La reazione chimica utilizzata in cucina potrebbe aver contribuito all’evoluzione della vita complessa

Aug 02, 2023

La reazione di Maillard, che genera composti saporiti durante la cottura, probabilmente aiuta a trattenere il carbonio nei fondali marini, aumentando l’ossigeno nell’atmosfera

Di Carissa Wong

2 agosto 2023

La reazione di Maillard crea la crosta marrone su una pagnotta

imageBROKER/Unai HuiziAlamy

Una reazione chimica che dà sapore al cibo cotto può bloccare ogni anno milioni di tonnellate di carbonio nei fondali marini. Il processo potrebbe anche aver contribuito a creare le condizioni affinché la vita complessa si evolvesse.

La reazione di Maillard avviene tra zuccheri e amminoacidi quando la temperatura supera i 140°C circa (284°F). Questo processo chimico produce una serie di composti complessi ricchi di carbonio, che conferiscono colore e sapore ad alimenti come carne scottata, verdure arrostite e pane tostato.

I minerali contenenti manganese possono agire da catalizzatore, consentendo la reazione a temperature fino a 25°C (77°F).

Annuncio

Per esplorare se ciò può accadere a temperature ancora più basse, Caroline Peacock dell’Università di Leeds, nel Regno Unito, e i suoi colleghi hanno aggiunto minerali di ferro o manganese a una soluzione contenente lo zucchero glucosio e l’amminoacido glicina.

Quando le miscele venivano incubate a 10°C (50°F) – all’incirca la temperatura del fondale marino ai margini dei continenti – i minerali acceleravano la reazione di Maillard di circa 100 volte, rispetto alle miscele di zucchero e amminoacidi senza catalizzatori. .

Ulteriori analisi hanno rivelato che il processo ha prodotto composti che si trovano nei campioni di sedimenti marini. Ciò suggerisce che la reazione di Maillard si verifica sul fondo dell'oceano, dove si trovano comunemente minerali di ferro e manganese, afferma Peacock.

Iscriviti alla nostra newsletter Fix the Planet

Ricevi una dose di ottimismo climatico direttamente nella tua casella di posta ogni mese.

Sul fondo del mare, piante e animali morti forniscono una fonte di zuccheri e amminoacidi che i microbi ingeriscono come fonte di energia. Durante questo processo, i microbi convertono il carbonio degli organismi morti in anidride carbonica, che può rientrare nell’atmosfera.

Se la reazione di Maillard avviene sul fondo dell’oceano, ciò potrebbe far sì che il carbonio presente negli zuccheri e negli amminoacidi venga immagazzinato in polimeri grandi e complessi che i microbi trovano più difficile da ingerire, afferma Peacock.

Nel corso di migliaia o milioni di anni, questi polimeri verrebbero sepolti più in profondità sotto il fondo del mare mentre il materiale morto si accumulava sul fondo del mare. “Se riesci a far passare il tuo carbonio attraverso la zona pericolosa di 1 metro [nella parte superiore del fondale marino], dove il carbonio generalmente viene attaccato, degradato e riconvertito in anidride carbonica dai microbi, ciò lo bloccherà lontano dall’atmosfera”, dice Pavone.

Per saperne di più:

Il calore iniziale della Terra può essere spiegato dalla reazione di produzione del metano

I ricercatori stimano che i minerali di ferro e manganese possano trattenere circa 4 milioni di tonnellate di carbonio ogni anno. Senza questo processo, l’atmosfera terrestre potrebbe essersi riscaldata di ulteriori 5°C negli ultimi 400 milioni di anni.

Si stima inoltre che la reazione di Maillard nei sedimenti marini possa aver aumentato i livelli di ossigeno atmosferico fino all'8% negli ultimi 400 milioni di anni perché seppellire il carbonio consente a più ossigeno di raggiungere l'atmosfera terrestre, afferma Peacock.

"Questo processo ha un impatto davvero profondo sull'ossigeno atmosferico", afferma. "Poiché le forme di vita complesse richiedono livelli più elevati di ossigeno, poiché sono più esigenti dal punto di vista energetico, riteniamo che sia ragionevole supporre che questo processo abbia contribuito a creare le condizioni necessarie per la vita complessa."

Il team ha anche scoperto che la reazione può verificarsi nel terreno che contiene minerali di ferro e manganese, il che suggerisce che aumentare i minerali nel suolo potrebbe aiutare a catturare il carbonio dall'atmosfera, afferma Peacock.