Что такое окислительная порча жира

Некоторые стадии и формы порчи жиров, особенно начальные, не сопровождаются выраженными органолептическими изменениями. Такие жиры иногда могут использоваться в питании. Вместе с таким жиром поступают и продукты начальной его порчи, которые небезразличны для организма.

В основе порчи жиров лежат изменения, связанные с окислением жиров, возникающим под влиянием различных физических, химических и биологических факторов (действие кислорода воздуха, температуры, света, ферментов).

В числе теорий, объясняющих порчу жиров в результате окисления, наибольшего внимания заслуживает радикально-цепная теория, согласно которой в первичной стадии окисления жира отмечается образование высокоактивных перекисных радикалов, гидроперекисей и свободных радикалов. Гидроперекиси не имеют ни вкуса, ни запаха, в связи, с чем в первичной стадии окисления не возникает каких-либо органолептических изменений жира.

В дальнейшем жирнокислотные перекиси вследствие своей высокой реакционной активности реагируют с образованием свободных радикалов, которые взаимодействуют с новыми молекулами кислорода и вступают в реакции с другими молекулами жирных кислот и глицеридов. На этих стадиях окисления образуются низкомолекулярные продукты разложения, альдегиды, кетоны, свободные кислоты, которые воспринимаются органолептически как прогоркание жира (неприятный запах и вкус). Под влиянием окисления жира и его порчи отмечается увеличение кислотного числа, перекисных и ацетильных чисел.

Перегревание жиров (200-300° в течение более или менее длительного времени) приводит к возникновению в них изменений, сходных с изменениями при окислении и прогоркании жиров. При перегревании, так же как и при окислении жиров, в них образуются низкомолекулярные жирные кислоты, высокоактивные перекисные радикалы, гидроперекиси, эпоксиды и другие агрессивные вещества.

Существенные изменения возникают во фритюрном жире при приготовлении пирожков и других мучных изделий.

Помимо образования агрессивных перекисей и эпоксидов, снижается биологическая активность перегретых жиров. Так, прогревание подсолнечного масла при температуре 200° в течение 572 ч приводит к потере 10 % первоначального содержания линолевой кислоты.

Прогревание масла при 250° в течение того же срока влечет за собой потерю 40 % линолевой кислоты. При перегревании жиров разрушаются фосфатиды и витамины, в том числе и те, которыми обогащаются современные маргарины, кулинарные жиры, рафинированные растительные масла.

Изменение физико-химических свойств жира при его нагревании

Показатель Исходное масло (средняя величина) Масло через 4 ч жарки при температуре 190° (средняя величина)
Удельный вес 0,9349 0,9444
Показатель преломления 1,47244 1,4733
Кислотное число 0,31 0,9
Перекисное число в % йода 0,17 0,09
Количество продуктов окисления, нерастворимых в петролейном эфире 0,44 1,04
Йодное число по Гюблю 127,3 119,4

Таким образом, перегревание жиров представляет собой еще один неблагоприятный для здоровья фактор, требующий внимания гигиенистов.

Современная кулинария должна обеспечить соблюдение принципа щажения жира в процессе приготовления пищи. Длительного нагревания жира и повторного его использования допускать не следует. Это в наибольшей степени относится к производству жареных пирожков, хрустящего картофеля (чипсов), жареных рыбных палочек.

Липиды растительных и животных тканей, а также выделенные из них в процессе переработки, подвергаются химическим изменениям. Этихизменения обусловлены свойствами входящих в состав жиров триглицеридов и сопутствующих веществ.

Порчей пищевых жиров называют такое изменение их свойств, в результате которого их невозможно использовать для пищевых целей. Порча жиров обусловлена накоплением в них низкомолекулярных

соединений, перекисей, альдегидов, свободных жирных кислот, кетонов и др., что ведет к резкому ухудшению вкусовых свойств продукта. Порча жиров обусловлена гидролитическими или окислительными процессами либо их сочетанием.

Гидролитические процессы. Гидролиз —- это процесс расщепления молекул глицерида на элементы при взаимодействии с водой. Прежде всего гидролиз протекает во влажных жирах, содержащих такие

катализаторы, как липаза, фосфолипаза, сильные органические и неорганические кислоты, а также в результате деятельности микроорганизмов. При гидролизе накапливаются свободные жирные кислоты, о чем свидетельствует рост кислотного числа. С накоплением низкомолекулярных кислот (масляной, валериановой, капроновой) появляются Неприятные специфические вкус и запах.

