อุบัติการณ์ในจานอาหาร

“การทำอาหารคือวิทยาศาสตร์” นี่เป็นแนวคิดหนึ่งที่แพร่หลายในแวดวงอาหารในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทว่าการค้นพบแนวคิดทฤษฎีสำคัญโดยมากนั้นมักไม่ค่อยถูกยอมรับในทันที อย่างผลงาน De revolutionibus orbium coelestium (1543) หรือ On the Revolutions of the Heavenly Spheres ของ Nicolaus Copernicus ที่เสนอว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาลก็ต้องใช้เวลาเนิ่นนานนับเป็นร้อยปี กว่าจะเป็นที่ยอมรับในหมู่นักดาราศาสตร์และฟิสิกส์ แม้กระทั่งการค้นพบเชื้อจุลินทรีย์ของ Louis Pasteur ในช่วงปลายของศตวรรษที่ 19 ก็ยังต้องใช้เวลานับสิบปีในการเข้าไปแทนที่ทฤษฎีอายพิศม์ (Miasmatic Theory) ที่อธิบายว่าโรคร้ายทั้งหลายมาจากกลิ่นเน่าเสียและสภาพแวดล้อมที่สกปรก จึงไม่แปลกอะไรที่นักเคมีและนายแพทย์ชาวฝรั่งเศส Camille-Louis Maillard จากเมืองน็องซี (Nancy) ผู้ค้นพบปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคน้ำตาลกับสารประกอบโปรตีนขณะได้รับความร้อน และได้เสนอความคิดนี้ต่อหน้าผู้ทรงคุณวุฒิในปี 1912 ก็มิวายถูกมองเป็นเพียงรายงานวิจัยธรรมดาๆ ชิ้นหนึ่งเท่านั้น

Camille-Louis Maillard

อย่างไรก็ตาม ภายหลังจากที่ Maillard ได้อำลาจากโลกนี้ไปหลายทศวรรษ งานวิจัยโลกลืมของเขาได้กลายมาเป็นต้นกำเนิดของทฤษฎี Maillard Reaction หรือ ‘ปฏิกิริยาเมยารด์’ ที่ได้รับการกล่าวขานถึงกันอย่างกว้างขวางในแวดวงวิชาการและอุตสาหกรรมอาหารในช่วง 2-3 ทศวรรษที่ผ่านมา เรียกได้ว่า มีงานวิจัยนับพันนับหมื่นชิ้นกลับไปอ้างอิงงานวิจัยของเขา และเมื่อราวปี 2012 ก็ได้มีการเฉลิมฉลองครบรอบหนึ่งร้อยปีให้กับการค้นพบของ Maillard โดยบุคคลหนึ่งซึ่งถือว่ามีคุณูปการอย่างยิ่งก็คือนักเคมีชาวอิตาลี Mario Amadori ผู้ได้อ้างอิงถึงแนวคิดทฤษฎีของ Maillard ในงานวิจัยของเขาในปี 1925 และทำให้ชื่อของ Maillard ได้เป็นที่รู้จักในกาลต่อมา

สำหรับคนทั่วๆ ไปอย่างเราๆ ท่านๆ Maillard Reaction สามารถใช้อธิบายอุบัติการณ์ที่เกิดขึ้นในครัวขณะเราทอดเบค่อน ย่างเนื้อ อบขนมปัง รวมไปถึงกระทั่งตอนต้มเบียร์ หรือคั่วกาแฟ ซึ่งล้วนแล้วเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเคมีที่ก่อให้เกิดโมเลกุลของสีสัน กลิ่น รส และสัมผัสอันสลับซับซ้อนขึ้นมา

ภาพของ Maillard Reaction ที่เกิดขึ้นจากการย่างเนื้อที่นอกจากสีสันที่เปลี่ยนไปแล้ว ยังส่งผลต่อกลิ่นและรสชาติอีกด้วย

