Прогоркание — это процесс полного или неполного автоокисления или гидролиза жиров и масел под воздействием воздуха, света, влаги или бактерий, в результате которого образуются короткоцепочечные альдегиды , кетоны и свободные жирные кислоты . [1]
Когда эти процессы происходят в пище, могут возникнуть нежелательные запахи и привкусы. В обработанном мясе эти привкусы известны как привкус разогретого мяса . В некоторых случаях, однако, привкусы могут быть желательными (как в выдержанных сырах ). [2]
Прогоркание также может снизить пищевую ценность пищи, поскольку некоторые витамины чувствительны к окислению. [3] Подобно прогорканию, окислительная деградация происходит и в других углеводородах, таких как смазочные масла , топливо и механические смазочно-охлаждающие жидкости . [4]
Известны пять путей прогоркания: [5]
Гидролитическая прогорклость относится к запаху, который развивается при гидролизе триглицеридов и высвобождении свободных жирных кислот. Эта реакция липидов с водой может потребовать катализатора (такого как липаза , [6] или кислотные или щелочные условия), что приводит к образованию свободных жирных кислот и глицерина . В частности, короткоцепочечные жирные кислоты , такие как масляная кислота , имеют неприятный запах . [7] Когда образуются короткоцепочечные жирные кислоты, они сами служат катализаторами, еще больше ускоряя реакцию, форма автокатализа . [7]
Окислительная прогорклость связана с разложением под действием кислорода воздуха.
Двойные связи ненасыщенной жирной кислоты могут быть расщеплены в результате свободнорадикальных реакций с участием молекулярного кислорода. Эта реакция вызывает высвобождение неприятно пахнущих и очень летучих альдегидов и кетонов . Из-за природы свободнорадикальных реакций реакция катализируется солнечным светом. [7] Окисление в первую очередь происходит с ненасыщенными жирами. Например, даже если мясо хранится в холодильнике или в замороженном состоянии, полиненасыщенный жир будет продолжать окисляться и медленно становиться прогорклым. Процесс окисления жира, потенциально приводящий к прогорклости, начинается сразу после убоя животного, и мышечный, внутримышечный, межмышечный и поверхностный жир подвергаются воздействию кислорода воздуха. Этот химический процесс продолжается во время замороженного хранения, хотя и медленнее при более низкой температуре. Окислительную прогорклость можно предотвратить с помощью светонепроницаемой упаковки, бескислородной атмосферы (герметичные контейнеры) и путем добавления антиоксидантов . [7]
Двойная связь ненасыщенной жирной кислоты может быть окислена кислородом воздуха в реакциях, катализируемых ферментами липоксигеназы растений или животных [6] , производя гидропероксид в качестве реакционного промежуточного продукта, как при свободнорадикальной перекисной реакции. Конечные продукты зависят от условий: статья о липоксигеназе показывает, что если присутствует фермент гидропероксидлиаза , он может расщеплять гидропероксид с образованием короткоцепочечных жирных кислот и дикарбоновых кислот (некоторые из которых были впервые обнаружены в прогорклых жирах).
Микробная прогорклость относится к процессу, зависящему от воды, в котором микроорганизмы, такие как бактерии или плесень , используют свои ферменты, такие как липазы, для расщепления жира. [6] Пастеризация и/или добавление антиоксидантных ингредиентов, таких как витамин Е , могут уменьшить этот процесс, уничтожая или подавляя микроорганизмы. [6]
Несмотря на обеспокоенность научного сообщества, данных о влиянии прогорклости или окисления липидов на здоровье человека мало. [8] [9] Исследования на животных показывают доказательства повреждения органов, воспаления, канцерогенеза и прогрессирующего атеросклероза, хотя обычно доза окисленных липидов больше, чем та, которую потребляет человек. [10] [11] [12]
Антиоксиданты часто используются в качестве консервантов в жиросодержащих продуктах, чтобы отсрочить начало или замедлить развитие прогорклости из-за окисления. Натуральные антиоксиданты включают аскорбиновую кислоту (витамин С) и токоферолы (витамин Е). Синтетические антиоксиданты включают бутилированный гидроксианизол (BHA), бутилированный гидрокситолуол (BHT), TBHQ , пропилгаллат и этоксихин . Натуральные антиоксиданты, как правило, недолговечны, [13] поэтому синтетические антиоксиданты используются, когда предпочтителен более длительный срок хранения. Эффективность водорастворимых антиоксидантов ограничена в предотвращении прямого окисления в жирах, но ценна в перехвате свободных радикалов , которые перемещаются через водные части продуктов. Идеальным является сочетание водорастворимых и жирорастворимых антиоксидантов, обычно в соотношении жира к воде.
Кроме того, прогоркание можно уменьшить, храня жиры и масла в прохладном, темном месте с небольшим воздействием кислорода или свободных радикалов, поскольку тепло и свет ускоряют скорость реакции жиров с кислородом. Антимикробные агенты также могут задерживать или предотвращать прогоркание, подавляя рост бактерий или других микроорганизмов, которые влияют на этот процесс. [1]
Технология удаления кислорода может использоваться для удаления кислорода из упаковки пищевых продуктов и, таким образом, предотвращения окислительного прогоркания.
Окислительная стабильность — это мера устойчивости масла или жира к окислению. Поскольку процесс происходит посредством цепной реакции , реакция окисления имеет период, когда она относительно медленная, прежде чем она внезапно ускоряется. Время, необходимое для этого, называется «индукционным временем», и оно повторяется при идентичных условиях (температура, поток воздуха и т. д.). Существует ряд способов измерения хода реакции окисления. Одним из самых популярных методов, используемых в настоящее время, является метод Rancimat.
Метод Rancimat осуществляется с использованием воздушного потока при температуре от 50 до 220 °C. Летучие продукты окисления (в основном муравьиная кислота [14] ) переносятся воздушным потоком в измерительный сосуд, где они поглощаются (растворяются) в измерительной жидкости ( дистиллированной воде ). Путем непрерывного измерения проводимости этого раствора можно получить кривые окисления. Точка перегиба кривой окисления (точка, в которой начинается быстрый рост проводимости) дает время индукции реакции прогоркания [15] и может быть принята в качестве показателя окислительной стабильности образца.
Метод Rancimat, прибор для определения окислительной стабильности (OSI) и оксидограф были разработаны как автоматические версии более сложного метода AOM (метод активного кислорода), который основан на измерении значений перекиси [15] для определения времени индукции жиров и масел. Со временем метод Rancimat стал общепринятым и был принят в ряд национальных и международных стандартов, например, AOCS Cd 12b-92 и ISO 6886.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )