407299 A reacao de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 2009 61pp

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Aderson de F. Dias, Ph. D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2009 
Aderson de F. Dias
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Este livro deve ser citado com segue: [This book may be refered as follows:]nullDias, Aderson de F., A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos (2009), Laboratório de Tecnologia Farmacêutica (LTF), Universidade Federal da Paraiba (UFPb). Este livro é ainda um rascunho e está sendo editado continuamente pelo autor; interessados na sua publicação em papel podem ligar para +55 83 3042.3013. [This book is a draft and it is as such still being edited regularly by the author; if you are interested in its commercial printed form just call the me at +55 83 3042.3013 or email me at aderson.def.dias@gmail.com]null
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Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
 
 
A Reação de Maillard 
nos Alimentos e Medicamentos 
 
 
 
 
01 – Introdução 
02 – A química da reação de Maillard 
03 – Formação do N–Glicosídeo: Aldose/Cetose + Grupo amina 
04 – Rearranjo de Amadori 
05 – Degradação de Strecker 
06 – Formação da Acrilamida via degradação de Strecker da Metionina 
07 – Fluxograma da reação de Maillard 
08 – Melanoidinas de Maillard e Substâncias Húmicas 
09 – Reação intrínseca de Maillard em produtos farmacêuticos 
10 – Reação de Maillard no leite e derivados 
11 – Reação de Maillard no Café 
12 – Reações de Maillard no Colágeno do Cristalino 
13 – Inibidores da Reação de Maillard: promovendo a saúde 
14 – A estrutura química do aroma e do sabor dos alimentos 
 
 
 
 1
Aderson de F. Dias
Draft
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
 
1 – Introdução 
 
Em 1912 o francês Louis-Camille Maillard1 comunicou à Academia Francesa a 
razão pela qual os alimentos perdem a cor e escurecem ou endurecem quando são 
aquecidos ou armazenados por longo tempo: Era devido à ligação química do açúcar 
(glicose) às proteínas presentes no alimento. 
 
Em seu experimento pioneiro, ele misturou 1 parte do aminoácido glicina com 
4 partes de glicose, adicionou 4 partes de água e aqueceu no “bain-marie” por dez 
minutos. A mistura se torna amarela, acelerando para tons de marron-escuros e 
finalmente o líquido começa a espumar pela liberação de CO2 proveniente da 
decomposição do aminoácido. A reação foi generalizada para outros aminoácidos 
(Fig.1) – alanina, valina, leucina, tirosina e os açúcares (Fig. 2) – xilose, glicose, 
manose, lactose, sacarose e maltose2. Em seu comunicado, Maillard enfatiza sobre 
as conseqüências desses fatos em vários campos da Ciência, em especial na 
fisiologia e patologia humanas. 
 
1 Maillard, L.-C., Action des acides amines sur les sucres; formation de melanoidines par voie méthodique, 
Compt. Rend. Acad. Sci. Ser. 2, 154, 66-68 (1912). 
2 Existem apenas três dissacarídeos com abundante ocorrência natural de importância para o metabolismo de 
plantas e animais: lactose (leite), sacarose (plantas verdes) e trehalose ou “açúcar dos cogumelos” (fungos e 
insetos). Maltose não é encontrada na natureza, mas é produzido pela hidrólise do amido (goma). Fonte: Metzler, 
David E., Biochemistry: The Chemical Reactions of Living Cells, 2nd Ed. vols. 1, 2 Elsevier, Academic Press 
(2001). 
 2
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
O
NH2
CH3 OH NH
O
NH
NH2
NH2
OH
O
O
NH2
NH2
OH OH
OH
NH2O
O
O
NH2
SH OH
O
O
NH2
NH2
OH
O O
OHOH
NH2
O
NH2 OH
O
NH2
CH3
CH3 OH
O
NH2
CH3
CH3
OH
O
NH2
NH2 OH
O
NH2
S
CH3 OH
O
NH2
OH
O
N
H
OH
O
NH2
OH OH
O
NH2
OH
CH3
OH
O
NH2NH
OH
O
NH2OH
OH
O
NH2
CH3
CH3 OH
O
NH2
OHCH3
O
NH2
OH
CH3
O
NH2
OHCH3
L-Alanina 
(Ala)
L-Arginina
(Arg)
L-Asparagina 
(Asn)
Ácido L-Aspártico 
(Asp)
L-Cisteina 
(Cys)
L-Glutamina 
(Gln)
Ácido L-Glutâmico 
(Glu)
Glicina 
(Gly)
L-Histidina 
(His)
L-Isoleucina 
(Ile)
L-Leucina 
(Leu)
L-Lisina 
(Lys)
L-Metionina 
(Met)
L-Fenilalanina 
(Phe)
L-Prolina 
(Pre)
L-Serina 
(Ser)
L-Treonina 
(Thr)
L-Triptofano 
(Trp)
L-Tirosina 
(Tyr)
L-Valina 
(Val)
Ácido L-Aminobutírico 
(Abu)
L-Norvalina 
(Nva)
L-Norleucina 
(Nle)
OH
NH2
NH2
O
L-Ornitina 
(Orn)
O
NH2
SH
OH
L-Homocisteina 
(Hcy)
O
NH2
N
N
H
OH
 
Figura 1 – Diversidade estrutural dos aminoácidos, os reagentes químicos com os quais a 
natureza constrói o mundo orgânico. Ao aquecê-los com substratos carbonílicos, como 
açúcares redutores, uma quantidade inimaginável de compostos são produzidos, os quais dão o 
toque final na cor, odor, aroma, textura e valor nutricional dos alimentos. De todos a glicina é o 
mais reativo dos aminoácidos. Substituintes longos e grupos mais complexos reduzem a taxa 
de escurecimento. Na série dos ω−aminoácidos (Lisina) a velocidade aumenta com o aumento 
da cadeia carbônica. Ornitina acastanha mais rapidamente que lisina. [deMan, John M. (1999)] 
 
 
2 – A química da reação de Maillard 
 
A reação de Maillard de açúcares redutores com aminas tem profundas 
implicações químicas com as propriedades organolépticas dos alimentos e com a 
biodisponibilidade de aminoácidos. No processamento industrial dos alimentos, a 
reação confere aspectos positivos, como a formação do odor e sabor, mas trás 
conseqüências negativas como a perda de aminoácidos essenciais e a geração de 
substâncias mutagênicas e cancerígenas.3 Na visão atual da ciência, os produtos da 
reação de Maillard estão associados à formação dos chamados “Produtos Finais da 
 
3 Glomb, Marcus A., and Pfahler, C.: Synthesis of 1-deoxy-D-erythro-hexo-2,3-diulose, a major hexose Maillard 
intermediate, Carbohydrate Research 329 515–523 (2000). 
 3
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
Glicosilação Avançada” – PFGA (Advanced Glycation End-product, AGE), de 
estrutura química polimérica, bem como forte contribuição a muitas doenças 
progressivas da velhice, incluindo doenças vasculares (tais como aterosclerose, 
hipertensão pulmonar e baixa circulação capilar), doenças renais, enrijecimento das 
juntas e da pele, catarata, retinopatia diabética, neuropatia, Doença de Alzheimer, 
incontinência urinária, cardiomiopatias e diabetes mellitus.4 
 
AGEs se formam por modificação dos resíduos de arginina e lisina, ancorados 
nas proteínas, grupos amina de fosfolipídeos (fosfatidiletanolamina e fosfatidilserina) 
e guanil nucleotídeos do DNA. Típicos AGEs (Fig. 3) são hidroimidazolonas de 
proteínas e imidazopurinonas derivados do DNA, bis(lisil)-imidazólio (agentes de 
ligação cruzada de proteínas: GOLD, MOLD e DOLD), vesperlisinas A, B e C, 
produtos fluorescentes de proteínas (pentosidina e argpirimidina), derivados N-(1-
carboxalkil)amino (Nε-carboxi-metil-lisina e Nε-carboxetil-lisina de proteínas; N-
carboximetilfosfatidiletanolamina de fosfolipídeos; N2-(1-carboxietil) desoxiguanilato 
do DNA), pirralina – um derivado pirrol de proteínas, entre outros (Fig. 4).5 
 
 
4 Monnier, V. M.; Sell, D. R.; Wu, X., and Rutter, K.: The prospects of healthand longevity from the inhibition 
of the Maillard reaction in vivo, International Congress Series 1245, 9-19 (2002); Graham, L., Biochimica et 
Biophysica Acta, 1297, 9-16 (1996); Araki, N., Shibayama, R., Ejima, Y., Nagai, R., Araki, T., Saya, H., 
Horiuchi, S., International Congress Series 1223 49-58 (2001). 
5 Thornalley, Paul J.: Biochemistry of Advanced Glycation Endproduct generation and its inhibition, in: 
SYMPOSIUM “Advanced Glycation End Products (AGEs)” May 12 – 14, 2000, Jena, Germany 
 4
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
β-D-Galactose α-D-Glicose
β
1
OOH
OH
OH OH
H
O
OOH
OH
OH
H
OH
H
1 4α
Ligação β−1,4-glicosídica T
er
m
in
a 
re
du
to
r
α-D-Glicose α-D-Glicose
Ligação α−1,4-glicosídica
1 α
O
OH
OH
OH
OH
H
O
OH
O
H
OH
OH
H
OH
OH
β-D-Frutose
Ligação 1α,2β−
glicosídica
OOH
OH
OH OH
H
O
O
OH
OH
OH
OH
α-D-Glicose α-D-Glicose
1 1α
Ligação α,α−glicosídica
α-D-Glicose
12
34
2
β
O
OHOH
OH
OH
O
O
OH
OH
H
OH
OH
β
1
Ligação β−1,4-glicosídica
123
4
O
OH
OH
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
OH
β-D-Glicose β-D-Glicose
T
er
m
in
a 
re
du
to
r
Ligação β−1,6-glicosídica
1
2
3
β-D-Glicose β-D-Glicose
OOH
OH
OH
OH
O
H
OH
O
OH
OH
H
OH
CH2
4 5
61
β
α−Lactose: 
O-β−D-Galactopiranosil-(1,4)-α−D-glicopiranose
Maltose:
4-O-α−D-Glicopiranosil-β−D-glicopiranose 
Sacarose:
β−D-Frutofuranosil-α−D-glicopiranosideo 
α,α−Trehalose:
α−D-Glicopiranosil-α−D-glicopiranosideo
Celobiose:
4-O-β−D-Glicopiranosil-D-glicose
Gentiobiose:
6-O-β−D-Glicopiranosil-D-glicose 
Figura 2 – Estrutura química de alguns dissacarídeos: Lactose (leite), sacarose (plantas verdes) 
e trehalose (fungos e insetos) são os três dissacarídeos com abundante ocorrência natural 
fundamentais para o metabolismo de plantas e animais (a maltose, açúcar do Malte, é um 
produto da hidrólise do amido; tem 1/3 do poder adoçante da sacarose). Note que sacarose e 
trehalose são açúcares não-redutores, pois o grupo redutor do monossacarídeo foi usado na 
ligação glicosídica. Esses dissacarídeos não sofrem mutarrotação em solução e nem reduzem o 
reagente de Fehling. Dissacarídeos não-redutores reagem apenas após hidrólise. Os demais 
são hemiacetais e portanto açucares redutores. A celobiose é obtida através da hidrólise da 
celulose, é desprovida de qualquer sabor e é indigesta para humanos. Trehalose tem um sabor 
distinto, mas gentiobiose é amarga. Fonte: deMan, John M., Principles of Food Chemistry, 3rd 
Ed., Aspen Publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland (1999). 
 