หากอธิบายด้วยภาษาวิทยาศาสตร์ Maillard Reaction คือ ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาล ในแบบที่ไม่ได้มาจากเอนไซม์ ซึ่งเกิดขึ้นระหว่าง Reducing Sugar กับกรดอะมิโน (amino acid) โปรตีน หรือสารประกอบไนโตรเจนอื่นๆ โดยมีความร้อนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จึงไม่แปลกที่นักวิทยาศาสตร์อาหารบางคนจะเรียกกระบวนการนี้ว่า Browning reaction ซึ่งที่จริงแล้วนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของอุบัติการณ์นี้ และเชฟบางคนยังได้แยกการ Maillardization กับ Caramelization (ที่เป็นปฏิกิริยาเคมีการเปลี่ยนแปลงสีสันของอาหารโดยไม่มีองค์ประกอบโปรตีนเกี่ยวข้อง) ออกจากกัน

แผนภาพแสดงการเกิด Maillard Reaction

ถึงตรงนี้หลายคนอาจสงสัยว่า Reducing Sugar ที่ว่าคืออะไร? แล้วทำไมต้องเป็น Reducing Sugar? 

เราจึงต้องขอทำอธิบายเพิ่มเติมสักเล็กน้อยในเรื่องนี้

โดยทั่วไปแล้วนั้น น้ำตาลที่เราใช้กันอยู่ (น้ำตาลทรายขาว ทรายแดง น้ำตาลมะพร้าว) ประกอบขึ้นจากกลูโคส (glucose) และ ฟรุคโตส (fructose) ที่มีโครงสร้างทางเคมีเป็นวงแหวนทรงหกเหลี่ยมและห้าเหลี่ยม ตามลำดับ

กระบวนการ Reducing จะเกิดขึ้นก็เมื่อเรานำกลูโคสไปทำละลายกับน้ำ โดยผลที่เกิดตามมาก็คือโมเลกุลรูปวงแหวนของกลูโคสจะเปิดออกในช่วงระยะเวลาสั้นๆ ก่อนจะปิดกลับไปอีกครั้งหนึ่ง แต่จะมีเพียง 1% ของกลูโคสที่จะเปิดออกตลอดเวลา และตรงปลายข้างหนึ่งของวงแหวนกลูโคสที่เปิดออกนี้เอง ได้เกิดสารประกอบที่นักเคมีเรียกว่า aldehyde ซึ่งเกิดขึ้นจากอะตอมคาร์บอนจับตัวกับอ็อกซิเจน 2 พันธะ (double bond) และจับตัวกับไฮโดรเจน 1 พันธะ (single bond) มันถูกเรียกว่า Reducing ก็เนื่องจากองค์ประกอบนี้มีความโน้มเอียงที่จะลดทอนและกลายเป็นโมเลกุลอื่นจากการสูญเสียอิเล็คตรอนในตัวเองไปนั่นเอง

แล้วกระบวน Maillard Reaction เกิดขึ้นได้อย่างไร? อย่างที่ Maillard ได้อธิบายแล้วว่า กระบวนการทางเคมีนี้เกิดขึ้นระหว่างที่อนุภาคของโปรตีนและน้ำตาลได้รับความร้อน

ดังนั้นเมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสม (ผ่านการทอด ย่าง อบ) Reducing Sugar ที่เข้าไปประชิดกับอนุภาคของโปรตีน หรือ กรดอะมิโน โดยเฉพาะที่มาพร้อมกับกลุ่มอามีน (amine group) ที่ประกอบด้วยอะตอมของไนโตรเจนที่จับตัวกับคาร์บอนและไฮโดรเจน 2 อะตอม) จะก่อให้เกิดองค์ประกอบทางเคมีขึ้นมาใหม่ ซึ่งแน่นอนว่าส่งผลให้เกิดทั้งสีสัน (น้ำตาลไหม้) กลิ่น รสชาติที่มีความแตกต่างออกไป รสอูมามิ (Umami) หรือกระทั่งรสที่ 6 ที่เรียกว่า โคคุมิ (Kokumi) ก็มักจะเกิดขึ้นจากกระบวนการดังกล่าวนี้ ซึ่งถูกเรียกรวมๆ ว่า Maillard Reaction

