您当前位置: 行业信息   >  知识采撷

    油脂的氧化与防止

    发布时间: 2014-12-22      浏览:109
    

        油脂或油脂含量较多的食品,在贮藏期间因空气中的氧气、日光、微生物、酶等作用下,会发生氧化反应而产生酸臭的气味,使口味变苦,这种现象称为油脂的氧化酸败,俗称“哈喇”。油脂氧化酸败对食品质量的影响很大,不仅使风味变坏,而且也降低了油脂的营养价值。其中的必需脂肪酸被大量破坏,存在于油脂中的脂溶性维生素也受到严重损失。而且,长期食用酸败的油脂,有害于人体的健康,轻者会造成呕吐、腹泻,重者能引起肝脏肿大,还容易导致核黄素(维生素B2)缺乏症,从而引发各种炎症。食用氧化酸败的油脂,还会使人体呼吸系统的某些酶(如细胞色素氧化酶、琥珀酸脱氢酶等),受到破坏。

    因此,防止油脂的氧化酸败是极为必要的。

     

    油脂氧化酸败的类型

     

    1酮型酸败(β-型氧化酸败)

       油脂水解所产生的游离饱和脂肪酸,在酶的作用下氧化,最后生成有怪味的酮酸和甲基酮,称为酮型酸败。由于氧化作用发生在β-位碳原子上,因而也称为β-型氧化酸败。

       没有经过精炼的油脂,以及油脂、水分和蛋白质含量都较高的食品,易受微生物污染。在微生物分泌的酶的作用下,油脂会发生水解和酮型氧化酸败现象。防止酮型氧化酸败的方法是提高油脂纯度、降低杂质和水分含量、包装容器干燥清洁、避免微生物污染,以及在低温条件下存放。

    2自动氧化型酸败(油脂自动氧化)

    油脂暴露在空气中会自发地进行氧化作用,发生酸臭和口味变苦的现象,被称为油脂自动氧化。其原因是脂肪中不饱和烃链被空气中的氧所氧化,生成过氧化物。过氧化物进一步分解,生成低级的醛、酮和羧酸。这些反应产物会使油脂产生酸臭和苦味。饱和脂肪酸也能发生自动氧化,但其速度较慢。油脂的自动氧化,是油脂以及高油脂食品最主要的变质现象。油脂的自动氧化很容易发生,因为这是一个活化能很低的化学反应。

     

    影响油脂自动氧化速度的因素

     

    1油脂的脂肪酸组成

    脂肪酸的双键数目、位置和几何形状都会影响氧化速度。花生四烯酸、亚麻酸、亚油酸和油酸氧化的相对速度约为4020101。顺式酸比对应的反式异构体更容易氧化;共轭双键比非共轭双键的活性更大。室温下饱和脂肪酸自动氧化非常缓慢,当油脂中不饱和脂肪酸已氧化酸败时,饱和脂肪酸实际上仍无变化。但在高温下,饱和脂肪酸会发生明显的氧化。

    2游离脂肪酸含量

    游离脂肪酸的氧化速度略大于甘油酯中结合的脂肪酸。油脂中存在的少量游离脂肪酸对于氧化稳定性没有显著的影响。但是,当商品油脂中存在较大量的游离脂肪酸时,会促使炼油设备或容器中具有催化作用的微量金属进入油脂中,因而加快油脂氧化的速度。

    3温度

    油脂自动氧化的速度随温度上升而增高。由于高温既能促进游离基的产生,也能促进游离基的消失,因此可以预料,在高温和高氧化水平的条件下,速率与温度之间的关系会有一个最高点。温度不仅影响自动氧化的速度,而且也影响反应的机制。在较低温度下,氧化大多发生在与双键相邻的亚甲基上,生成氢过氧化物。但当温度超过50时,氧化发生在不饱和脂肪酸的双键上,生成的氧化初级产物往往是环状过氧化物。

    4光和射线

    油脂中的不饱和双键特别是共轭双键能强烈吸收紫外光。紫外光是引发链式反应的因素,但其更重要的作用是加速过氧化物的分解。因此,油脂及含有油脂的食品宜用有色或遮光容器包装。

    以高能射线(β射线、γ射线)辐射食品,能显著提高油脂氧化酸败的敏感性。但在照射期间酸败并没有发展,而在此后的贮藏期间,酸败却日趋严重。由此证明,高能射线的效应主要是提高了游离基生成的速度。

