르 반응이 진행이 되는데 그래서 장맛은 오래 묵힐수록 깊어지는 것이다.

커피 로스팅시 일어나는 '마이야르 반응(Maillard Reaction)'

이제 우리가 관심을 가져야 하는 생두를 로스팅할때 발생되는 마이야르 반응이다. 원두의 로스팅 과정에서의 마이야르 반응을 어떻게 제어하는가가 커피의 맛과 향을 지배하는 가장 중요한 원인이 되는 단계이다.

생두(Green Coffee Bean)를 로스팅할 때 생두에 포함되어 있는 미량의 아미노산이 환원당인 'Sucrose'와 'Polysaccharides'등과 작용하여 갈색의 중합체인 멜라노이딘을 만드는 마이야르 반응을 일어난다. 이 멜라노이딘에 의해 외관상볼때 로스팅된 커피는 검붉은 짙은 갈색을 띄게 되는 것이다. 이 반응의 결과로 향을 느끼지 못했던 생두와 비교하여 '휘발성 방향족 화합물(Volatile Aroma)'이 생성되어 커피의 향을 만들어 내는 것이다.

생두는 생산지와 해마다 바뀌는 자연적 기후요소에 의해 각각의 콩의 크기와 밀도와 경도가 달라지는데 만약 가장 정확한 방법으로 숙련된 로스팅 기술자에 의해 로스팅하는 방식이 진행되어 완벽한 마이야르 반응을 구현하게 된다면 맛과 풍미가 뛰어난 커피가 된다. 또한 로스팅 후 생성된 '카페올(Caffeol)'이 원두의 표면을 코팅한 상태로 로스팅 되었다면 콩의 내부의 산화를 방지하여 더욱 맛있는 커피를 맛볼 수 있다고 한다. 

               

'마이야르 반응(Maillard Reaction)'의 메카니즘

'마이야르 반응(Maillard Reaction)'은 프랑스 화학자 Maillard(1912)에 의해서 Glucose와 Glycine의 용액을 가열하였을 때 갈색 색소인 '멜라노이딘(Melanoidin)'을 생성한다고 처음으로 공식 논의되었기 때문에 Maillard 반응이라고 부르게 되었다.

이 반응은 활성을 가진 유리 Aldehyderl나 Ketone기와 같은 Carbonyl기를 가진 환원당 또는 가수분해되어 환원당을 만들 수 있는 당류가 아미노산, 펩타이드(peptide), 단백질과 같은 유리 Amino기나 Imino기를 가진 질소화합물과 상호 반응하여 갈색 물질을 생성하는 것이므로 그 반응의 본질을 따서 '아미노-카르보닐(Amino-carbonyl) 반응'이라고도 하며, 생성되는 최종 갈색 물질의 이름을 따서 '멜라노이딘(Melanoidin)'이라고도 부른다.

일반적으로 대부분의 식품들은 양의 차이는 있겠으나 그 성분으로써 당류 등의 Carbonyl 화합물과 단백질 등의 Amino기를 가진 질소화합물을 함유하고 있으므로 마이야르 반응은 거의 모든 식품에서 일어날 수 있는 갈변 반응이며 실제로도 식품 가공이나 저장 중에 있어서 가장 중요한 비효소적 갈변 반응이다.

또한 마이야르 반응에 의한 갈변은 외부에서 가열과 같은 에너지 공급이 있어야 비로소 일어나는 화학 반응과 달리 거의 자연 발생적으로 일어난다는 중요한 특징을 가지고 있다. 따라서 이 갈변 반응은 식품 가공 과정에서는 물론 저장시에도 계속 일어날 수 있으며 또한 억제하기도 어려운 매우 중요한 반응이다.

마이야르 반응에 의한 갈변의 진행 메카니즘에 대해서는 비교적 잘 알려져 있으며, 그 반응은 대체로 초기 단계(Primary step), 중간 단계(Intermediate step), 최종 단계(Final step)의 3가지 단계로 구분한다. (※ 이하 내용은 너무 전문적인 부분이라 생략)

[dohee]

음... 어렵네요... 그래도 궁금~~

[希希希]

참고하세요~ 설탕이나 포도당을 가열하면 갈색화함과 동시에 달콤한 냄새가 나는데, 이것은 주로 탈수에 의한 분해반응으로서 캐러멜화반응이라 불린다. 또한 포도당이나 과당등의 환원당은 식품 속에 공존해 있는 아미노산·펩티드·단백질 등과 반응하여 갈변한다. 이 반응은 비효소적 갈변의 대표적인 것으로서 메일러드반응 또는 아미노카르보닐반응 등으로 불린다. 비효소적 갈변반응을 이용한 식품에는 된장·간장이 있고, 효소적 갈변반응을 이용한 식품의 예로서는 홍차가 있다.