Matthew Hartings ผู้เขียน Chemistry in the Kitchen (2018) ได้เปรียบเทียบความเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่เกิดขึ้นใน Maillard Reaction กับการตีปิงปองหลายโต๊ะเรียงต่อกัน การตีลูกกลับไปกลับมาจึงไม่ได้อยู่แค่ที่โต๊ะใดโต๊ะหนึ่ง แต่มันเป็นไปได้ในทุกๆ โต๊ะ และแต่ละโต๊ะนั้นก็ให้ผลลัพธ์ทางเคมีที่มีคุณลักษณะแตกต่างกัน บางโต๊ะที่เป็นโมเลกุลขนาดเล็กกว่าอาจทำให้เกิดกลิ่นหอมยั่วยวนใจ บางโต๊ะที่โมเลกุลใหญ่กว่าอาจส่งผลให้เกิดสีสัน และความกรอบที่พื้นผิวอาหาร นี่จึงเป็นทั้งเหตุผลและคำอธิบายในตัวเองว่าทำไม Maillard Reaction จึงเป็นอุบัติการณ์ยิ่งใหญ่สำหรับโลกอาหาร เพราะมันได้สร้างความเป็นไปได้ทางรสชาติ กลิ่น และผิวสัมผัสอันเป็นหัวใจของอาหารแต่ละจานนั่นเอง

แผนของ Hartings ที่แสดงให้เห็นว่า Maillard Reaction สามารถสร้างกลิ่นรสที่แตกต่างได้อย่างไร

แต่หากมองในมุมที่กว้างกว่า หรือพยายามเชื่อมโยง Maillard Reaction ให้กับวิวัฒนาการของมนุษย์เรา ก็จะพบว่า การปรุงอาหารให้สุกด้วยเปลวไฟอันเป็นจุดเริ่มต้นที่ทำให้มนุษย์ได้กลายมาเป็นมนุษย์ในปัจจุบัน ดังที่ Richard Wrangham ได้เสนอไว้ในผลงาน Catching Fire : How Cooking Made Us Human (2019) และเป็นที่มาของทฤษฎี Cooking Hypothesis นั้น ก็จะเห็นว่า Maillard Reaction อาจเป็นอุบัติการณ์เบื้องแรกที่ทำให้มนุษย์ตัดสินใจโยนเนื้อสัตว์เข้ากองไฟ เพราะนอกจากมันจะช่วยเก็บรักษาเนื้อสัตว์ได้นานแล้วมันยังทำให้เนื้อสัตว์นั้นมีกลิ่นและรสชาติที่ดีขึ้นอีกด้วย และคงไม่ผิดไปจากความจริงนักหากจะกล่าวว่า มนุษย์เราได้รู้จักและสัมผัสกับ Maillard Reaction ก่อนหน้าที่จะเป็นมนุษย์เสียด้วยซ้ำ


อ้างอิง

– Dongliang Ruan, Hui Wang & Faliang Cheng, The Maillard Reaction in Food Chemistry: Current Technology and Applications (New York: Springer International Publishing, 2018).

– S.E. Fayle & J.A. Gerrard, The Maillard Reaction (London: The Royal Society of Chemistry, 2002).

– Mathew Hartings, Chemistry in Your Kitchen (London, Royal Society of Chemistry, 2018).

– S.E. Fayle & J.A. Gerrard, The Maillard Reaction (London: The Royal Society of Chemistry, 2002).

– Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. “The Maillard Reaction.” ThoughtCo. https://www.thoughtco.com/maillard-reaction-and-why-foods-brown-604048 (accessed May 25, 2021).

– Andy Extance, “The marvellous Maillard reaction” Chemistryworld. https://www.chemistryworld.com/features/the-marvellous-maillard-reaction/3009723.article (accessed May 25, 2021)


You May Also Like
Read More

Marmalade

ถ้าพูดถึงคำว่า ‘มาร์มาเลด’ ขึ้นมาในตอนนี้ คนส่วนใหญ่ก็มักจะนึกภาพแยมส้ม หรือแยมเปลือกส้มขึ้นมา โดยอัตโนมัติ เรียกได้ว่าคำว่า ‘มาร์มาเลด’ ที่แปลว่า ‘แยมส้ม’ นั้นกลายเป็นภาพจำและนิยามของคนปัจจุบันไปแล้ว หากแต่ว่าแยมส้มนั้นเรียกได้ว่าเป็น ‘ร่างแปลง’ ของมาร์มาเลด ที่ถูกแปลงร่างเปลี่ยนความหมายไปจนมีความหมายที่แตกต่างจนสิ้นเค้าเดิม
Read More
Read More

