Окислительные превращения липидов

Жиры и масла, особенно содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха. Первыми продуктами окисления являются разнообразные по своему строению гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления.

Преимущественно окисляется группаСН2, соседняя с двойной связью (б-положение), а с наибольшей скоростью — расположенная между двумя двойными связями. Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы; в результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: оксии эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные с углеродной цепочкой разной длины [11].

Именно вторичные окисления, особенно карбонилсодержащие вещества, вызывают появление неприятного привкуса (прогоркания), а входящие в их состав летучие соединения обуславливают в то же время и ухудшение запаха [12]. Образующиеся продукты могут менять физическое свойство жира, приводить к вспениванию фритюрных масел, способствовать распаду витаминов, оказывать токсическое воздействие на организм человека и вызывать нежелательные процессы в пищеварительном тракте. Этот процесс получил название автокаталитического прогоркания или процесса автоокисления жиров. В основе этого вида прогоркания лежат цепные радикальные процессы, в которых учувствуют кислород воздуха и ненасыщенные жирные кислоты или их остатки, содержащиеся в молекулах ацилглицеридов. Окислительное автокаталитическое прогоркание жиров является основным процессом снижающим их качество при хранении, и ему подвержены все пищевые жиры.

На автоокисление влияет состав окисляющего жира, наличие кислорода, воздействие энергии веществ, ускоряющих процесс окисления (катализаторы) и его замедляющих (ингибиторы).

Установлено, что чем выше непредельность остатков жирных кислот (т.е. чем больше насыщенных двойных связей они содержат), входящих в состав жира, тем больше скорость его окисления [11]. Следовательно, природа жирных кислот, которые входят в состав жира, является важнейшим фактором, определяющим его склонность к окислению.

Скорость автоокисления жиров возрастает при увеличении содержания кислорода в окружающей среде (точнее его парциального давления). На этом основан способ хранения масел и жиров в среде с пониженным содержанием кислорода (например, в среде с повышенным содержанием азота). Окисление жиров ускоряется с повышением температуры хранения и под воздействием световой энергии. Ионы металлов переменной валентности (Cu, Fe, Mn, Ni) могут оказывать как каталитическое, так и ингибирующее действие на процесс автоокисления жиров [1]. Существуют некоторые вещества, добавление которых к жирам замедляют реакции окисления. Такие вещества называют антиокислителями (антиоксидантами). В сырых (неочищенных) маслах имеются природные антиоксиданты, в рафинированных (очищенных жирах) их почти нет. Поэтому рафинированные жиры надо особенно тщательно защищать от действия воздуха [13].

Ферментативное окислительное прогоркание характерно для липидного комплекса хранящихся масличных семян, зерна, продуктов их переработки (мука, крупа), а также для пищевых продуктов, на которых развивается нежелательная микрофлора [11]. Оно протекает при участии ферментов липазы и липоксигеназы.

Липаза осуществляет гидролиз триацилглицеридов; липоксигеназа катализирует образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот (главным образом линолевой и леноленовой).

Ферментативное прогоркание начинается с гидролиза жира липазой с образование 2,3-диацилглицирида:

Образовавшаяся в результате этого линолевая кислота окисляется при участии липоксигеназы:

Гидролиз 2,3-диацилглицерида и окисление гидропероксида может продолжаться и дальше. Образующиеся вторичные продукты окисления (альдегиды, кетоны и другие соединения) являются, как уже говорилось, причиной ухудшения качества пищевого сырья многих готовых продуктов [11].

В зависимости от характера пищевого сырья, жиросодержащих пищевых продуктов, вида жиров, масел и условий, при которых они находятся, прогоркание будет происходить по одному из рассмотренных типов, а иногда (например, при хранении круп) может протекать неферментативное и ферментативное прогоркание, взаимно дополняя друг друга.

Окисление липидов не только приводит к ухудшению качества пищевых продуктов и снижению их пищевой ценности, но и к большим их потерям. Поэтому необходимо применять меры по предотвращению или замедлению прогоркания жиров и жиросодержащих продуктов пищевого назначения [1].