Formarea melanoidinelor și reductonilor în culoarea închisă în faza chimică se datorează reacțiilor de reducere a oxidării între zaharurile reducătoare și aminoacizii. O condiție obligatorie pentru reacția de formare a melanoidinei este prezența grupărilor carboxil în zaharuri și grupări amino libere în produsele de defalcare a proteinelor. Intensitatea culorii și aromelor melanoidinelor depinde de intrarea în reacție a aminoacizilor și a carbohidraților.
Etapa inițială este caracterizată prin condensarea și izomerizarea zahar-amină (regrupare) a Amadori, cu formarea de intermediari incolori.
Produsele acestei reacții sunt 1-amino-1-deoxi-2-cetoza N-substituite, care poate fi în două forme. Datorită prezenței grupului, aceste substanțe sunt foarte reactive și servesc drept materii prime pentru formarea de melanoidine colorate întunecate.
Stadiul intermediar. Produsele din a doua etapă au o culoare galben deschis. În această etapă are loc deshidratarea 1-amino-1-deoxi-2-cetozei, care, în funcție de condițiile de mediu (umiditate și temperatură), poate avea loc în moduri diferite.
Dacă zahărul inițial este pentoză, atunci cu încălzire ulterioară a malțului, acest compus poate fi transformat în furfural sau în hidroximetilfurfural dacă participă la reacția hexoză.
colaps produs mi de cale diferită de 1-amino-1-deoxi-2-cetoză în condiții mai blânde devin mai aldehide: piruvic, Me-tilglioksal, acetoină, diacetil. Unele dintre ele au un gust plăcut și o aromă plăcută.
În mediu neutru la temperaturi scăzute de uscare malț intermediari cheie nu vor furfural sau hidroximetilfurfural și catenă deschisă reductone șase carbon. Ele se formează în timpul deshidratării produsului de rearanjare Amadori cu pierderea a două molecule de apă și ruptura inelului. O proprietate comună a reductonilor este o capacitate pronunțată de reducere datorată prezenței grupului endolar.
Acest grup este legat de o radicală aldehidică sau acidă. Prezența grupărilor endol și carboxil determină capacitatea reductonilor de a reacționa în reducerea oxidării. Reductonii în dehidroform sunt implicați în crearea de produse maro.
Concomitent cu formarea acestor compuși într-o a doua etapă de interacțiune melanoidină reacții apar reacții Corolarului transaminare furfurol și hidroximetilfurfuralul cu aminoacizi cu aminoacizi și reductone t. Aldehide D. Obra-Call joacă un rol major în crearea aromei și proprietăților aromatice.
Etapa finală (III). În acest stadiu se formează produse cu culori intense. În ultima etapă există în principiu două procese:
- condensarea aldolului, atunci când se obține o nouă aldehidă din două molecule ale aldehidei, de exemplu, o substanță aldol - o substanță fără azot de culoare brună;
- aldehidoamină de polimerizare a produselor intermediare formate în prima și a doua etapă.
Ca urmare a polimerizării, se formează compuși de azot heterociclic, de exemplu, pirol, imidazol, pirimidină, pirazină. Acești compuși au o culoare maro de intensitate variabilă.
Prin capacitatea de a melanoidină zaharuri pentoz (xiloză, arabinoză) este mai activ decât hexoze (manoza, galactoza, fructoza, glucoza). Dizaharida maltozei este mai puțin reactivă în această reacție decât monozaharidele. La rândul lor, zaharurile în ceea ce privește capacitatea de a melanoidină sunt inferioare aldehidelor. Oximetilfurfuralul dă o reacție de întunecare în principal cu prolină, fenilalanină, glutamic și acid aspartic.
Aminoacizii sunt de asemenea caracterizate prin capacitatea de a participa la reacție care variază și în consecință poate fi pulverizat expandată în următoarea ordine: glicină> alanină> Fenilalanina> Valina> leucina> metionină> acid aspartic> Acid glutamic> Cisteina> tirozina.
Analizând această serie, este ușor de observat că, odată cu creșterea greutății moleculare a unui aminoacid, formarea compușilor complexi cu zaharuri devine mai dificilă. Cu cât se îndepărtează mai departe grupurile carboxil și amină, cu atât aminoacizii sunt mai activi din punct de vedere chimic în reacțiile de formare a melanoidinei.
Aroma melanoidinelor depinde în mare măsură de aminoacizii care participă la reacție. De exemplu, un gliccolol produce produse cu o culoare strălucitoare, dar cu o aromă slabă de bere, leucina produce o aromă de cereale, acizii aspartici și glutamic dau un gust de migdale. Aroma caracteristică a berii întunecate este cauzată de melanoidele formate de valină și leucină.
În compoziția melanoidină, 54-60% carbon, 4,9-5,2% hidrogen, 3,5-5,3% azot și 31,3-35,1% oxigen. Grupurile funcționale caracteristice acestora sunt alcoolice, carboxil, carbonil, fenolice. Soluțiile de melanoidină au reacție acidă și proprietăți pronunțate de reducere. Prin urmare, datorită prezenței lor în must, se creează un anumit potențial de reducere a oxidării.
Melanoidinele sunt substanțe parțial solubile, nefermentabile, coloizi liofilici. Ele protejează coloizii non-rezistente sunt în bere, împiedicând-fanda stabilit în formarea sedimentelor și opacitate, funcționează ca antioxidanți și funcția protejează instabilă substanțe proteice de bere de la oxidare. Datorită proprietăților lor coloidale, melanoidinele în soluție dau filme de suprafață puternice și, prin urmare, sunt produse de spumare bune, mărind stabilitatea berii.