A importância da reação de Maillard in vivo foi reconhecida pela primeira vez 
com a detecção de elevados níveis de hemoglobina no sangue diabético. Evidências 
posteriores sugeriam que os produtos finais da glicosilação avançada (AGEs) podiam 
estar implicados na etiologia de várias complicações diabéticas e o envelhecimento.6 
 
 
6 Fatima, S.; Jairajpuri, D. S., and Saleemuddin, M.: A procedure for the rapid screening of Maillard reaction 
inhibitors, J. Biochem. Biophys. Methods, 70, 958–965 (2008). 
 5
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
NH
N+ N
O
H
ONH2
OH
H
NH
N+ N
O
H
ONH2
OH
H
CH3
NH
N+ N
O
H
ONH2
OH
H
OH
OH
OH
G-Arg MG-Arg 3DG-Arg
N
O
NH2
OH
NN+
H
OH
CH3 CH3
H
Argpirimidina 
(2MG + Arginina) 
Figura 3 – Formação de produtos finais da glicosilação avançada (AGEs) através de 
modificações na cadeia lateral da arginina: Imidazolonas formadas via reação do glioxal (G-
Arg), metilglioxal (MG-Arg) e 3-desoxiglicosona (3DG-Arg) com a cadeia lateral da arginina. 
Argpirimidina é formada pela reação de duas moléculas de metilglioxal e arginina ligada a 
peptídeo. 
 
O termo “Advanced Glycosylation (Glycation) End product” (AGE) apareceu na 
literatura através do trabalho de Vlassara et al.7 com o propósito de descrever 
estruturas químicas amarronzadas, fluorescentes e que apresentam cruzamento 
covalente nas ligações entre as cadeias moleculares, resultando numa complexa 
rede polimérica e que são formados no estágio avançado das reações de Maillard 
entre açúcares e proteínas in vivo. Atualmente, o emprego do termo AGE (PFGA) 
abrange uma ampla gama de produtos avançadas da reação de Maillard, detectados 
na proteína dos tecidos, incluindo Nε−(Carboximetil)-lisina (CML), Nε−(Carboximetil) 
hidroxi-lisina (CMhL), Crossline (um par de compostos epiméricos derivados da 
glicose por reação cruzada lisina-lisina) e pirralina,8 compostos que não apresentam 
cor ou fluorescência e nem cruzamento de ligações entre cadeias moleculares das 
proteínas. Porém, como a pentosidina (produto de condensação da lisina, arginina e 
um precursor originado de açúcar redutor), CML, CMhL se acumulam no colágeno 
com a idade, particularmente no colágeno da pele em diabéticos, onde ocorre em 
maior concentração, estando implicados com a patofisiologia da velhice. Não se sabe 
se a pirralina se acumula nas proteínas com a idade avançada, mas no diabético sua 
concentração na proteína plasmática se encontra com índices elevados. Já se sabe 
 
7 Vlassara, H., Brownlee, M., & Cerami, A., J. Exp. Med. 160, 197-207 (1984) 
8 Pirralina (ε-2-(formil-5-hidroximetil-pirrol-1-il)-L-norleucina) é um produto avançado da reação de Maillard 
derivado da reação de glicose com o grupo amina da lisina presente nas proteínas . 
 6
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
que tanto o CML quanto a Pentosidina se formam a partir de uma ampla gama de 
carboidratos, incluindo glicose, ascorbato, pentoses e tetroses, sugerindo um 
intermediário comum.9 
 
A habilidade dos AGEs de formar ligações cruzadas intermoleculares nos 
tecidos, capturando quimicamente proteínas solúveis como as lipoproteínas, 
inativando óxido nitroso, NO, e interagindo com proteínas especificas para induzir 
permeabilidade vascular, acumulo de matriz extracelular (ECM), estresse oxidativo e 
estado de pró-coagulação sugerem um papel relevante desses AGEs na disfunção 
vascular diabética. Essa observação já foi enfatizada e reforçada em estudos usando 
inibidores específicos da glicosilação, tais como aminoguanidina que além de 
prevenir o acumulo de AGEs melhora as complicações do diabético.10 
 
N
N
N
OH
OH N
R2
H
R1
N
N
H
N
R2
N
R1
OH
OH
OH
H
CH3
N
N
H
N
R2
H
N
R1
N
N
H
N
R2
H
N
R1
N
N
R1
R1CH3
+
N
N
R1
R1
+
N
N
H
N
R2
HN
+
R1
Glicosepane DOGDIC MODIC GODIC
MOLDGOLD Pentosidine
CEL: Nε-Carboxi-etil Lisina
N
NH2
COOHHOOC
H
N
NH2
COOH
H
HOOC
CML: Nε-Carboxi-metil Lisina
N+
N
OH
OH
OH
OH
OH
R
R
OH
Crossline-A: [C9 R]
R = (CH2)CH(NH2)COOH 
Crossline-B: [C9 S]
R = (CH2)CH(NH2)COOH 
N CHOHOCH2
R
Pirralina
O
NH2
NH2 OH
R1 = 
NH
O
NH
NH2
NH2
OH
R2 = 
Lysine (Lys)
Arginine (Arg)
N
N+
OH
Lys
Lys
N
N+
OH
Lys
Lys
CH3
NN
+
Lys
OH
Lys
Vesperlisinas A, B e C
DOLD
+
N
N
R1
R1
HOCH2
OH
OH
Crosslines
 
Figura 4 – Estrutura de alguns dos principais compostos avançados que formam uma rede de 
ligações cruzadas covalentes com as proteínas. MOLD = metilglioxal-lisina dímero; GOLD =glioxal-lisina dímero (a lente do cristalino do olho humano atacado pela catarata, há níveis 
 
9 Reddy, S.; Bichler, J.; Wells-Knecht, K. J.; Thorpe, S. R., and Baynes, J W.: Nε−(Carboxymethy1)lysine is a 
Dominant Advanced Glycation End Product (AGE) Antigen in Tissue Proteins? Biochemistry, 34, 10872-10878 
(1995) 
10 Cooper, Mark E.; Bonnet, F.; Oldfield, M., and Jandeleit-Dahm, K.: Mechanisms of Diabetic Vasculopathy: 
An Overview, Amer. J. Hypertension, 14, 475–486 (2001). 
 7
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
significativamente altos de MOLD e GOLD); GODIC, DOGDIC, MODIC, são produtos da 
condensação cruzada (cross-links) de lisina–arginina: GODIC (condensação cruzada de lisina–
arginina + glioxal), MODIC (condensação cruzada de lisine–arginine + metilglioxal), DOGDIC 
(condensação cruzada de lisine–arginine + 3-desoxiglicosulose); Vesperlisinas A, B e C = 
condensação de duas moléculas de lisina e glicose.11 
 
A glicosilação e a formação de ligações covalentes cruzadas entre as cadeias 
moleculares das proteínas reduzem sua flexibilidade, sua elasticidade e a sua 
funcionalidade. Além disso, as modificações químicas nas proteínas resultantes da 
glicosilação e das ligações cruzadas, podem disparar reações inflamatórias e auto-
imunes. A glicosilação foi observada no colágeno do tecido conectivo, no colágeno 
arterial, na membrana basal do glomérulo renal, na lente do cristalino ocular, na 
mielina das fibras nervosas e no LDL (low density lipoprotein) circulante do sangue.12 
O principal agente de condensação cruzada (cross-links) de proteínas, 
especialmente do colágeno de humanos idosos e do cristalino ocular, o glicosepane 
(6-[2-[(4S)-4-amonio-5-óxido-5-oxopentil]amino-6,7-dihidroxi-6,7,8,8a-tetra-hidro- 
imidazo[4,5-b]azepin-4(5H)-il]-L-norleucinato (Fig. 4), é derivado da estrutura régio-
isomérica N6-(2,3-diidroxi-5,6-dioxohexil)-L-lisina,demonstrado experimentalmente 
com D-Glicose marcada no C113 (Fig. 5). O glicosepane é um PAGF cuja formação 
confere enrijecimento continuo de artérias, juntas e lente cristalina no diabético. 
 
 
11 Silván, José M; Lagemaat, J. van de; Olano, A., and Castillo, M. Dolores del: Analysis and biological 
properties of amino acid derivates formed by Maillard reaction in foods, J. Pharmaceutical and Biomedical 
Analysis, 41, 1543-1551 (2006); Bailey, Allen J.; Paul, R. Gordon, and Knott, L.: Mechanisms of maturation and 
ageing of collagen, Mech. Ageing Dev., 106, 1–56 (1998); 
12 Bucala, R., Cerami, A., Adv. Pharmacology, 23, 1-34 (1992); Karachalias, N., Babaei-Jadidi, R., Ahmed, N., 
and Thornalley, P. J.: Accumulation of fructosyl-lysine and advanced glycation end products in the kidney, retina 
and peripheral nerve of streptozotocin-induced diabetic rats, Biochem. Soc. Transactions, 31, 1423-1425 (2003). 
13 Reihl, O.; Biemel, K. M.; Lederer, M. O., and Schwack, W.: Pyridinium-carbaldehyde: active Maillard reaction 
product from the reaction of hexoses with lysine residues, Carbohydrate Research 339, 705–714 (2004). 
 8
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
N
N
N
OH
OH N
H
O NH2
OH
O
NH2
OH
Glicosepane
CH=O
OHCH2OHOH
OH
OH
D-Glicose
OCH2OHOH
OH
OH
H
OH
∗
Aldose
- H2O
O
NH2
NH2 OH
(Lys)
OH
OH
OH
OH
N
O
NH2
OH
OH
H
∗
∗
C
NH
NNH2
NH2
H
Aminoguanidine
− 4H2ON
N
N NH2
N
OH
OH O
NH2
OHH
OH
O
OH
O
N
O
NH2
OH
OH
H
H
∗
∗
1
6
1
6
ε
Ataque 
intramolecular 
do εN ao C6=O
N+
O
OH
OH
O
NH2
OH
∗ 1
6
− H2O
NH
O
NH
NH2
NH2
OH
Arginine (Arg)
L-Arginina
L-Lisina Aminotriazina: N6-[4-(3-amino-1,2,4 
-triazin-5-il)-2,3-di-hidroxibutil]-L-lisine
Didesoxiosona
Aldimina 
Figura 5 – Mecanismo de formação do glicosepane. Glicose marcada no C1 reage com lisina 
presente nas proteínas formando o produto de Amadori. Após sucessivos deslocamentos do 
grupo carbonila ao longo do esqueleto carbônico do açúcar, o intermediário α-dicarbonílico 
didesoxiosona é formado. Sua existência é experimentalmente confirmada através da reação 
com o reagente de captura aminoguanidina que produz a aminotriazina. O intermediário α-
dicarbonílico sofre ataque intramolecular do εN ao grupo carbonila em C6, dando a aldimina, um 
precursor plausível para o agente de ligações cruzadas Lys-Arg, glicosepane (baseado em 
Schwack, 2004). 
 
