Освіта на хімічній фазі сушіння Темна меланоидинов і редуктонов відбувається за рахунок окислювально-відновних реакцій між редукуючими цукрами і амінокислотами. Обов'язковою умовою протікання реакції меланоидинообразования є наявність карбокісльних груп в цукрі і вільних аміногруп в продуктах розпаду білків. Інтенсивність забарвлення і аромату меланоидинов залежать від амінокислоти і вуглеводу, що вступають в реакцію.
Початкова стадія характеризується цукрово-аминной конденсацією і ізомеризації (перегрупуванням) Амадори, з утворенням безбарвних проміжні речовин.
Продуктами цієї реакції є N-заміщений-1-аміно-1-дезоксі- -2-кетоза, яка може перебувати в двох формах. Ці речовини завдяки наявності групи є дуже реакційноздатними і служать вихідними продуктами для утворення Темна меланоидинов.
Проміжна стадія. Продукти другій стадії мають слабо-жовте забарвлення. На цій стадії відбувається дегідратація 1-аміно-1-дезокси-2-кетози, яка в залежності від умов середовища (вологості і температури) може йти різними шляхами.
Якщо вихідним цукром була пентоза, то при подальшому нагріванні солоду ця сполука може пре-обертатися в фурфурол або в оксиметилфурфурол в разі участі в реакції гексози.
Продукту-ми розпаду 1-аміно-1-дезокси-2-кетози іншим шляхом в більш м'яких умовах стануть інші альдегіди: піровиноградна, ме-тілгліоксаль, ацетоін, діацетил. Деякі з них мають при-ятним смаком і ароматом.
У нейтральному середовищі при невисоких температурах сушки солоду основними проміжними продуктами будуть не фурфурол або оксиметилфурфурол, а шестіуглеродних редуктони з незамкненою ланцюгом. Вони утворюються при дегідратації продукту перегрупуються-ки Амадори з втратою двох молекул води і розривом кільця. Загальною властивістю редуктонов є яскраво виражена редуцирующая здатність завдяки наявності ендіольной групи.
Ця група свя-зана з альдегідної або кислотним радикалом. Наявність ендіольной і карбоксильної груп обумовлює здатність редуктонов до окисно-відновних реакцій. Редуктони в дегідроформа беруть участь в створенні коричневого кольору продуктів.
Одночасно з утворенням всіх цих сполук у другій стадії меланоидинообразования відбуваються реакції взаємодій-наслідком фурфуролу і оксиметилфурфурола з амінокислотами, реакції переамінування редуктонов з амінокислотами і т. Д. Обра-поклику альдегіди грають основну роль в створенні смакових і ароматичних властивостей.
Кінцева (III) стадія. На цій стадії утворюються продукти з ін-інтенсивність забарвленням. В останній стадії відбувається із-дять в основному два процеси:
- альдольна конденсація, коли з двох молекул альдегіду напів-чає новий альдегід, наприклад, альдоль - безазотистих речовини коричневого кольору;
- альдегідоамінная полімеризація проміжних продуктів, що утворюються в першій і другій стадіях.
В результаті полімеризації утворюються гетероциклічні азотисті сполуки, наприклад, пірол, імідазол, піримідин, піразин. Ці сполуки мають коричневе забарвлення різної інтенсивності.
За здатністю до меланоидинообразования пентози (ксилоза, арабиноза) більш активні, ніж гексози (манноза, галактоза, фруктоза, глюкоза). Дисахарид мальтоза менш реакционноспособен в цій реакції, ніж моносахариди. У свою чергу, цукру за здатністю до меланоидинообразования поступаються альдегідів. Оксиметилфурфурол дає реакцію потемніння насамперед з пролином, фенилаланином, глутамінової та аспарагінової киць-лотами.
Амінокислоти також характеризуються різною здатністю брати участь в цій реакції, і їх відповідно до цього можна распо-ложить в наступний ряд: глікокол> аланин> фенілаланін> валін> лейцин> метіонін> аспарагінова кислота> глутамінова кислота> цистеїн> тирозин.
Аналізуючи цей ряд, неважко помітити, що зі збільшенням мо-лекулярной маси амінокислоти утворення комплексних соеди-нений з цукрами ускладнюється. Чим далі один від одного віддалені карбоксильная і аминная групи, тим більш хімічно активні амінокислоти в реакціях меланоидинообразования.
Аромат меланоидинов багато в чому залежить від амінокислоти, навчаючи-ствующей в реакції. Наприклад, глікокол дає продукти з яскравим забарвленням, але зі слабким ароматом пива, з лейцином виходить хлібний аромат, аспарагінова і глутамінова кислоти дають аромат мигдалю. Характерний аромат темних сортів пива обумовлений-ється меланоидинов, освіченими валіном і лейцином.
У складі меланоидинов 54 - 60% вуглецю, 4,9 - 5,2% водню, 3,5 5,3% азоту, 31,3 - 35,1% кисню. Характерні для них функ-нальні групи - спиртові, карбоксильні, карбонільні, фенольні. Розчини меланоидинов володіють кислою реакцією і яскраво виражені відновні властивості. Тому завдяки їх присутності в суслі створюється певний окисли-кові-відновний потенціал.
Меланоїдіни є частково розчинними, несбражіваемих речовинами, ліофільними колоїдами. Вони захищають не-стійкі колоїди, що знаходяться в пиві, запобігаючи їх випаді-ня в осад і утворення муті, виконують також функцію антиоксидантів і оберігають нестабільні білкові речовини пива від окислення. Завдяки своїм колоїдним властивостями Меланоїдіни в розчині дають міцні поверхневі плівки і тому є при-чиною хорошими піноутворювальний продуктами, підвищуючи стій-кість пива.