Гидролиз животных жиров, а также растительных масел, в состав которых не входят низкомолекулярные жирные кислоты, не приводит к образованию продуктов со специфическими, неприятными вкусом и запахом, так как в результате этого процесса появляются высокомолекулярные жирные кислоты, не обладающие этими свойствами. Поэтому органолептические свойства таких жиров не меняются при гидролизе, и обнаружить наличие гидролитической порчи возможно лишь путем определения кислотного числа. Однако если в состав жира (молочный, кокосовое и пальмоядровое масла) входят низкомолекулярные кислоты, то они при гидролизе высвобождаются и придают продуктам неприятные вкус и запах.

Различают гидролиз ферментативный и неферментативный. Ферментативный гидролиз в пищевых жирах возникает в основном при несоблюдении условий хранения, при поражении жиров плесенями и дрожжами, вырабатывающими липазу. Рафинированные и топленые жиры в меньшей степени подвержены этим процессам.

Неферментативный гидролиз происходит под действием растворенной в жире воды. Растворимость воды в жире при комнатной температуре, как правило, не превышает долей процента, что обеспечивает незначительную степень гидролиза жиров. Небольшое каталитическое воздействие на процесс гидролиза оказывают ПАВ, сопутствующие жирам фосфолипиды, моноглицериды и др.

Окисление жиров. Окисление жиров атмосферным кислородом приводит к их порче и способствует окислительной полимеризации — высыханию.

Ультрафиолетовые лучи ускоряют процесс окисления полиненасыщенных жирных кислот. Повышенная температура, особенно в интервале 40—45 «С, резко увеличивает скорость образования и раст пада гидроперекисей:

В растительных тканях встречается биологический катализатор — липоксигеназа, который катализирует окисление полиненасыщенных жирных кислот. Окисление животных жиров ускоряют производные миоглобина — гемовые пигменты мяса, которые проявляют свою активность даже при 0 °С. Ионы тяжелых металлов также обладают сильным каталитическим действием. Они разлагают перекиси с образованием свободных радикалов.

Для предотвращения и замедления окислительных реакций в жиры вводят антиокислители (антиоксиданты). Действие антиокислителей основано на их способности обрывать цепь окисления. Это действие связано с ликвидацией активных радикалов, с образованием новых, не Принимающих участие в процессах окисления.

В качестве антиокислителей для пищевых жиров применяют производные фенола: ионол, БОА — бутилоксианизол, БОТ —бутилокситолуол, эфиры галловой кислоты. Это синтетические, вещества. При их введении в количестве 0,01% стойкость жиров к окислению увеличивается в 10 раз.

Из природных антиокислителей имеют значение токоферолы, сезамол кунжутного масла, госсипол хлопкового масла, фосфолипиды.

Вещества, усиливающие активность или продолжительность действия антиокислителей, называют синергистами. Действие синергистов обусловлено способностью .дезактивировать ионы металлов переменной валентности: меди, кобальта, марганца, железа. Наиболее активными синергистами являются соединения, образующие с ионами металлов стабильные, не участвующие в окислительных процессах комплексные соединения — комплексоны. К ним относят некоторые окси- и аминокислоты, а также производные фосфорной и фосфоновой кислот. Наибольшее применение в качестве комплексонов получили лимонная, аскорбиновая, щавелевая, винная и некоторые другие кислоты. Их широко применяют в производстве маргарина и майонеза.

В ненасыщенных жирах преобладают альдегиды, а в жирах с небольшим количеством ненасыщенных кислот — кетоны. Окисление альдегидов и кетонов ведет к появлению у жиров неприятного резкого запаха.

Прогорклые растительные масла типа оливкового, в составе которых преобладает олеиновая кислота, имеют выраженный олеиново-кислый или альдегидный запах, который обусловливают в основном муравьиный, гептиловый, нониловый, уксусный альдегиды. Прогорклые масла типа макового с преобладанием полиненасыщенных кислот имеют запах олифы.

Осаливание жиров. Происходит при резком повышении температуры плавления и твердости жира. Этот процесс связан с окислением ненасыщенных жирных кислот и накоплением главным образом окси-, полиокси-, эпоксисоединений. При этом растительные масла и маргарин приобретают специфический вкус сала. Процесс осали-вания ускоряется с повышением температуры и под воздействием солнечного света. Осаленные жиры имеют запах стеариновой свечи. Порча жира- сопровождается не только изменением глицеридов, но и сопутствующих веществ. Например, обесцвечивание растительных масел при осаливании связано с окислением каротиноидов.