O Oxigênio é um poderoso catalisador das reações de Maillard entre glicose e 
proteína. Todos os PFGA conhecidos por se acumular na proteína dos tecidos 
(pentosidina, CML, CMhL), requerem condições autoxidativas (oxigênio molecular e 
catálise por íons de metais de transição) para sua formação a partir de glicose, nos 
modelos estudados em laboratório. Na ausência do oxigênio o processo de formação 
desses compostos é inibido, o mesmo ocorrendo em condições aeróbicas na 
presença de agentes quelantes, redutores e bloqueadores de radicais livres 
(antioxidantes). Por essa razão, esses produtos que requerem glicosilação e 
oxidação na sua formação foram designados produtos da “glicoxidação”. A 
glicoxidação é um complexo processo in vitro, envolvendo oxidação direta da glicose 
(glicosilação autoxidativa) e autoxidação da base de Schiff e produtos de Amadori, 
 9
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
rotas conhecidas como Wolff, Namiki e Hodge.14 Produtos da glicoxidação se 
acumulam irreversivelmente das proteínas durante a reação de Maillard.15 
 
Uma constelação de fatores exerce seu comando no curso da reação, entre os 
quais se incluem variada gama de compostos carbonílicos (açúcares redutores16, 
entre outros), amônia, grupos amina (presentes nos aminoácidos, peptídeos, 
proteínas), pH, temperatura, umidade, íons de metais pesados, luz e sulfitos, para 
citar os mais evidentes.17 
 
Na reação de Maillard, o grupo amina (–NH2) dos aminoácidos desaparece. 
Quimicamente, esse grupo é o responsável pelas propriedades alcalinas dos 
aminoácidos e de outras classes de compostos nitrogenados. Conseqüentemente, o 
pH inicial do meio terá efeito decisivo no comportamento da reação de Maillard, pH-
dependente. O acastanhamento (browning) diminui quando o pH aumenta podendo-
se afirmar que essa reação é auto-inibitória à medida que o acastanhamento 
progride, em razão do desaparecimento dos aminoácidos (deMan, 1999). 
 
 
14 Na etapa inicial da reação de Maillard, glicose reage com uma amina para formar a base de Schiff, a qual se 
rearranja para o produto de Amadori (ver Fig. 2). A base de Schiff é muito susceptível à oxidação e produção de 
radicais livres, o que leva à formação de oxaldeidos, glioxal e metilglioxal, ou seja, a assim chamada rota de 
Namiki da reação de Maillard. Esta forma da glicoxidação também pode provir da autoxidação da glicose 
catalisada por metais, que leva à formação de glioxal e arabinose. D-glicosona se decompõe rapidamente em 
ribulose e por isso não é observada in vivo. Nesse processo, H2O2 é liberado. Essa é a chamada rota de Wolff da 
reação de Maillard e é um processo importante in vitro, observado durante incubação de longa duração de 
proteínas com açúcares redutores em tampão fosfato. É atribuído à presença de íons dos sais de Cu2+ e Fe3+, 
contaminantes de todos os tampões baseados em fosfato. Fonte: Monnier, Vincent M.: Intervention against the 
Maillard reaction in vivo, Arch. Biochem. Bioph., 419 1–15 (2003). A rota de Hodgeé a via clássica da reação de 
Maillard, na qual a base de Schiff reversível e os produtos de Amadori se rearranjam gradualmente resultando 
em modificações químicas permanentes em proteínas. Fonte: Metz, T. O.; Alderson, N. L.; Thorpe, S. R., and 
Baynes, John W., Pyridoxamine, an inhibitor of advanced glycation and lipoxidation reactions: a novel therapy 
for treatment of diabetic complications, Arch. Biochem. Biophys., 419, 41-49 (2003). 
15 Litchfeld, John E.; Thorpea, Suzanne R., and Baynes, John W.: Oxygen is not required for the browning and 
crosslinking of protein by pentoses: relevance to Maillard reactions in vivo, International J. Biochem. & Cell 
Biol., 31 1297-1305 (1999) 
16 Um açúcar redutor é capaz de reduzir determinados agentes oxidantes, dois dos quais são usados em métodos 
analíticos. Um é o sulfato de cobre alcalino (CuSO4 em tartarato de sódio e potássio – solução de Fehling) ou 
cloroamina-T (CH3C6H4SO2NClH). Um açúcar com um grupo aldeído, cetona, hemi-acetal ou um hemicetal é 
um açúcar redutor. Sem um desses grupos, é um açúcar não-redutor. 
17 Montgomery, M. W. and Day, E. A., J. Food Sci., 30, 828-832 (1965). 
 10
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
A complexa química por trás dessas transformações somente começou a ser 
desvendada no início dos anos 50, quando Hodge18 publicou o primeiro esquema 
reacional compreensível da reação de Maillard. Uma das características da reação é 
a sua difícil controlabilidade, em razão da miríade de produtos e intermediários. 
Muitos desses produtos já foram caracterizados e o mecanismo de sua formação 
compreendido. 
 
Em termos nominais, a reação consiste numa condensação entre a função 
carbonila (grupo ceto, >C=O) de um açúcar redutor19 como a glicose e o grupo –NH2 
(ou amônia, um aminoácido, peptídeo ou uma proteína) de uma amina biológica 
(freqüentemente o grupo ε-amina da lisina de uma proteína é o mais reativo dos 
aminoácidos que incluem no grupo além da lisina, a glicina, o triptofano e a 
tirosina20), formando um produto de condensação (imina ou base de Schiff, Fig. 6). 
Uma série de reações tem lugar a seguir, incluindo ciclizações, desidratações, retro-
aldolizações, rearranjos, isomerizações e mais condensações culminando com a 
formação de polímeros castanhos nitrogenados conhecidos como melanoidinas.21 
 
3 – Formação do N–Glicosídeo: Aldose/Cetose + Grupo amina 
 
D-Glicosamina
(N-glicosídeo)
- H2O
Imina
(Base de Schiff)
O
OH
OH
OH
OH
CH2OH
H
OH
OH
OH
OH
O
CH2OH
H
OH
OH
OH
OH
OH
CH2OH
NH
H
CH2 R
OH
OH
OH
OH
CH2OH
N
CH2 RRCHNH2
O
OH
OH
OH
CH2OH
NH
CH2R
β-anômero
O
NH
OH
OH
OH
CH2OH CH2R
D-Glucose
OH
N+
OH
OH
OH
CH2OH
H
CH2R
H+
Íon imônio
O
NHCH2R
OH
OH
OH
CH2OH
α-anômero 
 
 
18 Hodge, J. E.: Chemistry of browning reactions in model systems J. Agric. Food Chem., 1, 928-943 (1953). 
Agricultural and Food Chemistry, 1(15), 928–943. 
19 Carboidrados não redutores tais como manitol, sacarose e trehalose não sofrem a reação de Maillard. 
20 Ashoor, S. H. and Zent, J. B., J. Food Sci., 49, 1206-1207 (1984). 
21 Ames, Jennifer M.: Applications of the Maillard reaction in the food industry, Food Chemistry, 62, 431-439 
(1998) 
 11
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
Figura 6 – Primeiras etapas da reação de Maillard: Um açúcar redutor (seu tautômero cíclico 
está em equilíbrio com sua forma aldeídica, –CHO, mais reativa) e um aminoácido primário 
reagem com perda de uma molécula de água para formar uma imina (base de Schiff) a qual 
sofre ciclização dando a D-glicosamina. Os anômeros alfa e beta do N-glicosídeo existem no 
equilíbrio (mutarrotação)22 como resultado de uma isomerização por catálise ácida, via o íon 
imônio. 
 
4 – Rearranjo de Amadori23 
1-amino-1-desoxicetose: 
Produto de Amadori
α-Dicarbonila
OH
N+
OH
OH
OH
CH2OH
H
CH2R
H
Íon imônio
Rearranjo 
de Amadori OH
N
O
OH
OH
CH2OH H
CH2R
H
H+
OH
CH2
N
O
OH
OH
CH2OH H
CH2R
H
OH
CH2
N
OHOH
OH
CH2OH H
CH2R
Enolização
Enol
O2 OH
CH2
N
OO
OH
CH2OH H
CH2R
O2 OH
O
OH
CH2OH
OH
N
O
H
CH2ROH
+
1,2-Enolamina
 
 
Figura 7 – Ao invés de ciclizar, o íon imônio sob catálise alcalina, poderá sofrer o rearranjo de 
Amadori, formando o produto de Amadori. Enolização e clivagem oxidativa da aminocetose 
(ou produto de Amadori) formam vários produtos de pesos moleculares inferiores. 
 
 
OCH2OH
OH
OH
OH
H
OH
22A D-Glicose em solução aquosa produz, por mutarrotação, uma mistura equilibrada de anômeros nas formas 
α e β. A D-glicose de cadeia aberta está em equilíbrio com os dois hemiacetais cíclicos e duas formas 
furanosídicas (ao todo, 4 tautômeros). Devido à reatividade química do grupo aldeído da forma aberta, a glicose 
existe em solução aquosa nesta forma numa diminuta quantidade (0,0026%) que reage formando β−D-glicose a 
qual existe no equilíbrio numa quantidade duas vezes maior (64%) que a α−D-glicose (36%). É a forma aberta 
que reage com grupos amina de aminoácidos e proteínas presentes nos alimentos. Logo que o grupo aldeído 
reage, o equilíbrio se desloca para formar mais D-glicose de cadeia aberta, que continua reagindo até o consumo 
total dos reagentes. α−D-glicose e β−D-glicose como sólidos cristalinos possuem rotação especifica +112,2º e 
+18,7º respectivamente e diferem entre si na solubilidade, forma cristalina, higroscopicidade e poder adoçante. 
Quando dissolvidos em água a rotação especifica de ambos gradualmente se converte ao valor de +52,7º, que 
corresponde à rotação especifica da mistura em equilíbrio. Essa mudança na rotação especifica é chamada de 
mutarrotação. Fontes: Bruice, Paula Y., Organic Chemistry, 4th Ed. (2003). 
 
