Окисление липидов является одним из основных процессов, ограничивающих сроки хранения многих пищевых продуктов. Липиды присутствуют почти во всех видах пищевого сырья, чаще всего в виде триглицеридов (известных также как триацилглицерины), накапливающихся в жировых клетках животных и растений, и фосфолипидов, которые входят в состав биологических мембран. При производстве разнообразных пищевых продуктов жиры могут добавляться в качестве рецептурных ингредиентов. Жиры являются одним из основных компонентов многих продуктов, в том числе майонеза, маргарина и различных масел для жарки. Эти жиры почти полностью состоят из триглицеридов, и именно эти компоненты становятся основными потенциальными источниками возникновения «окислительных» посторонних привкусов в таких продуктах. Причиной окислительной порчи могут быть и фосфолипиды, присутствующие во всех биологических мембранах животных и растительных тканей, используемых в качестве пищи. В этой главе мы рассмотрим влияние факторов внешней среды и состава продукта на чувствительность липидов к окислению, а также существующие методы оценки степени липидного окисления и прогнозирования сроков хранения тех пищевых продуктов, которые ему подвержены.

7.1.1. Механизм самоокисления

Процесс окисления липидов и связанное с этим ухудшение качества пищевых продуктов обычно имеет некоторый индукционный период, характеризующийся постоянной низкой скоростью окисления, за которым следует стадия быстрого окисления. Продолжительность этого индукционного периода существенно сокращается низкими концентрациями металлов переменной валентности (прооксидантами). Этот период значительно увеличивается при использовании малых концентраций антиоксидантов, например, α-токоферола. Скорость процесса окисления, приводящего к общему ухудшению качества, заметно возрастает с увеличением температуры. Это и многие другие факты свидетельствуют о том, что этот процесс включает последовательность свободно-радикальных цепных реакций.

Самоокисление, протекающее по свободно-радикальному механизму, имеет два основных периода.

Первый период (инициация) заключается в образовании липидных радикалов. Отрыв атома водорода активными частицами (например, гидроксильными радикалами) может привести к инициации (запуску процесса) окисления липидов. В маслах всегда присутствуют следовые количества гидропероксидов, которые образуются под воздействием липоксигеназ в растениях во время извлечения масла из шрота. Вторичная инициация, вызываемая гомолитическим расщеплением гидропероксидов – достаточно низкоэнергетическая реакция, являющаяся одной из основных реакций инициации окисления в пищевых маслах. Как правило, эта реакция катализируется ионами металлов. После инициации, во втором периоде, происходят реакции продолжения окисления, в ходе которых одни липидные радикалы преобразуется в другие. Эти реакции обычно включают отрыв атома водорода от молекулы липида или присоединение атома кислорода к алкильному радикалу. Энтальпия этих реакции сравнительно ниже энтальпии реакций инициации, поэтому продолжение цепи окисления протекает быстрее реакций инициации. При нормальном давлении скорость реакции алкильных радикалов с кислородом велика, и поэтому пероксильные радикалы присутствуют в концентрациях значительно более высоких, чем алкильные.

Алкоксильные радикалы, образующиеся при разложении гидропероксидов, могут распадаться с образованием летучих соединений (спиртов или альдегидов), которые уже не связаны с глицериновым каркасом и присутствуют в виде глицеридов жирных кислот. Низкомолекулярные альдегиды обусловливают формирование запаха окисленных масел, а гексаналь характеризует образование вторичных продуктов процесса окисления липидов. Как правило, гексаналь в результате разложения 13-гидропероксида линолевой кислоты образуется в относительно больших количествах, но он характеризуется достаточно высоким порогом вкусового восприятия, и поэтому в отличие от других летучих карбоксильных не оказывает заметного влияния на формирование посторонних привкусов, ощущаемых при органолептической оценке окисленных масел. Пороги вкусового восприятия для некоторых альдегидов, образующихся при самоокислении линолевой кислоты, приведены в табл. 7.1.

Таблица7.1. Пороговые значения вкусового восприятия возможных продуктов окисления линолевой кислоты в парафиновом масле. По [4]