Темный цвет масел, полученных из семян, пораженных плесенью, обусловлен окислением микотоксинов. Темная окраска хлопкового масла обусловлена наличием в нем продуктов окисления госсипола. Порча жира сопровождается реакциями деструкции и полимеризации. Деструкция фосфодитилхолина с образованием триметиламина вызывает у осаленных жиров селедочный запах.

Многие продукты окисления жиров являются токсичными для организма. Установлено, что токсичность окисленных жиров обусловлена высокой химической активностью продуктов их окисления, И в первую очередь свободными радикалами, перекисями, карбонильными соединениями. Гидроперекиси легко усваиваются организмом. В опытах на животных было установлено, что вскоре после всасывания гидроперекиси обнаруживаются в печени и в жировой ткани. Наиболее токсичной является гидроперекись линолевой кислоты. Воздействие на организм продуктов окисления губительно: они задерживают развитие растущего организма, могут способствовать образованию злокачественных опухолей.

Образование штаффа. На поверхности сливочного масла или маргарина образуется полупрозрачный темноватый слой — штафф, имеющий своеобразный запах и неприятный горьковатый вкус, в результате одновременного протекания окислительных, гидролитических, микробиологических и физических процессов.

Окисление липидов, обусловливающее образование штаффа, проявляется в соотношении жирных кислот: снижается содержание низкомолекулярных и ненасыщенных, одновременно увеличивается содержание стеариновой и пальмитиновой кислот, накапливаются перекисные соединения. Кроме того, накапливаются карбонильные соединения, которые обусловливают неприятные вкус и запах штаффа. В результате гидролиза и окисления снижается количество триглицеридов, увеличивается содержание моно-, диглицеридов и свободных жирных кислот.

Микробиологические процессы проявляются как ряд превращений ферментативного характера в результате жизнедеятельности протеолитических и психротрофных бактерий.

Одновременно с изменением липидов происходит распад белковых веществ. В результате повышается дисперсность белка, усиливается поглощение цвета, сопровождаемое потемнением штаффного слоя.

Для предупреждения развития Штаффа сливочного масла и маргарина используют газо-, влаго-, паронепроницаемые упаковочные полимерные и комбинированные материалы.

Высыхание жиров. Это способность жидких, в основном растительных, масел полимеризоваться в присутствии кислорода воздуха. При высыхании на поверхности масла образуются упругие прочные пленки, с течением времени утолщающиеся. Вещества, образующие такие пленки, называются оксинами. Они представляют собой продукты окислительной полимеризации жирных кислот молекулы триглицерида.

Всё о здоровом питании и пищевых продуктах

Окислительная порча жиров

При окислении жиров теряется естественная окраска; специфический вкус и запах продукта; появляется посторонний, иногда неприятный привкус, аромат; теряется биологическая ценность.

Первичные продукты окисления — перекиси — органолептически не обнаруживаются, однако, по их содержанию можно судить о глубине порчи жира, пригодности его для длительного хранения и употребления в пищу.

Вторичные продукты окисления ухудшают органолептические показатели жира. При этом различают два основных вида порчи жира — прогоркание и осаливание.

Прогоркание происходит в результате накопления в жирах низкомолекулярных продуктов: альдегидов, кетонов, низкомолекулярных жирных кислот. В этом случае жир приобретает прогорклый вкус и резкий, неприятный запах. Прогоркание жиров может происходить вследствие химических и биохимических процессов.

При химическом прогоркании, протекающем в жире под действием кислорода воздуха, накапливаются свободные жирные кислоты, иногда низкомолекулярные, не свойственные данному жиру, увеличивается перекисное число, образуются летучие карбонильные соединения — альдегиды и кетоны. Именно эти соединения придают запах прогорклости жиру.

При биохимическом прогоркании, протекающем с участием ферментов плесеней, образуются кетокислоты и метилалкилкетоны в результате β-окисления свободных жирных кислот, образующихся при гидролизе под действием липаз. При этом из кислот образуются кетоны, содержащие на один атом углерода меньше, чем в исходной кислоте: из капроновой — метилпропилкетон, каприновой — метилгептилкетон, лауриновой — метилонилкетон и т.д.

