Прогоркание — это процесс полного или неполного автоокисления или гидролиза жиров и масел под воздействием воздуха, света, влаги или действия бактерий с образованием короткоцепочечных альдегидов , кетонов и свободных жирных кислот . [1]
Когда эти процессы происходят в пище, могут возникнуть нежелательные запахи и вкусы. В обработанном мясе эти ароматы известны под общим названием « перегретый аромат» . Однако в некоторых случаях вкус может быть желательным (например, в выдержанных сырах ). [2]
Прогоркание также может снизить пищевую ценность продуктов, поскольку некоторые витамины чувствительны к окислению. [3] Подобно прогорканию, окислительная деградация также происходит и в других углеводородах, таких как смазочные масла , топливо и механические смазочно-охлаждающие жидкости . [4]
Выделяют пять путей прогоркания: [5]
Гидролитическая прогорклость – это запах, который появляется при гидролизе триглицеридов и высвобождении свободных жирных кислот. Для этой реакции липида с водой может потребоваться катализатор (например , липаза [6] или кислые или щелочные условия), приводящий к образованию свободных жирных кислот и глицерина . В частности, неприятный запах имеют короткоцепочечные жирные кислоты , такие как масляная кислота . [7] Когда производятся жирные кислоты с короткой цепью, они сами служат катализаторами, еще больше ускоряя реакцию, что является формой автокатализа . [7]
Окислительная прогорклость связана с разложением под действием кислорода воздуха.
Двойные связи ненасыщенной жирной кислоты могут расщепляться свободнорадикальными реакциями с участием молекулярного кислорода. Эта реакция приводит к выделению неприятных запахов и легко 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, полиненасыщенные жиры будут продолжать окисляться и медленно прогоркать. Процесс окисления жира, потенциально приводящий к прогорканию, начинается сразу после убоя животного, и мышечный, внутримышечный, межмышечный и поверхностный жир подвергается воздействию кислорода воздуха. Этот химический процесс продолжается при хранении в замороженном виде, хотя при более низкой температуре он протекает медленнее. Окислительную прогорклость можно предотвратить с помощью светонепроницаемой упаковки, бескислородной атмосферы (герметичные контейнеры) и добавления антиоксидантов . [7]
Двойная связь ненасыщенной жирной кислоты может окисляться кислородом воздуха в реакциях, катализируемых ферментами липоксигеназ растений или животных [6] , с образованием гидропероксида в качестве реакционноспособного промежуточного продукта, как при свободнорадикальном перекисном окислении. 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).
Микробное прогоркание относится к водозависимому процессу, 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 за счет уничтожения или ингибирования микроорганизмов. [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 задержать начало или замедлить развитие прогорклости из-за окисления. Природные антиоксиданты включают аскорбиновую кислоту (витамин С) и токоферолы (витамин Е). Синтетические антиоксиданты включают бутилированный гидроксианизол (ВНА), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ), ТБГХ , пропилгаллат и этоксихин . Природные антиоксиданты, как правило, недолговечны [13] , поэтому синтетические антиоксиданты используются, когда предпочтителен более длительный срок хранения. Эффективность водорастворимых антиоксидантов ограничена в предотвращении прямого окисления жиров, но они ценны для перехвата свободных радикалов , которые проходят через водные части пищевых продуктов. Идеальной является комбинация водорастворимых и жирорастворимых антиоксидантов, обычно в соотношении жира к воде.
Кроме того, прогоркание можно уменьшить, храня жиры и масла в прохладном темном месте с минимальным воздействием кислорода или свободных радикалов, поскольку тепло и свет ускоряют реакцию жиров с кислородом. Антимикробные агенты также могут задерживать или предотвращать прогоркание, подавляя рост бактерий или других микроорганизмов, влияющих на этот процесс. [1]
Технология удаления кислорода может использоваться для удаления кислорода из упаковки пищевых продуктов и, следовательно, предотвращения окислительного прогоркания.
Окислительная стабильность является мерой устойчивости масла или жира к окислению. Поскольку процесс происходит посредством цепной реакции , реакция окисления имеет период, когда она протекает относительно медленно, прежде чем внезапно ускориться. Время, необходимое для этого, называется «временем индукции», и оно повторяется при одинаковых условиях (температура, поток воздуха и т. д.). Существует несколько способов измерения хода реакции окисления. Одним из наиболее популярных методов, используемых в настоящее время, является метод Ранчимат.
Метод Rancimat осуществляется с использованием потока воздуха при температуре от 50 до 220 °C. Летучие продукты окисления (в основном муравьиная кислота [14] ) переносятся потоком воздуха в измерительный сосуд, где абсорбируются (растворяются) в измерительной жидкости ( дистиллированной воде ). Путем непрерывного измерения проводимости этого раствора можно построить кривые окисления. Точка возврата кривой окисления (точка, где начинается быстрый рост проводимости) дает время индукции реакции прогоркания [15] и может рассматриваться как показатель окислительной стабильности образца.
Метод Rancimat, прибор окислительной стабильности (OSI) и оксидограф были разработаны как автоматические версии более сложного АОМ (метода активного кислорода), который основан на измерении перекисного числа [15] для определения времени индукции жиров и масел. . Со временем метод Rancimat получил признание 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 )