    5

    在氧分压很低时,油脂自动氧化的速度随氧分压的增加而增大;当氧分压增加到一定值后,自动氧化速度便保持不变。含油脂食品的比表面与氧化速度之间的关系,比氧分压更重要。比表面很大的食品,如脱水食品,氧化速度很快,并且几乎与氧分压无关。为了防止含油脂食品的变质,最常用的方法是排除氧气,采用真空或充氮包装和使用透气性低的包装材料,但此法对于分散性很大的汤粉等含油脂食品效用很有限。在水包油乳浊液中,氧化速度决定于氧向油相中扩散的速度。

    6水分

    水分活度对油脂氧化作用的影响比较复杂。水分活度很高或很低时,酸败的发展都很快;当水分活度控制在0.3-0.4之间时,食品中油脂氧化酸败的速度最小。冷冻的含油脂食品(鱼、肉等),由于冷冻时水分以冰晶形式析出,使脂质失去了水膜的保护,所以食品中的油脂仍然会发生酸败。

    7催化剂

    重金属离子是油脂氧化酸败的重要催化剂,能缩短诱导期和提高反应速度。特别是那些具有合适的氧化还原电位的2价或多价的过渡金属,如钴、铜、铁、锰和镍的离子作用******,其含量即使在1mg/L 以下,也具有催化作用。

     

    食用油脂抗氧化剂

     

    能阻止或延缓氧化作用的物质,称为抗氧化剂。食用油脂抗氧化剂必须满足下列要求:

    1)低浓度时即有效。

    2)抗氧化剂及其氧化物,以及它们与食品成分相互作用的产物都应无毒。

    3)不会使食品发生异常气味。

    4)对油脂及含油脂食品同样有效。

    5)在食品中的存在,须便于测定。

    6)价格低廉。

     

    食用油脂的抗氧化剂分天然及合成两大类。除少数例外,基本上都是酚类衍生物。

     

    天然抗氧化剂

    1)生育酚,生育酚即维生素E。天然维生素广泛存在于高等动植物体中,在工

    业上由小麦胚芽油、米糠油、大豆油、棉籽油等为原料制得。已知的天然维生素E,有α-β-γ-δ- 7种同分异构体。作为抗氧化剂使用的生育酚是混合浓缩物。生育酚混合物呈黄至褐色,是几乎无臭的透明粘稠液体,其相对密度为0.932-0.955溶于乙醇,不溶于水,可与油脂任意混合。因所用原料油与加工方法不同,成品的总浓度和同分异构体的组成不一样。品质较纯的生育酚浓缩物含生育酚的总量可达80%以上。生育酚对动物油脂的抗氧化效果比对植物油的效果大,但是动物油脂中天然存在的生育酚含量比植物油脂中少。生育酚热稳定性高,在较高温度下仍有良好的抗氧化力。例如在猪油中以220加热3h,仅损失50%。因此,在100以上温度,尤其是在炸油中,生育酚是较有效的抗氧化剂。此外,生育酚的耐光及耐辐射性能也优于其他抗氧化剂,并且本身又是一种维生素,是符合无毒无害要求的一类食用添加剂。唯一缺点是价格较贵。

    2)愈疮树脂愈疮树脂是使用最早的天然抗氧化剂之一,使用量极低。在油脂中

    含量为0.005%时,即可有效地防止脂肪氧化。本品是原产于拉丁美洲的愈疮木树的

    树脂,其中的主要成分是α-愈疮木酸、β-愈疮木酸和愈疮木脂酸。愈疮木脂酸的脱

    甲基产物称为去甲二氢愈疮木脂酸,是效力很强的抗氧化剂。

     

    合成抗氧化剂

       由于来源及价格的原因,目前实际大量使用的食用油脂抗氧化剂主要是人工合成

    品。常用的合成抗氧化剂包括:丁基羟基茴香醚简称为BHA丁基羟基甲苯简称为BHT、特丁基对苯二酚和没食子酸丙酯(PG)。

       几种抗氧化剂混合使用时,常常比单一使用更为有效,这种现象称为协同作用。有一些物质,其本身虽然没有抗氧化作用,但与抗氧化剂混合使用时,却能增强抗氧化的效果。这些物质称为抗氧化剂的增效剂。现已被广泛使用的增效剂有柠檬酸、磷酸、酒石酸、抗坏血酸等。一般认为,这些物质能螯合油脂中存在的微量金属离子,使它们不再具有催化作用。

       抗氧化剂只能阻碍氧化作用,而延缓食品开始败坏的时刻,但不能改变已经变坏的

    后果。因此,在使用抗氧化剂时,应注意在油脂开始氧化以前添加,才能发挥其抗氧化

    作用。若添加抗氧化剂过迟,即使加入量很大,也不会起抗氧化作用,而且还可能发生

    相反的作用。