Réaction de Maillard - Définition

Facteurs influençant la réaction

La vitesse de la réaction de Maillard est fortement influencée par de nombreux facteurs. Ceux-ci agissent comme activateurs ou inhibiteurs de la réaction, ou encore font privilégier l’une des trois voies de synthèse des arômes. Ce sont en grande partie ces facteurs qui décident de la nature des composés formés.

Nature des sucres réducteurs et acide aminé

La vitesse de la réaction dépend d’abord de la nature des réactifs. Plus le sucre réducteur est gros et plus la réaction se réalise difficilement. Les pentoses comme le ribose sont donc plus réactifs que les hexoses comme le glucose, le galactose ou le fructose. Les sucres composés comme le maltose ou le lactose sont un assemblage de deux molécules de sucre ou plus et sont donc moins réactifs que les sucres simples, et a fortiori l’amidon, composé de nombreuses molécules de glucose. Enfin rappelons que le saccharose n’est pas un sucre réducteur et ne donne donc pas lieu à une réaction de Maillard. Pour l’acide aminé, plusieurs facteurs entrent en ligne de compte. La lysine, qui possède deux fonctions amino, est plus réactive que les autres acides aminés. Pour les autres, plus la fonction amino est éloignée de la fonction acide carboxylique et plus l’acide aminé est réactif. Par exemple, pour les acides aminés suivants, l’ordre décroissant de réactivité est : lysine, arginine, acide glutamique, proline.

Le pH

Toutes les réactions intervenant dans la réaction de Maillard sont dépendantes du pH. En particulier le réarrangement d’Amadori nécessite un pH acide et la synthèse des réductones un pH basique. Le pH optimal se situe donc entre 6 et 10. La nature des composés formés est également dépendante du pH. Les pH basiques privilégieront plutôt des réactions de rétroaldolisation alors que les pH acides privilégieront les déshydratations.

La teneur en eau du milieu

L'eau est indispensable à certaines étapes de la réaction mais elle en est aussi l’un des produits. Donc si l’eau est en trop grande quantité dans le milieu (supérieur à 60 %), les réactions de déshydratation sont inhibées. À l'inverse en dessous de 30 % la réaction est inhibée par l'absence d'eau solvante.Le mieux est une proportion de 30 à 60 % d’eau dans le milieu.(Ames et al. 1993).

La température

Les réactions de Maillard se déroulent à presque toutes les températures ; mais elles sont très ralenties quand la température s’abaisse. En règle générale, plus la température augmente, plus la vitesse de la réaction est importante.

D’autres facteurs peuvent également intervenir dans le déroulement et la vitesse de la réaction : ions métalliques, composés soufrés … Comme chacun d’eux n’inhibe pas toutes les réactions, donc toutes les voies par lesquelles se développe la réaction, ce sont eux qui déterminent la voie privilégiée dans chaque cas.

Applications médicales et cosmétiques

La réaction de Maillard, connue dans le monde médical sous le nom de glycation ou glycolysation non enzymatique des protéines, a d’abord été étudiée dans le cadre du diabète grâce à l’hémoglobine glyquée, une variante de l’hémoglobine due à des modifications engendrées par Maillard, qui sert maintenant de marqueur à long terme de l’état diabétique des patients. Mais les travaux de ces 20 dernières années ont aussi montré que la glycation a des conséquences dans tout l’organisme, et joue notamment un rôle important dans certaines maladies telles les lésions cellulaires et tissulaires du diabète, le vieillissement vasculaire et l’insuffisance rénale. Il faut aussi noter que la glycation est indépendante du diabète mais la forte proportion de sucres dans le cas de cette maladie favorise grandement les réactions de Maillard et donc de la glycation car dans l’organisme, elle est ponctuelle et non enzymatique.

Les crèmes cosmétiques autobronzantes utilisent également la réaction de Maillard : la Dihydroxyacétone qu’elles contiennent, est un sucre qui réagit avec les protéines des cellules mortes de la couche cornée de la peau, créant un pigment brun.