OCH2OH
OH
OH
OH
OH
H
CH=O
OHCH2OH
OH
OH OH
β-D-Glicose 
(64%)
α-D-Glicose
(36%) Mutarrotação
0,0026%
β (equatorial)
α (axial) A conformação da β-D-Glicose é mais estável 
que a α-D-Glicose; há mais espaço para 
substituintes em equatorial que em axial. 
Para surpresa geral, na formação da 
D-glicose a configuração que se forma 
preferencialmente é o α−Glicosídeo 
(substituinte em axial: é o efeito anomérico.
OCH2OH
OH
OH
OH
H
OCH2CH3
OCOH
CH2OH
OH
OH
OHH O
OH
OH
OH
COH
CH2OH
H
0,14%
Furanosideo
OCH2OH
OH
OH
OH
OCH2CH3
H
 Um β−GlicosídeoUm α−Glicosídeo
23 M. Amadori, Atti Accad. Nazl. Lincei, 2 (6), 337 (1925) 
 12
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
O aparecimento do produto de Amadori (aminocetose, Fig. 7) introduz uma 
nova variável na equação química. Por ser reativo o produto de Amadori reage com 
vários dos diversos intermediários que se formam na cadeia de reações que tem 
lugar a seguir e cada uma das novas moléculas formadas por sua vez se condensam 
com outros compostos numa vasta rede de combinações, cada qual dependendo das 
condições precisas encontradas no meio. Além do grande número de compostos de 
baixo peso molecular já identificados em reações modelo, é evidente a formação de 
material polimérico de alto peso molecular durante a fase final da reação de Maillard. 
Tais compostos notoriamente difíceis de caracterizar, são conhecidos genericamente 
sob a denominação de Melanoidinas.24 
 
A lisina envolvida nos estágios iniciais do processo de acastanhamento, 
incluindo a base de Schiff, possui biodisponibilidade.Esses derivados iniciais são 
hidrolisados no estômago em lisina e açúcar. Entretanto, para além do estágio da 
cetosamina (produto de Amadori) ou aldosamina (produto de Heyns25), a lisina não é 
mais biodisponível, devido à baixa absorção desses derivados do estômago. Estudos 
com misturas de glicose e aminoácidos mostraram que os produtos de Maillard de 
lisina e cisteína são mutagênicos, enquanto aqueles do triptofano, tirosina, glutamina, 
ácido aspártico e asparagina não o são. Note que os produtos da pirólise de 
triptofano e glicose (na carne grelhada e assada) também são mutagênicos. Quando 
proteínas são aquecidas acima de 200º, temperatura comum na superfície dos 
alimentos assados e fritados, os resíduos de aminoácidos das proteínas sofrem 
decomposição e pirólise. Muitos desses produtos da pirólise foram isolados e 
identificados de carnes assadas e fritadas e possuem alta mutagenicidade, de 
acordo com o teste de Ames. Os produtos com maior índice de carcinogenicidade- 
mutagenicidade são formados pela pirólise do triptofano e do ácido glutâmico (Glu). 
Compostos mutagênicos são produzidos na carne a temperaturas entre 190-200ºC, 
sendo conhecidos como amino-imidazoazarenos (AIA). Uma importante classe de 
 
24 Martins, Sara I. F. S.; Jongen, Wim M. F. and van Boekel, Martinus A. J. S.: A review of Maillard reaction in 
food and implications to kinetic modelling, Trends in Food Science & Technology 11, 364-373 (2001) 
25 Cetoses, como a frutose, reagem com amines para formar aldosaminas, isto é conhecido como a reação de 
Heyns: [Heyns, K.; Stute, R., and Paulsen, H.: Braunungsreaktionen und Fragmentierungen von Kohlenhydraten. 
Die flüchtigen Abbauprodukte der Pyrolyse von D-Glucose, C arbohydrate Res., 2, 13249 (1966)]. 
 13
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
compostos mutagênicos é a das imidazo-quinolinas (IQ), produtos da condensação 
de creatinina26 com açúcares e certos aminoácidos, tais como glicina, tirosina, 
alanina e lisina. Os três mais potentes mutágenos desta classe formados na carne e 
no peixe assados são mostrados na Fig. 8 (Fennema, O. R., 1996). 
 
N
N
N
NH2
CH3
N
N
N
NH2
CH3
CH3
N
N
N
N
NH2
CH3
CH3
CH3
3,4,8-trimethyl-3H-imidazo
[4,5-f]quinoxalin-2-amine
3-methyl-3H-imidazo[4,5-
f]quinolin-2-amine
2-Amino-3,4-dimetil-3H-imidazo
[4,5-f]quinolina (MeIQ) 
Figura 8 – Compostos mutagênicos imidazo-quinolínicos presentes carne do peixe assado 
(Fennema, O.R., 1996) 
 
Dessas aminas heterocíclicas aromáticas (HAA, Heterocyclic Aromatic 
Hydrocarbons) mutagênicas e carcinogênicas, o PhIP (2-Amino-1-metil-6-fenil-
imidazo[4,5-b]piridina, Fig. 9) é o representante mais importante sendo encontrado, 
além da carne e peixe assados, também no condensado da fumaça do cigarro, do 
escapamento dos automóveis, na cerveja e no vinho:27 
 
PhIP: 2-Amino-1-metil-6-fenil-1H- 
imidazo[4,5-b]piridina
N
N
N NH2
CH3O
NH2
OH
L-Fenilalanina (Phe)
CH3
NH
N
NH2
O
OH
Creatinina
+
Calor durante o 
cozimento
 
Figura 9 – Estrutura química do PhIP, substancia carcinogênica encontrada em alimentos ricos 
em proteína submetidos a altas temperaturas, mas também na fumaça do cigarro, na cerveja e 
 
CH3
NH
N
NH2
O
OH
26 Nome químico: N-(Aminoiminomethyl)-N-methylglycine; fórmula molecular: C4H7N3O =113.1; CAS: 60-27-
5. Substância endógena encontrada principalmente nos músculos esqueletais dos vertebrados. Investiga-se seu 
uso terapêutico no tratamento de um grupo de desordens degenerativas progressivas que afetam os neurônios 
motores no cérebro e da medula espinhal (doença motora dos neurônios; exemplo: esclerose lateral amiotrófica 
ou doença de Lou Gehrig), da distrofia muscular de Duchenne e da doença de Huntington (Martindale: The 
Complete Drug Reference, 2007 The Pharmaceutical Press). 
Creatinina 
27 Skog, K. I.; Johansson, M. A. E., and Jägerstad, M. I., Carcinogenic heterocyclic amines in model systems and 
cooked foods: A review on formation, occurrence and intake, Food Chem. Toxicol., 36, 879-896 (1998). 
 14
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
no vinho. Seu principal precursor é a creatinina, aminoácidos livres e açúcares. Sua formação 
aumenta com o aumento da temperatura e tempo de cozimento 
 
As aminas heterocíclicas aromáticas devem ser ativadas metabolicamente 
antes de se tornarem carcinogênicas. A ativação metabólica ocorre via o complexo 
enzimático P450 no fígado, através de N-hidroxilação pela isoenzima específica 
CYP1A2. O mesmo complexo enzimático P450 ativa os hidrocarbonetos policíclicos 
aromáticos (PAH – policyclic aromatic hydrocarbons), antes que se tornem 
carcinogênicos.28,29 A ativação do PAH se dá no reticulo endoplasmático da célula e 
é catalisada pelo sistema Citocromo-P450 ancorado na membrana. Isoenzimas 
específicas co-atuam no processo. Um dos mais conhecidos PAH é o benzopireno – 
Benzo[a]pireno, BaP. Sua ativação metabólica é mostrada na figura 10: 
 
1
2
3
4
567
8
9
10
11
12
Benzo[a]pireno, BaP
O
(+)-BaP-7,8-Epóxido
Epoxi-
hidrolase
OH
OH
(-)-BaP-7,8−
diidrodiol
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
OH
OH
O
(+)-BaP-7,8-diol−
9,10-epóxido−2
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
OH
OH
O
(−)-BaP-7,8-diol−
9,10-epóxido−1
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
O
(−)-BaP-7,8-Epóxido
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
Epoxi-
hidrolase
OH
OH
(+)-BaP-7,8−
diidrodiol
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
OH
OH
O
(+)-BaP-7,8-diol−
9,10-epóxido−1
OH
OH
O
(−)-BaP-7,8-diol−
9,10-epóxido−2
CYP450−Monooxi- 
genase dependente
 
Figura 10 – Mecanismo da ativação metabólica do Benzo[a]pireno (BaP). A distribuição dos 
isômeros cancerígenos opticamente ativos é desigual, uma conseqüência das propriedades 
 
28 Schut, H. A., J. and Snyderwine, E. G., DNA adducts of heterocyclic amine food mutagens: implications for 
mutagenesis and carcinogenesis. Carcinogenesis, 20, 353-368 (1999). 
29 Turesky, R. J.; Lang, N. P.; Butler, M. A.; Teitel, C. H., and Kadlubar, F. F.: Metabolic activation of 
carcinogenic heterocyclic aromatic amines by human liver and colon, Carcinogenesis, 12, 1839-1845 (1991). 
 15
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
estereosseletivas do complexo Citocromo-P450-isoenzimas. As principais rotas de ativação do 
BaP são as que formam (+)-BaP-7,8-diol-9,10-epóxido-2 e (+)-BaP-7,8-diol-9,10-epóxido-1.30 
 
Aminocetoses foram encontrados em alimentos aquecidos ou armazenados, 
em frutas desidratadas, produtos lácteos em geral, legumes, molhos de soja. 
Soluções contendo misturas de açúcar e aminoácidos usadas na alimentação 
parenteral (autoclavadas ou estéreis) também contem aminocetoses. Esses 
compostos são também encontrados no corpo humano e especialmente no diabético 
eles se encontram em profusão.31 
 
Os mais importantes sintomas das reações de Maillard nos produtos da 
industria alimentícia incluem a formação da cor e a descoloração, a formação do 
aroma e o fedor, a produção de compostos com atividade anti-oxidante, a redução do 
valor nutricional e a formação de compostos com potencial propriedades tóxicas.32 
Produtos da reação de Maillard, compostos de Amadori, α-dicarbonílicos, furanos, 
pirralinas e melanoidinas estão presentes em alimentos assados como carnes e 
peixes; panificação e pastelaria como torradas, cream-crackers echips de batata e 
artigos da luxúria, como açúcar, café, cerveja e molhos de tomate.33 
 