Осаливание жиров сопровождается исчезновением окраски, уплотнением жира и появлением салистой консистенции в результате окислительных изменений жира. При осаливании образуется значительное количество оксисоединений в результате распада на свету первичных органических перекисей и появления свободных радикалов ● ОН и НО2 ● при фотохимическом воздействии на жир.

Возникающие радикалы, взаимодействуя с молекулами жирных кислот, образуют оксикислоты. Количество их определяют по ацетильному числу, которое возрастает с увеличением количества оксигрупп.

Образовавшиеся оксикислоты вовлекаются в процесс полимеризации, в результате чего образуются высокомолекулярные соединения и жир приобретает характерную салистую, мазеобразную консистенцию. Осалившийся жир характеризуется также специфическим неприятным запахом и вкусом.

Изменение окраски жиров связано с разрушением каротиноидов, которое наступает до начала окислительных изменений. При этом жир обесцвечивается, иногда принимает зеленоватую окраску, изменяется его спектр поглощения. Эти изменения каротиноидов позволяют обнаружить окислительные изменения жиров на ранних стадиях. При этом происходит распад токоферолов.

Наиболее интенсивно окислительная порча происходит при продолжительном нагреве жиров при высоких температурах 180‑300 0 С. Такой нагрев сопровождается снижением содержания ненасыщенных жирных кислот и накоплением перекисей, карбонильных соединений, летучих кислот и продуктов сополимеризации.

При температуре свыше 200 0 С может произойти термическое разложение жира с выделением дыма (пиролиз). Температура, при которой начинается выделение дыма, называется температурой или точкой дымообразования или пиролиза. На эту температуру оказывают влияние вид жира, содержание свободных жирных кислот, материал и размер посуды, наличие металлов и другие факторы. Например, увеличение в свином жире содержания свободных жирных кислот с 0,02 до 0,81% уменьшает температуру пиролиза с 221 до 150 0 С. Железо и медь катализируют пиролиз жира.

Продукты пиролиза ухудшают цвет жира при жарке пищевых продуктов. Потемнение жира происходит за счет загрязнения его веществами пирогенетического распада, образующихся при обугливании мелких частиц, реакций меланоидинообразования и карамелизации, а также накопления темноокрашенных продуктов окисления самого жира.

Изменение запаха жира при длительной жарке продуктов вызвано образованием акролеина. Образующиеся при жарке карбонильные соединения, содержащие 3, 5, 7 атомов углерода, ухудшают запах и вкус жира, а содержащие 4, 6, 10, 12 атомов углерода придают жиру приятный запах жареного.

Изменение биологической ценности жира. В результате окисления изменяются не только органолептические свойства жира, но и снижается его пищевая, в том числе биологическая ценность. Это связано с окислением жизненно необходимых ненасыщенных жирных кислот, а также с разрушением каротиноидов, токоферолов, фосфатов и других биологически активных веществ. Кроме того, первичные продукты окисления, перекиси оказывают токсическое действие на организм. В то же время перекиси в процессе разнообразных реакций образуют вещества, содержащие карбонилы, а также полимерные соединения, ухудшающие усвояемость жира, снижающие биологическую ценность, а иногда обладающие канцерогенными свойствами. Накопление таких продуктов специфического состава и строения происходит наиболее интенсивно при продолжительном нагревании жира при высоких температурах (выше 180 0 С).

Для предотвращения окислительных процессов в жирах необходимо уменьшить или исключить контакт жира прежде всего с кислородом воздуха. Без доступа кислорода даже длительное нагревание при 180‑190 0 С не вызывает заметных окислительных изменений жира. Увеличению контакта с воздухом способствует нагревание жира тонким слоем, жарка продуктов пористой структуры, сильное вспенивание и перемешивание жира.

Сравнительно недавно для стабилизации фритюрных жиров стали применять кремнийорганические жидкости (полиметилсилоксаны). Эти соединения, образуя на поверхности жира тонкую пленку и подавляя его вспенивание, затрудняют взаимодействие жира с кислородом.

Жир целесообразно хранить в герметичной таре, в вакуумной упаковке или в атмосфере инертного газа при отрицательных температурах. В жирах не должно быть легкоокисляющихся металлов (меди, железа, марганца), их солей или органических производных соединений свинца, олова и других металлов.

Для замедления окислительных процессов в жирах применяют антиоксиданты.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Adblock
detector