Окислення жирів (безпосередньо киснем повітря та при нагріванні)

Жири та олії, що містять залишки ненасичених жирних кислот при контакті з повітрям розчиняють його компоненти, в тому числі кисень, та окислюються.

Жири → пероксиди → оксиди (відбувається перетворення в стабільні продукти окислення: оксикислоти, карбонові кислоти).

Першими продуктами окислення є різні за будовою гідропероксиди (первинні продукти окислення). Переважно окислюється група СН₂ ‑, сусідня поряд з подвійним зв’язком (α-положення), а з найбільшою швидкістю – розміщена між двома подвійними зв’язками. Утворені гідропероксиди нестійкі. В результаті складних перетворень гідропероксидів утворюються вторинні продукти окислення: окис- і эпоксисполуки, спирти, альдегіди, кетони, кислоти з меншою довжиною вуглецевого ланцюга, ніж у вихідному жирі, а також їх різноманітні похідні з вуглецевим ланцюгом різної довжини. Утворення вторинних продуктів окислення може супроводжуватися розривом вуглецевого ланцюга (спирти, альдегіди). Утворені продукти окислення здатні до реакцій полімеризації та поліконденсації. Наявність цих речовин обумовлює появу неприємного присмаку, характерного для прогірклого жиру, а леткі сполуки обумовлюють одночасно погіршення запаху.

Фактори, які випливають на процес окислення ліпідів:

• Ацилгліцеридний склад: із збільшенням ступеня ненасиченості жирних кислот, що входять до складу ацилгліцеридів, зростає швидкість їх окислення. Ацилгліцериди насичених кислот киснем повітря за звичайних умов практично не окислюються.

• Наявність антиокисидантів (інгібіторів).

Антиоксиданти ‑ речовини, додавання яких приводить до обриву ланцюгів окислення. При цьому активні радикали, які ініціюють процес окислення, утворюють стабільні радикали, які не беруть участі в цьому процесі. Найбільш важливі сполуки фенольної природи: іонол, БОТ, БОА, пропілгалати, з природних антиоксидантів – токофероли, сезамол (кунжутне масло), госипол (хлопкове масло). При введенні антиоксидантів у кількості 0,01% стійкість жирів до окислення збільшується в 10-15 разів.

Активність і тривалість дії антиоксидантів збільшується у присутності синергістів. Дія синергістів обумовлена здатністю дезактивувати іони металів змінної валентності (Pb, Cu, Co, Mn, Fe), які виконують роль каталізаторів окислення. Активними синергістами є комплексони (оксикислоти, амінокислоти, похідні фосфорної кислоти). Як комплексони використовують лимонну та аскорбінову кислоти. Синергістами є фосфоліпіди.

• Зниження вмісту кисню в навколишньому середовищі. На цьому базується спосіб зберігання олій і жирів в середовищі із зниженим вмістом кисню (середовище з підвищеним вмістом азоту).

П рискорюють процеси окислення:

• освітлення;

• волога;

• підвищення температури;

• дія мікроорганізмів (ферментів); Окислення ліпідів може відбуватися також під дією ферментів – ліпоксигеназ.

• наявність важких металів (Fe, Co, Pb);

• тривале нагрівання;

• площа поверхні зіткнення жиру з повітрям.

При окисленні змінюються фізико-хімічні показники жирів. Окислення зменшує харчову цінність жирів і може призвести до їх повної непридатності для харчування.

Дегідратація жирів

(відщеплення води від продуктів гідролізу жирів (гліцерин)при смаженні)

Гліцерин ↓ → альдегід-акролеїн (обумовлений неприємний запах і виділення сліз від чаду) + вищі жирні кислоти → оксидні, пероксидні форми різних низькомолекулярних сполук (масляної кислоти, альдегідів, кетонів), які надають жирам неприємний смак

Полімеризація жирів

При тривалому нагріванні жири, які містять гліцериди із залишками ненасичених кислот, з’єднуються з розривом подвійних зв’язків і утворенням більш крупних молекул (полімеризуються).

Результатом полімеризації жирів є:

• зменшення ступеня ненасиченості жиру;

• зниження біологічної цінності;

• збільшення в’язкості, густини, кислотного числа жиру.

І стадія – прокисання

Пов’язане з гідролізом жиру.

Кінцеві продукти: вільні жирні кислоти, які надають жиру кислий смак.

Види псування жирів

ІІ стадія – прогіркання жирів і жировмісних продуктів – результат складних хімічних і біохімічних процесів, які відбуваються в ліпідному комплексі. Розрізняють окислювальне та гідролітичне прогіркання.

Викликане окисленням ненасичених жирних кислот, що знаходяться у вільному стані і тих, що утворилися в результаті прокисання.

Кінцеві продукти: низькомолекулярні сполуки: кислоти, альдегіди, кетони, що надають жирам гіркий смак.

Залежно від факторів, що прискорюють прогіркання жирів, розрізняють:

• Автокаталітичне (неферментативне);

• Ферментативне (біохімічне)починається з гідролізу жиру ферментом ліпазою. Утворена в результаті гідролізу лінолева кислота окислюється за участю ферменту ліпоксигенази. Гідроліз утвореного 1,2-дилінолеілглицерину та окислення гідропероксиду можуть продовжуватися далі. Утворені вторинні продукти окислення (альдегіди, кетони та інші сполуки) є причиною погіршення якості харчової сировини та багатьох ліпідовмісних продуктів.

ІІІ стадія – осалювання (найбільш глибокий процес псування жирів), пов’язаний з окисленням ненасичених кислот до оксикислот.

Псування жиру супроводжується реакціями деструкції та полімеризації. Деструкція фосфатидилхоліну з утворенням леткого триметиламіну обумовлює специфічний запах осалених жирів.

Консистенція жиру не змінюється, збільшується температура плавлення, з’являється присмак сала.

Харчове псування жиру супроводжується зміною супутніх речовин. Знебарвлення рослинних олій при осалюванні пов’язано з окислення каратиноїдів. Темний колір олій, одержаних з ураженого пліснявою насіння, обумовлений окисленням мікотоксинів. Дуже темний (від коричневого до чорного) колір хлопкової олії обумовлений продуктами окислення госиполу.

Осалений жир не використовується для харчових цілей.