5 – Degradação de Strecker 
 
A reação de Strecker se refere a reações entre compostos α-dicarbonílicos, 
como a desoxiozona formada na reação de Maillard e aminas. Ocorre sob condições 
drásticas, requerendo altas temperaturas ou pressão. Transaminação ocorre numa 
das etapas da reação que produz aminocetonas, aldeídos e dióxido de carbono. O 
aldeído formado, chamado aldeído de Strecker, produz odores fortes. Aldeídos de 
Strecker mais comuns incluem o etanal, CH3CHO (aroma doce das frutas), 
 
30 Rojas, M.; Cascorbi, I.; Alexandrov, K.; Kriek, E.; Auburtin, G.; Mayer, L.; Kopp-Schneider, A.; Roots, I. and 
Bartsch, H.: Modulation of benzo[a]pyrene diolepoxide-DNA adduct levels in human white blood cells by 
CYP1A1, GSTM1 and GSTT1 polymorphism. Carcinogenesis, 21, 35-41 (2000). 
31 Ledl, F. und Schleicher, E., Angew. Chem.102, 597-626 (1990) 
32 Ames, Jennifer M.: Applications of the Maillard reaction in the food industry, Food Chemistry, 62, 431-439 
(1998) 
33 Hayase, F.; Takahashi, Y.; Sasaki, S.; Shizuuchi, S., and Watanabe, H.: 3-Deoxyosone-related advanced 
glycation end products in foods and biological systems, International Congress Series, 1245, 217–221 (2002) 
 16
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
metilpropanal, (CH3)2CHCHO (aroma de malte) e 2-feniletanal, PhCH2CHO (aromas 
florais do mel). 
Aldeídos voláteis que desempenham um importante papel no aroma do chá 
preto, do cacao fermentado ou torrado, no buquet do vinho e do café é formado 
parcialmente pela degradação de Strecker de aminoácidos.34 
α-Dicarbonila
OH
CH2
N
OO
OH
CH2 OH H
CH2R +
O
NH2
R
OH
- H2O
OH
CH2
N
NO
OH
CH2 OH H
CH2R
R
COOH
H
OH
CH2
N
NOH
OH
CH2OH H
CH2R
R
COOH
H2O: 
R
O
H
+
Aldeido de Streckerα-Amino-cetona
Base de Schiff
OH
CH2
N
NO
OH
CH2 OH H
CH2R
R
OH
H
COOH
Aminoácido
- CO2
+ H2O
OH
CH2
N
NHOH
OH
CH2 OH H
CH2R
R
COOH
O H
R
O
O
OH
OH
CH2
N
NH2O
OH
CH2 OH H
CH2R
 
 
Figura 11 – Mecanismo da degradação de Strecker. 
 
α-Dicarbonila
OH N
OO
OH
CH2OH H
CH2R +
O
NH2
R
OH
OH
N
NO
OH
CH2 OH H
CH2R
R
O O H
Aminoácido
- CO2
OH
N
NOH
OH
CH2 OH H
CH2R
R
H2O: 
OH
N
NO
OH
CH2 OH H
CH2R
H
R O
H
H
H2O
O
R H
Aminocetona:
Autocondensação 
forma Pirazinas
+
OH
N
NH2O
OH
CH2 OH H
CH2R
Aldeido de 
Strecker
 
Figura 12 – Degradação de Strecker de aminoácidos: O composto dicarbonílico reage com o 
aminoácido com perda inicial de CO2, adição de água e desproporcionamento em aminocetona 
e o aldeído de Strecker. 
 
6 – Formação da Acrilamida via degradação de Strecker da Metionina 
 
 
34 Flament, Ivon; Coffee Flavor Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd., England (2002) 
 17
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
Metional
(Aldeido de Strecker)
H2O: 
Aminocetona:
Autocondensação 
forma Pirazinas
+
O
NH2
S
CH3
OH
α-Dicarbonila
R1
R2O
O
R1
R2
O
N
O
SCH3
O
H
- CO2
R1
R2
N
SCH3
OH
H
H2O
R1
R2
NH
SCH3
O
H
O
H
H
SCH3
O
H
Metionina
+
R1
R2
NH2
O
R1 R2
OO
+ NH3CH3SH+O
H
+
Acroleina
O
OH
NH3O
NH2
Acrilamida 
 
Figura 13 – Degradação de Strecker de Metionina:35 O mecanismo é semelhante ao anterior 
para aminoácidos em geral, porém aqui se ilustra o caminho da degradação de Strecker 
partindo da metionina ou da asparagina para a formação da acrilamida, produto neurotóxico e 
também um agente suspeito de carcinogenicidade.36 
 
Há mais de 150 anos a batata frita constitui talvez o mais popular petisco do 
mundo. Recentemente, pesquisadores da Swedish Food Safety Agency (órgão da 
vigilância sanitária Sueca) anunciaram num relatório a presença da acrilamida (Fig. 
13) em alimentos fritos e supercozidos, em especial a batata frita (níveis de 30-2300 
μg/kg), tendo causado grande expectativa tanto entre cientistas da área de alimentos 
quanto consumidores, em vista da acrilamida se encontrar na lista dos agentes 
suspeitos de carcinogenicidade37. Além de causar câncer em animais, também 
causa lesão ao Sistema Nervoso e afeta o sistema reprodutivo. Como a acrilamida 
não foi detectada em alimentos cozidos na água, acredita-se que seu aparecimento 
se deva às altas temperaturas da fritura a que são submetidos os alimentos, 
 
35 Stadler, R. H., Blank, I.; Varga, N.; Robert, F.; Hau, J.; Guy, F. A.; Robert, M. C.; Riediker, S., Acrylamide 
from Maillard reaction products, Nature 419, 449-450 (2002) 
36 Dickson, S.; Heenam, M.; Caiens, S.; Sage, H.; Bergmak, E. 9th Annual Report on Carcinogens. TIAFT 
Abstracts 035 (1999); Coughlin, L. 116th Annual International AOAC Meeting, Los Angeles, CA., USA (2002). 
37 Tareke, E.; Rydberg, P.; Karlsson, P.; Eriksson, S. and Törnqvist, M.: Analysis of Acrylamide, a Carcinogen 
Formed in Heated Foodstuffs, J. Agric Food Chem., 50, 4998 –5006 (2002). 
 18
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
disparando as reações não-enzimáticas38 de Maillard responsáveis pelo atraente 
“douramento” do produto mas também pela formação de substâncias tóxicas 
oriundas da degradação térmica (pirólise).39 
 
Os pesquisadores ingleses Donald S. Mottram e Bronek L. Wedzicha40 da The 
University of Readings, UK e Richard H. Stadler41 do Nestlé Research Center na 
Suíça descobriram que o aquecimento da asparagina (Fig. 1) com a glicose a 185oC 
produz quantidades significativas de acrilamida (Fig. 13). 
 
Na tecnologia dos alimentos a reação de Maillard desempenha um papel 
crucial no desenvolvimento do aroma, da cor, odor, textura e valor nutricional.42 Por 
milênios a reação tem sido usada para produzir alimentos com aparência, sabor e 
aroma atrativos, desde que o homem passou a cozê-los. A moderna indústria 
alimentícia se baseia na reação de Maillard para produzir alimentos que possuem a 
cor, o odor e o sabor exigidos pelo consumidor.43 
 
Em processos tradicionais tais como a torrefação do café e do cacau, a 
fabricação do pão e do bolo, o preparo das carnes, do churrasco, a reação de 
Maillard controla uma rede complexa de transformações químicas que influem 
diretamente no paladar, no aspecto, na digestibilidade, além de estar associada à 
formação de compostos tóxicos, suspeitos de carcinogenicidade, como a acrilamida 
mencionada anteriormente.44 São conhecidos mais de 1000 compostos químicos 
 
38 As assim chamadas reações de acastanhamento de Maillard, para diferenciá-la daquela catalisada por enzima 
que freqüentemente acontece com notável rapidez em frutos e vegetais recentemente cortados, como maçãs e 
batatas (fonte: Fennema, Owen R., 1996). 
39 Pedreschi, F.; Kaack, K.; Granby., K., Lebensm.-Wiss. u.-Technol. April 2004 (in press) 
40 Mottram, D. S.; Wedzicha, B. L.; Dodson, A. T., Acrylamide is formed in the Maillard reaction, Nature, 419, 
448 (2002). 
41 Stadler, R.H., Blank, I., Varga, N., Robert, F., Hau, J., Guy, P.A. , Robert, M-C, Riediker, S., Acrylamide from 
Maillard reaction products, Nature, 419, 449-450 (2002). 
42 Friedman, M.: Food browning and its prevention: an overview, J. Agric. Food Chem., 44, 631-653 (1996).43 Ames, Jennifer M.: Applications of the Maillard reaction in the food industry, Food Chemistry, 62, 431-439 
(1998) 
44 Stadler, R. H.; Blank, I.; Varga, N.; Robert, F.; Hau, J.; Guy, P.A.; Robert, M-C.; Riediker, S., Acrylamide 
from Maillard reaction products, Nature, 419, 449-450 (2002). 
 19
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
voláteis no café torrado.45 Quase 350 compostos heterocíclicos, incluindo tiofenos, 
tiazóis, pirróis, pirazinas e furanos foram identificados no aroma do café.46 
 
OH
N
NH2
O
OH
CH2
OH
H
CH2R
OH
CH2
N
NH2
O
OH
OH
H
CH2R
- 2H2O
OH
N
N
N
OH
CH2
OH
H
CH2R
OH
CH2
N
OH
OH
H
CH2R
OH
N
N
N
OH
OH
H
CH2R
OH
N
OH
OH
H
CH2R
Ox
α-Amino-cetonas PirazinaCondensação 
 
Figura 14 – Autocondensação de duas aminocetonas formando derivados de pirazinas, que 
também são compostos com grande poder sensório aromático. As pirazinas são geralmente 
consideradas importantes componentes flavorizantes, ou seja, substâncias que conferem ou 
que intensificam o sabor e o aroma dos alimentos. 
 