Shio Ramen

ชินโด ราเมง เป็นร้านที่ตั้งอยู่ระหว่างอาคารพาณิชย์สีเหลืองอ่อนในตรอกเล็กๆ ตรงข้ามกับโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ หากคุณโชคดีก็จะมีคนหนึ่งหรือสองคน ยืนต่อแถวข้างหน้าคุณ แต่หากโชคร้ายแถวนั้นอาจยาวเสียจนคุณไม่มั่นใจว่าท้องจะสามารถอดทนรอให้ลิ้นของคุณรับรสอันลึกล้ำได้หรือเปล่า เพราะว่ามันอาจส่งเสียงโวยวายเสียงดังเสียจนคนข้างๆ คุณต้องเหลียวหลังมามอง
Read More
Read More

Culinary Triangle

“การใช้ไฟปรุงอาหารคือนวัตกรรมที่ทำให้มนุษย์กลายเป็นมนุษย์เช่นทุกวันนี้” โคลด เลวี-สโตรส (Claude Lévi-Strauss) เป็นหนึ่งในนักมานุษยวิทยาคนสำคัญที่อายุยืนที่สุดในโลก แม้ชื่อของเขามักจะถูกนำไปจำสลับกับกางเกงยีนส์ยี่ห้อดัง แต่สำหรับโลกวิชาการแล้วนั้น เขาคือแบรนด์ทางความคิดที่แข็งแรงและคงอยู่ข้ามศตวรรษ
Read More
Jellied Eels
Read More

Jellied Eels

รสชาติของอังกฤษคืออะไร? หากไม่นับฟิชแอนด์ชิปส์ (Fish and Chips) พายเนื้อ (Meat Pie) ยอร์กเชอร์พุดดิ้ง (Yorkshire Pudding) ที่ยังได้รับความนิยมอย่างเหนียวแน่นถึงปัจจุบัน ยังมีอาหารชนิดหนึ่งที่เคยเป็นตัวแทนของรสชาติแบบอังกฤษ ที่กำลังจะเลือนหายไปในปัจจุบัน อาหารที่ว่านั้นคือ เยลลีปลาไหล (Jellied Eels)
Read More
Read More

Culinary Revolution

การกำเนิดขึ้นของแท่นพิมพ์ ดินปืน และเข็มทิศในช่วงศตวรรษที่ 14-15 ได้นำพาความเปลี่ยนหลายอย่างมาสู่โลกของอาหาร เริ่มจากเครื่องเทศ และวัตถุดิบจากแดนไกลไม่ว่าจะเป็นอัฟริกา อินเดีย ละตินอเมริกาได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งในวัฒนธรรมอาหาร ถัดจากนั้นวิทยาการด้านการพิมพ์ทำให้ตำรับตำราอาหารเผยแพร่องค์ความรู้ในเรื่องการปรุงและการทำไปทั่วทั้งยุโรป และที่สุดตำแหน่งพ่อครัวที่ไม่เคยมีบทบาทอะไร กลับเริ่มโดดเด่นขึ้นในฐานะของศิลปินผู้สร้างสรรค์จานอาหาร หนึ่งในนั้นได้แก่ มาเอสโตร มาร์ติโนแห่งโคโม (Maestro Martino of Como) พ่อครัวที่เคยทำงานในราชสำนักแห่งมิลาน ผู้เขียน Libro de arte coquinara (Book of the Art of Cooking)
Read More
Ch'a Ching
Read More

Ch’a Ching

ชานั้นเป็นเครื่องดื่มยอดนิยมอันดับสอง เป็นรองมาจากน้ำเปล่า การดื่มชามีหลากหลาย ตั้งแต่เสิร์ฟในถ้วยใบเล็กแบบจีน ถูกตีด้วยแปรงชงชาไม้ไผ่ (Chasen) จนเป็นฟอง เติมนม น้ำตาล ผสมกระวาน หรือใบสะระแหน่ ใส่น้ำแข็งหรือผลไม้สด ฯลฯ ในแต่ละที่ดูเหมือนจะมีวิธีการดื่มชาที่พัฒนาขึ้นในแบบของตนเอง จนมาล่าสุดก็คือชานมไข่มุก (Boba Tea) ซึ่งได้รับความแพร่หลายไปทั่วโลก
Read More