La réaction chimique utilisée en cuisine pourrait avoir contribué à l’évolution d’une vie complexe

Aug 02, 2023

La réaction de Maillard, qui génère des composés savoureux lors de la cuisson, contribue probablement à retenir le carbone dans les fonds marins, augmentant ainsi l'oxygène dans l'atmosphère.

Par Carissa Wong

2 août 2023

La réaction de Maillard crée la croûte brune sur une miche de pain

imageBROKER/Unai HuiziAlay

Une réaction chimique qui donne du goût aux aliments cuits pourrait emprisonner chaque année des millions de tonnes de carbone dans les fonds marins. Le processus aurait même pu contribuer à créer les conditions propices à l’évolution d’une vie complexe.

La réaction de Maillard se produit entre les sucres et les acides aminés lorsque les températures dépassent environ 140°C (284°F). Ce processus chimique produit une gamme de composés complexes riches en carbone, donnant couleur et saveur aux aliments tels que la viande poêlée, les légumes rôtis et le pain grillé.

Les minéraux contenant du manganèse peuvent agir comme catalyseur, permettant à la réaction de se produire à des températures aussi basses que 25°C (77°F).

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Pour déterminer si cela peut se produire à des températures encore plus basses, Caroline Peacock de l'Université de Leeds, au Royaume-Uni, et ses collègues ont ajouté des minéraux de fer ou de manganèse à une solution contenant du sucre glucose et de la glycine, un acide aminé.

Lorsque les mélanges étaient incubés à 10 °C (50 °F) – à peu près la température des fonds marins aux confins des continents – les minéraux accéléraient la réaction de Maillard d'environ 100 fois, par rapport aux mélanges de sucre et d'acides aminés sans catalyseurs. .

Une analyse plus approfondie a révélé que le processus produisait des composés présents dans les échantillons de sédiments marins. Cela suggère que la réaction de Maillard se produit au fond de l'océan, où l'on trouve couramment des minéraux de fer et de manganèse, explique Peacock.

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Sur les fonds marins, les plantes et les animaux morts constituent une source de sucres et d’acides aminés que les microbes ingèrent comme source d’énergie. Au cours de ce processus, les microbes convertissent le carbone des organismes morts en dioxyde de carbone, qui peut retourner dans l'atmosphère.

Si la réaction de Maillard se produit au fond de l'océan, le carbone présent dans les sucres et les acides aminés pourrait être stocké dans de gros polymères complexes que les microbes ont plus de mal à ingérer, explique Peacock.

Au fil des milliers ou des millions d’années, ces polymères seraient enfouis plus profondément sous les fonds marins sous forme de matières mortes accumulées sur les fonds marins. « Si vous parvenez à faire passer votre carbone à travers la zone dangereuse d’un mètre [au sommet du fond marin], où le carbone est généralement attaqué, dégradé et reconverti en dioxyde de carbone par les microbes, cela l’éloignera de l’atmosphère. » dit Paon.

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Les chercheurs estiment que les minéraux de fer et de manganèse pourraient emprisonner environ 4 millions de tonnes de carbone chaque année. Sans ce processus, l'atmosphère terrestre aurait pu se réchauffer encore de 5°C au cours des 400 derniers millions d'années.

Ils estiment également que la réaction de Maillard dans les sédiments marins pourrait avoir augmenté les niveaux d'oxygène atmosphérique jusqu'à 8 % au cours des 400 derniers millions d'années, car l'enfouissement du carbone permet à davantage d'oxygène d'atteindre l'atmosphère terrestre, explique Peacock.

« Ce processus a un impact très profond sur l’oxygène atmosphérique », dit-elle. "Étant donné que les formes de vie complexes nécessitent des niveaux plus élevés d'oxygène, car elles sont plus exigeantes en énergie, nous pensons qu'il est raisonnable de supposer que ce processus a contribué à créer les conditions nécessaires à une vie complexe."

L'équipe a également découvert que la réaction peut se produire dans un sol contenant des minéraux de fer et de manganèse, ce qui suggère que l'augmentation des minéraux dans le sol pourrait aider à capter le carbone de l'atmosphère, explique Peacock.