Nos seres humanos a reação de Maillard contribui para o aumento da 
fluorescência, da cor e das ligações cruzadas47 das proteínas extracelulares durante 
o envelhecimento normal. A aceleração destas reações tem implicações no 
desenvolvimento de complicações diabéticas e em processos inflamatórios 
relacionados a doenças degenerativas e aterosclerose. As reações de Maillard que 
tem lugar espontaneamente no corpo (in vivo) chamadas coletivamente de 
glicosilação protéica ocorrem numa velocidade menor em vista da menor 
temperatura existente no corpo, mas seus produtos se acumulam durante o 
envelhecimento afetando especialmente os tecidos que contem proteínas de vida 
longa, como as lentes do cristalino (colágeno estrutural), colágeno da pele, artérias 
(colágeno vascular, exemplo: endurecimento da aorta – aterosclerose – devido à 
formação de produtos finais da glicosilação avançada, AGE, alguns dos quais 
 
P-NH2 + OHC-CH2-CHO P-N=CH-CH2-CH=N-P
45 Yanagimoto, K., Lee, K.-G., Ochi, H., Shibamoto, T., International Congress Series 1245, 335–340 (2002) 
46 Flament, I., Chevalier, C., Chem. Ind. 592-596 (1988). 
47 Exemplo de ligações cruzadas entre compostos α-dicarbonílicos e o aminoácido das proteínas (Fennema, O. 
R., 1996): 
 Proteina Malonaldeido Ligações cruzadas
 
 20
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
enrijecem as fibras do colágeno48), tendões, pulmões, cartilagem, membrana basal 
(exemplo, perda da permeabilidade da membrana basal dos rins) e cérebro (doença 
de Alzheimer49). As reações são irreversíveis e alteram as funções das proteínas. 
Essas alterações são responsáveis pelos fenômenos associados ao envelhecimento 
do corpo, sendo as rugas o sintoma mais visível.50 
 
Um estudo apresentado no encontro anual da Diabetes Association de São 
Francisco, Califórnia, mostrou que a ingestão de alimentos escuros pode causar 
ataque cardíaco, derrame cerebral e dano nervoso. Há anos se sabe que aquecer 
proteínas com açúcar na ausência de água forma os produtos da glicosilação 
avançada (AGE) que podem causar danos aos tecidos do corpo. O diabético sofre de 
alta incidência de danos arterial, nervoso e renal porque os altos níveis de açúcar no 
sangue aceleram as reações químicas de Maillard que formam esses produtos. Ao 
contrário, o cozimento dos alimentos na água impede que o açúcar se ligue às 
proteínas.51 
Entre os numerosos produtos finais da glicosilação avançada (PFGA) 
descritos, o que se acha melhor caracterizado é o CML (Nε-Carboximetil lisina) 
cujos níveis são usualmente mais elevados que os demais. 
 
A modificação do colágeno das cartilagens pelos produtos finais da 
glicosilação avançada como o CEL (Nε-Carboxietil lisina), o CML (Nε-Carboximetil 
lisina) e a pensosidina (Fig. 4) foi apontada como responsável pela rigidez das 
articulações com a idade avançada, a qual, juntamente com esses produtos, 
representam um mecanismo molecular aceitável para o desenvolvimento da 
 
48 Slatter, David A.; Avery, N. C., and Bailey, A. J.: Collagen in its fibrillar state is protected from glycation, Int 
J. Biochem. Cell Biol., 40, 2253-2263 (2008). 
49 Nagaraj, Ram H.; Sarkar, P.; Mally, A.; Biemel, K. M.; Lederer, M. O., and Padayattia, P. S.: Effect of 
pyridoxamine on chemical modification of proteins by carbonyls in diabetic rats: characterization of a major 
product from the reaction of pyridoxamine and methylglyoxal, Arch. Biochem.Biophys., 402 110–119 (2002). 
50 Daniel, S.; Reto, M. and Fred, Z., Cosmetics and Toiletries Manufacture Worldwide, 118-124 (2002) 
51 Vlassara, H., Picower Institute for Medical Research in Manhasset, N.Y. Annual Meeting of the American 
Diabetes Association, San Francisco, June, 1996. (http://www.drmirkin.com/archive/6847.html ADVANCED 
GLYCATION END PRODUCTS) 
 21
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
osteoartrite.52 Carboximetil-lisina é o principal produto final da glicosilação avançada 
(AGE) no colágeno e na lente do cristalino humano.53 
 
Um mecanismo global para a formação dos produtos finais da glicosilação 
avançada (PFGA), é mostrado na figura 15.54 
 
No diabetes mellitus, os elevados níveis de glicose resultam numa taxa de 
produção do sorbitol em velocidade mais rápida que a sua oxidação a frutose e o 
acúmulo de sorbitol nos vasos sanguíneos, nervos, lente do cristalino, retina e rins 
podem causar um efeito hiperosmótico, levando a alterações na permeabilidade das 
membranas e ao estabelecimento de patologia celular (ver fig. 8). A hiperglicemia 
prolongada resulta na formação dos AGEs nos tecidos do corpo. As complexas 
moléculas fluorescentes de AGEs formadas durante a reação de Maillard podem 
levar a ligações cruzadas entre proteínas e contribuir para a progressão de sérias 
complicações diabéticas, tais como a neuropatia periférica, catarata, dificuldade de 
sarar as feridas, dano vascular e endurecimento da parede arterial.55 
 
 
52 Verzijl, N., Degroot, J., Oldehinkel, E., Bank, R. A., Thorpe, S. R., Baynes, J. W., Bayliss, M. T., Bijlsma, J. 
W. J., Lafeber, F. P. J. G. and Tekoppele, J. M., Age-related accumulation of Maillard reaction products in 
human articular cartilage collagen, Biochem. J., 350, 381-387 (2000). 
53 Monnier, V. M., Sell, D. R., Wu, X., and Rutter, K.: The prospects of health and longevity from the inhibition 
of the Maillard reaction in vivo, International Congress Series, 1245, 9-19 (2002). 
54 Takeuchi, M., Watai, Sasaki, N., Choei, H., Iwaki, M., Ashizawa, T., Inagaki, Y., Yamagishi, S.-I., Kikuchi, 
S., Riederer, P., Saito, T., Bucala, R., and Kameda Y., J. Neuropathology and Experimental Neurology: 62, 486–
496 (2003). 
55 Wirasathiena, L.; Pengsuparpa, T.; Suttisria, R.; Uedab, H.; Moriyasub, M., and Kawanishib, K.: Inhibitors of 
aldose reductase and advanced glycation end-products formation from the leaves of Stelechocarpus cauliflorus 
R.E. Fr., Phytomedicine, 14, 546–550 (2007); Kador, P. F.; Kinoshita, J. H., and Sharpless, N. E.: Aldose 
reductase inhibitors: a potential new class of agents for the pharmacological control of certain diabetic 
complications. J. Med. Chem., 28, 841–849 (1985); Wautier, J. L., and Guillausseau, P. J.: Advanced glycation 
end products, their receptors and diabetic angiopathy, Diabetes Metab., 27, 535–542 (2001); Aronson, D.: Cross-
linkingof glycated collagen in the pathogenesis of arterial and myocardial stiffening of aging and diabetes, J. 
Hypertens., 21, 3–12 (2003); 
 22
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
C
C
C
C
C
CH2OH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
H
D-Lactato
Produto de 
Amadori
[O]
C
O
C
O
H
H
Glioxal
C
N
C
O
H
H
NH2P
P
Glicolaldeido 
alquilimina
NH2P
CML
NH2P
C
C
C
C
C
CH2OH
N
H OH
OH H
H OH
H OH
H P
CH2
C
C
C
C
CH2OH
NH
O
OH H
H OH
H OH
P
P
Imina
(Base de Schiff)
[O]
P
CH N
CH2OH
P
Glioxal 
monoalquilimina
NH2P
NH2P
AGE1
AGE2
AGE5
Glicólise
C
O
CH2OH
CH2 O P O
O-
O-
H
Gliceraldeido
C
O
CH2OH
CH2 OH
H
Gliceraldeido 
3-fosfato
C
O
CH2OH
CH3
H
AGE3
AGE1
Metil Glioxal
C
C
C
C
C
CH2OH
O
O
OH H
H OH
H OH
H
3-Desoxi 
glucosona
NH2P
AGE6
CH2
C
C
C
C
CH2OH
OH
O
OH H
H OH
H OH
3-Desoxi 
frutose
ALR
AGE4
CEL
NH2
PGO-I
GO-II
C
O
CH2OH
CH3
O-
D-Glicose
ARMOG
CH2
C
CH3
OH
O
Acetol
CH2
CH2OH
CH3
OH
AR
1,2-Propano
diol
D-Glicose
Sorbitol
Frutose
Frutose-3-fosfato
AR
SHD
3-PK
 
Figura 15 Rotas alternativas para a formação de AGEs imunologicamente distintos in vivo. Os 
produtos finais da glicosilação avançada (PFGA) se originam da decomposição dos produtos 
de Amadori (AGE-1), glicogenólise do intermediário gliceraldeido (AGE-2), fragmentação da 
base de Schiff do glicolaldeido (AGE-3), fragmentação da triose-fosfato e do produto de 
Amadori metilglioxal (AGE-4), auto-oxidação da glicose a glioxal (AGE-5) e decomposição dos 
produtos de Amadori e frutose-3-fosfato a 3-Desoxi glicosona (AGE-6). CML, Nε-carboximetill-
lisine; CEL, Nε- (carboxetil-lysine; H2N-P, resíduo livre do aminoácido da proteína. AR, aldose 
redutase; SDH, sorbitol desidrogenase; 3-PK, frutose-3-fosfoquinase; ALR, aldeido redutase; 
GO, glioxalase; MOG, mono-oxigenase (Baseado no trabalho de Takeuchi, M e al., 2003) 
 
 23
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
7 – Fluxograma da reação de Maillard 
 
O mecanismo da reação de Maillard mostrado esquematicamente na figura 
16, é geralmente dividido em três estágios para melhor compreensão: Inicial, 
avançado e final. 56 
 
Aldose 
-CHO
Grupo 
Amina, NH2
Glicosamina 
N-Substituida + H2O
Fig. 1
Fig. 2
1-amino-1-desoxicetose 
(Produto de Amadori) 
Rearranjo de Amadori
Base de Schiff de 
hidroximetilfurfural 
ou furfural
-3H2O
Hidroximetilfurfural 
ou furfural
-2H2O
Açúcar
Redutonas
-H
+H
Desidro-redutonas
Produtos de fissão (acetol, diacetil, piruvaldeidos, etc)
Aldois e polímeros 
não nitrogenados
Aldeidos
+ Aminoácidos
- CO2
(Degradação 
de Strecker) Fig. 3 a 6
Melanoidinas - Polímeros castanhos nitrogenadas e co-polímeros
+ Compostos 
aminados
- Substrato 
aminado
+ H2O
+ Compostos 
aminados
+ Compostos 
aminados
+ Compostos 
aminados
+ Compostos 
aminados
A
B
C C D
E
E
F F
F
F
G G G
G G
+
 
Figura 16 – Esquema da complexa rede de transformações químicas envolvidas na reação de 
Maillard (baseado no trabalho de Hodge, Ref. 7). 
 
