Reação química usada na culinária pode ter ajudado a evolução de vidas complexas

Aug 02, 2023

A reação de Maillard, que gera compostos saborosos durante o cozimento, provavelmente ajuda a reter o carbono no fundo do mar, aumentando o oxigênio na atmosfera

Por Carissa Wong

2 de agosto de 2023

A reação de Maillard cria a crosta marrom em um pão

imageBROKER/Unai HuiziAlamy

Uma reação química que dá sabor aos alimentos cozinhados pode reter milhões de toneladas de carbono no fundo do mar todos os anos. O processo pode até ter ajudado a criar as condições para a evolução de vidas complexas.

A reação de Maillard ocorre entre açúcares e aminoácidos quando as temperaturas sobem acima de aproximadamente 140°C (284°F). Este processo químico produz uma série de compostos complexos e ricos em carbono, dando cor e sabor a alimentos como carne grelhada, vegetais assados ​​e pão torrado.

Minerais contendo manganês podem atuar como catalisadores, permitindo que a reação ocorra em temperaturas tão baixas quanto 25°C (77°F).

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Para explorar se isso pode acontecer em temperaturas ainda mais baixas, Caroline Peacock, da Universidade de Leeds, no Reino Unido, e seus colegas adicionaram minerais de ferro ou manganês a uma solução contendo o açúcar glicose e o aminoácido glicina.

Quando as misturas foram incubadas a 10°C (50°F) – aproximadamente a temperatura do fundo do mar nas bordas dos continentes – os minerais aceleraram a reação de Maillard em cerca de 100 vezes, em comparação com misturas de açúcar e aminoácidos sem os catalisadores. .

Análises posteriores revelaram que o processo produziu compostos encontrados em amostras de sedimentos marinhos. Isto sugere que a reação de Maillard ocorre no fundo do oceano, onde os minerais de ferro e manganês são comumente encontrados, diz Peacock.

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No fundo do mar, plantas e animais mortos fornecem uma fonte de açúcares e aminoácidos que os micróbios ingerem como fonte de energia. Durante este processo, os micróbios convertem o carbono dos organismos mortos em dióxido de carbono, que pode reentrar na atmosfera.

Se a reacção de Maillard estiver a acontecer no fundo do oceano, isso poderá fazer com que o carbono encontrado nos açúcares e aminoácidos seja armazenado em polímeros grandes e complexos que os micróbios têm mais dificuldade em ingerir, diz Peacock.

Ao longo de milhares ou milhões de anos, estes polímeros seriam enterrados mais profundamente no fundo do mar, à medida que o material morto se acumulasse no fundo do mar. “Se você conseguir fazer o seu carbono passar pela zona de perigo de 1 metro [no topo do fundo do mar], onde o carbono geralmente é atacado, degradado e transformado novamente em dióxido de carbono pelos micróbios, isso irá mantê-lo afastado da atmosfera”, diz Pavão.

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Os investigadores estimam que os minerais de ferro e manganês podem reter cerca de 4 milhões de toneladas de carbono por ano. Sem este processo, a atmosfera da Terra poderia ter aquecido mais 5°C nos últimos 400 milhões de anos.

Eles também estimam que a reação de Maillard nos sedimentos marinhos pode ter aumentado os níveis de oxigênio atmosférico em até 8% nos últimos 400 milhões de anos, porque o soterramento do carbono permite que mais oxigênio chegue à atmosfera da Terra, diz Peacock.

“Este processo tem um impacto profundo no oxigênio atmosférico”, diz ela. “Como as formas de vida complexas requerem níveis mais elevados de oxigénio, visto que são mais exigentes energeticamente, pensamos que é razoável supor que este processo contribuiu para a criação das condições necessárias para a vida complexa.”

A equipe também descobriu que a reação pode ocorrer em solos que contenham minerais de ferro e manganês, o que sugere que o aumento dos minerais no solo poderia ajudar a capturar carbono da atmosfera, diz Peacock.