 
A – Fase Inicial 
O estágio inicial envolve a condensação amino-açúcar e o rearranjo de Amadori. Os 
compostos de Amadori não alteram nem a cor nem a fluorescência e tampouco a 
absorbância no U.V. próximo. Com o aquecimento prolongado, os produtos de 
Amadori sofrem desidratação e fissão dando redutonas incolores (Fig. 17) e 
 
56 Mauron, J.: The Maillard Reaction in Food – a Critical Review from the Nutritional Standpoint, Prog. Food 
Nutr. Sci., 5, 5-35 (1981); Morales, J. F., and van Boekel, M. A. J. S.: A study on advanced Maillard reaction in 
heated casein/sugar solutions: Fluorescence accumulation, Int. Dairy Journal 7, 675-683 (1997). 
 24
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
substâncias fluorescentes, algumas das quais coloridas (Hodge). Compostos 
carbonílicos insaturados aumentam sua concentração nesta fase. Aldeídos formados 
pela degradação de Strecker é uma fonte adicional do acastanhamento em vista de 
sua reatividade, sofrendo autocondensação, reagindo com açúcares, com furfural e 
com outros produtos dando pigmentos castanhos. Principais reações: 
Condensações, enolização e rearranjo de Amadori. O rearranjo de Amadori é 
considerado etapa chave na formação dos principais intermediários que tomarão 
parte nas reações de formação dos produtos castanhos (browning reactions). Glicose 
e grupos amina livres se combinam com proteínas numa proporção 1:1 (produto 
incolor). 
 
CH2
C
C
C
R2
O
OHH
H OH
NH
R1
1-amino-1-desoxi-2-cetose
(Rearranjo de Amadori)
Ceto - 
enolização
2,3-enodiol
CH2
C
C
C
R2
OH
OH
H OH
NH
R1
Desidroredutona
CH3
C
C
C
R2
O
O
H OH
- R-NH2
CH3
C
C
C
R2
O
OH
OH
Ceto - 
enolização
Redutona
2-Amino-2-desoxi-1-aldose
(Intermediário de Heynes)
OHCH2
C
C
R1
O
H OH
R-NH2
OH
C
C
C
R1
OH
H OH
NH R1
H H
- H2O
O
C
C
C
R1
H OH
NH R1
H
H
 
Figura 17 – Reações de Maillard da fase inicial. 
 
B – Fase Intermediária 
 
O estágio avançado (intermediário) da reação de Maillard nos alimentos e nas 
reações modelo proteína-açúcar a formação de pigmentos é monitorada pela de 
absorção a 420 nm após digestão enzimática e extração com água. Principais 
reações desta fase: Desidratação e fragmentação (do açúcar a 3-desoxiglicosona e 
 25
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
seus 3- e 4-enos derivados, Hidroximetil furfural (HMF), formação de compostos α-
dicarbonílicos, chamadas de redutonas – substancias com propriedades redutoras), 
degradação de aminoácidos via reação de Strecker, ciclizações, retro-aldolizações, 
rearranjos, isomerizações e mais subseqüentes condensações conduzem esta fase à 
etapa final, com o aparecimento dos produtos escuros, castanhos (melanoidinas). O 
teste de Élson-Morgan para amino-açúcar é positivo nesta fase. 
 
1-amino-1-desoxicetose: 
Produto de Amadori
OH
N
O
OHOH
OH
H
CH2R
H HH
Enolização
1, 2-Enolamina
condições 
alcalinas
OH -
OH
N
O
OH
OH
CH2R
H
OH
N
OH
OHOH
OH
H
CH2R
H H
OH -
2,3-Enolamina
OH2
OH
N
O
OH
OH
CH2R
O
H
H 3-Desoxihexulose
OH
CHO
O
OH
OH
H
H
Eliminação do 
grupo amina OH
CHO
O
OH
OH
H
H
−H2O
O
CH=O
O
OH H
H
−H2O
O
CH=O
OH
OH
H −H2O
O
CH=O
OH
O CHOHOCH2
Hidroximetil-Furfural
α-dicarbonílico
 
Fig. 18 – Mecanismo de formação do hidroximetil-furfural (HMF) do estágio avançado 
intermediário. Note a presença da 3-desoxihexulose (3-desoxiglicosone), importante 
precursor de 2-furaldeidos. 
 
C – Fase final 
 
Grande parte da cor (vermelho castanho e marron escuro) é formada nessa 
fase. A cor aparece devido à formação de compostos poliméricos de alto peso 
molecular (>12.000 Daltons), conhecidos como melanoidinas. A cor observada é o 
resultado de elevada concentração de espécies ativas no UV. Nela se formam os 
produtos poliméricos, as Melanoidinas. Principais reações: condensações aldólicas, 
polimerizações, degradaçãode Strecker de alfa-aminoácidos a aldeídos e N-
heterociclos a elevadas temperaturas. Evolução de gás carbônico é um indicativo 
desta fase final. Aqui aparecem os aromas da torração em geral. Melanoidinas 
coloidais e insolúveis se formam. 
 
 26
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
Em termos práticos, a reação de Maillard in vivo pode ser dividida em três 
compartimentos cinéticos, consistindo de “stressores”, isto é, fontes de agentes 
carbonílicos que podem dar início à reação, “propagadores”, entidades carbonílicas 
reativas provenientes dos “stressores” precedentes e “produtos finais” que sinaliza o 
processo do envelhecimento molecular resultante da reação de Maillard. Essa visão 
geral facilita a concepção de estratégias para interferir contra a reação de Maillard,57 
abordadas na seção 13, inibidores da reação de Maillard. A figura 19 dá uma tomada 
panorâmica do processo inteiro: 
 
Stressores Propagadores Produtos finais
Amino-acetona
Treonina
Glicólise
Glicose
Lipideos
Inflamação
Metilglioxal
Frutose 3-P
CEL, MOLD
MODIC
MG-Hidroimidazolona 
Tetraidropirimidina 
Argpirimidina
Base de 
Schiff
Lisina
Amadori
Glicosona
Ox.
1-Desoxiglicosona
3-Desoxiglicosona
1,4-Didesoxi-5,6- 
dioxoglicosona
Ox.
Fragmentação
O2 / M
n+ 
Wolff
Nimiki
Ox.
Ox.
Ox.
DOGDIC
DOLD
Glicosepan
Pentosidina
CML, GOLA
Glioxal /
Glicolaldeido
GOLD, GALA
G-Hidroimidazolona
GODIC
Modificação da lisina
Modificação da arginina
Lisina - arginina
Legenda
 
Figura 19 – Rotas químicas selecionadas e produtos finais da glicosilação avançada de 
relevância para a reação de Maillard in vivo. CEL, carboxietil-lisina; MOLD: dímero 
metilglioxal-lisine; MG, metilglioxal; MODIC: derivado metilglioxal imidazolina agente de 
ligação cruzada (cross-link); DOGDIC: derivado 3-desoxiglicosona imidazolina agente de 
ligação cruzada; DOLD: dímero 3-desoxiglicosona lisina (lisil-lisina); CML: carboximetil-
lisina; GOLA: bis-Lisinamidas (glioxal lisinamida); GOLD: dímero glioxal lisina; GALA: 
ácido glioxílico lisinamida; G: glioxal; GODIC: derivado glioxal imidazolina agente de 
ligação cruzada (Monnier, 2003). 
 
 
8 – Melanoidinas de Maillard e Substâncias Húmicas 
 
57 Monnier, Vincent M.: Intervention against the Maillard reaction in vivo, Arch. Biochem. Bioph., 419 1–15 
(2003). 
 27
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
 
Os processos degradativos “espontâneos” que ocorrem na natureza 
provavelmente seguem uma rota semelhante à reação de Maillard. De fato, alguns 
autores encontraram notável semelhança entre as melanoidinas de Maillard e 
substâncias húmicas obtidas por síntese entre carboidratos e aminoácidos.58 
Genericamente, substâncias húmicas (ácido húmico, ácido fúlvico, humina) são 
biopolímeros que se formam durante a degradação de material biológico e são 
constituintes essenciais para a agricultura. 
 
Pouquíssimos autores se aventuraram em propor uma estrutura química para 
os ácidos húmicos. De fato, uma estrutura definitiva ainda não existe, havendo 
apenas blocos estruturais que nos ajudam a compreender suas propriedades físicas 
(Fig. 20-23). 
N CHO
OH
NH2
COOH
Maltol
NO
NH2
COOH
Lisinopirralina
O
O
OH
CH3
β-Piranona
O
O-Gal
OH
CH3
Pentosidina
O CH3
OH
OO-Gal
Maltosina
CH3
OH
OO-Gal
OH
OH
3-Furanona
O COCH3
O-Gal
Ciclopentenona
N COCH3
O-Gal
NH2
COOH
Galactosil-Isomaltol
N+
N
N
H NH2
COOH
N
NH2
COOH
H
Acetilpirrol 
 
Figura 20 – AGE (Advanced Glycation End) produtos finais da glicosilação avançada (PFGA) 
na reação de Maillard encontrados no leite aquecido (perda de Lisina e lactose – dissacarídeo 
de glicose e galactose – e da proteína caseína. No estágio final no qual as Melanoidinas 
(pigmentos castanhos) são formados e onde ocorre a polimerização das proteínas, o 
mecanismo é ainda em parte obscuro.59 
 
58 Benzing-Purdie, L.; Ripmeester, J. A.; Preston, C. M. J.: Elucidation of the nitrogen forms in melanoidins and 
humic acid by nitrogen-15 cross polarization-magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy, 
Agric. Food Chem., 31, 91 (1983). 
59 Van Boekel, M. A. J. S., Effect of heating on Maillard reactions in milk, Food Chemistry, 62, 403-414 (1998). 
 28
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
OH
OH
COOH
OH
O
COOH
N
O
HOOC R
O
O
OH O
O
H
NH
O
NH2
R
N
O
O
OH
OH
OH
O
OH
O
H
O
OH
O
O
OH
O
OH
COOH COOH
 
 
Figura 21 – Modelo estrutural hipotético do ácido húmico de Stevenson (1982).60 Os ácidos 
húmicos são complexas macromoléculas que incorporam aminoácidos, peptídeos, amino-
açúcares e grupos alifáticos nos anéis aromáticos, os quais exibem vários padrões de 
oxigenação na forma de quinonas, fenóis e ácidos carboxílicos quelados ou livres. 
 
OH
COOHOH
COOH
HOOC
HOOC
COOH
OH
O CH3
COOH
OH
O 
 
Figura 22 – Modelo estrutural hipotético de Buffle do ácido fúlvico, contendo tanto estruturas 
aromáticas quanto alifáticas. O húmus do solo das florestas é caracterizado por um elevado 
conteúdo de ácidos fúlvicos enquanto no solo de turfas e de gramíneas é marcante a presença 
de elevada teor de ácidos húmicos (baseado do trabalho de Weber, ref. 33). 
 
 Ácidos húmicos foram identificados no trato gastro-intestinal de humanos e 
animais, na circulação sanguínea e no condensado da fumaça do cigarro. Crê-se que 
o ácido húmico exista nos pulmões do fumante de cigarros devido à combustão 
incompleta do tabaco.61 
 
 
60 Weber, Jerzy, “Properties of humic substances”, Agricultural University of Wroclaw, Institute of Soil Science 
and Agricultural Environment Protection, Grunwaldzka, 53, 50-357 Wroclaw, Poland. 
<http://www.ar.wroc.pl/~weber/humic.htm#start>. Online. June 9, 2004 
61 Paciolla, M. D.; Davies, G., and Jansen, S., Environ. Sci. Technol., 33, 1814-1818 (1999) 
 29
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
O
O
COOH
COOH
OH
OH
OH
O
OH
OH
COOH
COOH
COOH
MeO
OH
O
OH
OH
O
OH
CH3
HOOC
CH3
COOH
O
O
OH
COOH
OH
OH
OH
O
OH
O
O
OH
HOOC COOH
O O
COOH
OH
OH
OH
NH2
H
H
 
Figura 23 – Fragmentos modulares de ácido húmico (Paciolla, 1999). 
 
As melanoidinas são substâncias escuras, amarronzadas, de estrutura 
química polimérica, alto peso molecular (>12.000 Daltons) e de difícil caracterização 
química. Numerosas tentativas foram empreendidas para isolar e purificar 
melanoidinas de alimentos como café, cerveja preta e molhos de soja. Identificação 
de estruturas coloridas, após cuidadosa hidrólise do esqueleto protéico fornece 
informação química útil sobre os grupos cromóforos responsáveis pela cor. A 
estrutura química de uma melanoidina chamada pronil-L-lisina (Fig. 24) foi 
identificada como um antioxidante, formado durante o tratamento térmico de misturas 
em reações do tipo Maillard. Essa espécie química resulta da reação entre a cadeia 
lateral da lisina e acetilformoina (CH3COCH(OH)COCOCH3), tendo sido detectado e 
quantificado na crosta e no miolo do pão por HRGC–MS (High-Resolution Gas 
Chromatography–Mass Spectrometry, cromatografia gasosa de alta resolução 
acoplada àum espectrômetro de Massa), no modo de ionização química. Foi 
confirmado que pronil-L-lisina modula uma enzima quimiopreventiva da fase II, a 
glutation S–transferase (GST). A indução dessa enzima pela pronil-L-lisina 
representa uma estratégia promissora na prevenção ao câncer. Recentemente, 
 30
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
Melanoidinas do pão e café foram descritas como ingredientes potenciais prebióticos 
(Castillo, 2006). 
N
NNOH
OHOH
N
N N
N N
N
CH3
CH3
O
R H
R
O
H
R
O
H O
H
R
O
H O
H
R
O
H O
H
R
O
N CH3
OH
O
CH3
OH
N CH3
OH
O
CH3
OH
NH2
 
Figura 24 – Pronil L-Lisina ancorado em proteína. 
 
A formação das melanoidinas, de um ponto tecnológico, é essencial ao sabor, 
cor e textura dos alimentos. Vários estudos demonstraram a alta capacidade 
antioxidante das melanoidinas, que contribuem substancialmente para a vida de 
prateleira (validade) dos produtos alimentícios termicamente tratados e de processos 
fisiológicos in vivo. As propriedades antioxidantes das melanoidinas foram 
demonstradas através de um mecanismo de quebra da cadeia, captura de oxigênio e 
quelação de metais sem mostrar efeitos citotóxicos. Atualmente se supõe que as 
melanoidinas presentes, por exemplo, no café ajam como antioxidantes mas também 
na ativação quimiopreventiva de enzimas. Ademais, vários compostos de Maillard 
identificados como constituintes de melanoidinas inibem o crescimento de células 
tumorais (Castillo, 2006). 
 
9 – Reação intrínseca de Maillard em produtos farmacêuticos 
 
A reação de Maillard é de importância crucial na industria farmacêutica, visto 
que muitos medicamentos contem o grupo amina na sua estrutura química. 
Um exemplo disto é o largo empregado da lactose, um açúcar redutor, como 
excipiente ou diluente em formulações farmacêuticas de cápsulas e tabletes que 
freqüentemente incluem compostos contendo o grupo amina, devido ao baixo preço 
e às suas características físico-químicas (alta pureza, excelente compressibilidade e 
estabilidade). 
 
 31
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
A primeira dificuldade nesta área é a produção de cápsulas transparentes 
devido à reação intrínseca de Maillard na gelatina, de origem animal (bovino, suíno). 
A sensibilidade térmica e a umidade de cápsulas estruturadas em gelatina é uma 
questão que complica o seu uso em regiões quentes e úmidas, necessitando de 
embalagem especial e armazenamento que assegure a estabilidade do produto. 
Gelatinas tendem a formar ligações cruzadas quando em contato com aldeídos, 
acarretando problemas de solubilidade. 62, 63 
 
No encapsulamento da vitamina C (ácido ascórbico,64 um açúcar da série L), o 
aparecimento freqüente de cor indesejável se deve à reação de Maillard com grupo 
funcional amina (–NH2) do material. 
 
Um estudo recente sobre a cinética da reação de Maillard entre o fármaco 
metoclopramida65 (um anti-emético) e a lactose no estado sólido revelou que a 
reação é controlada pela mobilidade molecular. A reação é de segunda-ordem 
apenas quando a proporção açúcar-amina é unitária (1:1), sendo uma cinética de 
ordem-zero o fenômeno mais comum. Em solução, ela é de primeira ou segunda 
ordem, dependendo da proporção dos reagentes, isto é, da amina e do açúcar.66 A 
natureza bimolecular da reação de Maillard no estado sólido é um importante 
fenômeno que pode ser analiticamente acompanhado pelo desaparecimento do 
fármaco, cuja conseqüência primária é a validade do produto (Fig. 25). 
 
 
62 Babel, W., Pharmaceut. Manuf. Packing Sourcer, 6, 63–66 (2000). 
63 Reich, G., Formulation and physical properties of soft capsules, Chapter 11, pp. 201-212, in: Pharmaceutical 
Capsules, 2nd Edition (Editors: Fridrun Podczeck and Brian E. Jones), Pharmaceutical Press, London/Chicago 
2004. 
64 As funções bioquímicas precisas do ácido ascórbico ainda não estão bem definidas e na maioria dos animais 
não é uma vitamina. Especificamente, o ascorbato reage com metaloenzimas, reduzindo o metal ativo, além disso 
captura radicais livres na fase aquosa de plasma e células (Abraham, Donald J., Burger's Medicinal Chemistry & 
Drug Discovery, v.4. 6th Ed., Autocoids, Diagnostics, and Drugs from New Biology (1998), John Wiley and 
Sons, Inc.). 
65 Nome químico: 4-Amino-5-chloro-N-(2-diethylaminoethyl)-2-methoxybenzamide; fórmula molecular: 
C14H22ClN3O2 = 299.8; cloridrato mono-hidratado: C14H22ClN3O2,HCl, H2O = 354.3; CAS: 364-62-5. 
66 Q., Zhihui; Stowell, J. G.; Morris, Kenneth R.; Byrn, Stephen R.; and Pinal, Rodolfo, Kinetic study of the 
Maillard reaction between metoclopramide hydrochloride and lactose, Int. J. of Pharmaceutics, 303, 20-30 
(2005) 
 32
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
O O
OH
OH
OH
OH
O OH
OH
OH
OH
L-Lactose
NH O
N
Cl
NH2
OCH3
Metoclopramida HCl
+ O
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
N
NH
O
N
Cl
OCH3
Base de Schiff
O
O
OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
N
NH
O
N
Cl
OCH3
H
Cetosamina
(produto de Amadori)
ClH
ClH
ClH
 
Figura 25 – Reação de Maillard entre Metoclopramida e L-lactose 
 
Outro estudo67 realizado com o fármaco Fluoxetine68 (princípio ativo do 
Prozac, usado no tratamento da depressão) mostra que essa amina secundária 
exibe o mesmo comportamento químico que a amina primária metoclopramida69, 
mencionada anteriormente, reagindo com o excipiente lactose usado em sua 
formulação (Fig. 26). 
 
O O
OH
OH
OH
OH
O OH
OH
OH
OH
L-Lactose
O
N
CH3H
CF3
Ph
Floxetine HCl
+
O
O
OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
N O
CH3
CF3
Ph
Cetosamina
(produto de Amadori) 
Figura 26 – Reação de Maillard entre Fluoxetine e L-lactose 
 
67 Wirth, David D.; Baertschi, Steven W.; Johnson, Ross A.; Maple, Steven R.; Miller, Marybeth S.; Hallenbeck, 
Diana, K.; and Gregg, Stephen M., Maillard Reaction of Lactose and Fluoxetine Hydrochloride, a Secondary 
Amine, J. Pharm. Sci., 87 (1), 31 -39, 1998. 
68 Nome químico: (±)-N-Methyl-3-phenyl-3-(α,α,α-trifluoro-p-tolyloxy)propylamine hydrochloride; fórmula 
molecular: C17H18F3NO,HCl = 345.8; CAS: 54910-89-3 (fluoxetine); 59333-67-4 (fluoxetine hydrochloride) 
69 Nome químico: 4-Amino-5-chloro-N-(2-diethylaminoethyl)-2-methoxybenzamide; fórmula Molecular: 
C14H22ClN3O2 = 299.8; CAS: 364-62-5. 
 33
Aderson de F. Dias, Ph.D. A Reação de Maillard nos Alimentos e Medicamentos 
 
10 – Reação de Maillard no leite e derivados 
 
O carboidrato característico do leite70 é a lactose, único açúcar presente no 
leite de todas as espécies de mamíferos que o produzem, não ocorrendo em outro 
lugar, com raras exceções. O nome sistemático da α−Lactose (Fig. 27) é: O-β-D-
galactopiranosil-(1→4)-α-D-glicopiranose e da β−Lactose: O-β-D-galactopiranosil-
(1→4)- β-D-glicopiranose). A forma α da lactose existe tanto no estado anidro 
(C12H22O11 = 342.3) como no mono-hidratado (C12H22O11,H2O = 360.3) enquanto a 
forma β existe apenas no estado anidro.71 No leite em pó a lactose é o constituinte 
principal representando cerca de 50% dos sólidos totais. No leite de vaca in natura o 
conteúdo em lactose se situa na faixa dos 5% enquanto no dos humanos é de cerca 
de 7%.72 Devido à instabilidade do carbono anomérico C1 a configuração ali varia 
(mutarrotação) entre α e β na lactose em solução (ver explicações na nota 22).