Процесы протекающие в жирах.

Гидролиз и окисление жиров

Жиры относятся к группе нестойких соединений, подвергающихся главным образом реакциям гидролиза и окисления. Гидролитическое расщепление жиров протекает в процессе изготовления и хранения жиров. Жиры при гидролизе образуют глицерин и жирные кислоты, ухудшающие вкус и запах продукта (масляная кислота и др.). Гидролиз жира может быть неферментативным и ферментативным. Неферментативный гидролиз протекает в жировой фазе и зависит от количества растворенной в жире воДы. При низких отрицательных температурах гидролитическое расщепление жиров не происходит. Реакция гидролиза жиров ускоряется с повышением температуры, а также в присутствии щелочей или кислот. Она идет глубоко при нагревании жиров выше 200 °С в присутствии воды.

Гидролиз жиров используют в жироперерабатывающей промышленности при получении мыла, глицерина и др. ферментативный гидролиз жиров происходит под деньствием липаз, которые могли находиться в сырье и перейти в готовый продукт, а также в случае, если в процессе хранения жира в него проникла микрофлора. В животных жирах (говяжьем, бараньем, свином) гидролиз протекает при вытопке в открытых котлах. В начале вытопки идет ферментативный гидролиз жиров, а после нагрева свыше 60 °С ферменты инактивируются, и протекает неферментативный гидролиз. Во время хранения жиров при низких (минусовых) температурах гидролиз их не происходит. В копченых колбасах, беконе, соленом шпике глубокий гидролиз жиров наблюдается при изготовлении и особенно при хранении. Количество свободных жирных кислот за первые два месяца хранения в них возрастает в 10—14 раз. Под действием ферментов плесеней гидролиз жира идет на поверхности соприкосновения жира и воды, и степень расщепления при этом пропорциональна поверхности контакта. Поступающие с пищей в организм человека жиры также подвергаются ферментативному гидролизу под воздействием липаз поджелудочного и кишечного соков. Окисление жиров - наиболее распространенный вид порчи во время хранения. Различают самоокисление, или неферментативное, и ферментативное, или кетонное, окисление жиров.

Самоокисление— наиболее распространенный вид порчи жиров или жиросодержащих продуктов. Протекает процесс с большими скоростями при обычных температурах хранения. Это связано со способностью жиров, и особенно их высших непредельных кислот, к радикальным реакциям. Образующиеся свободные радикалы легко вступают в реакцию с молекулами свободных жирных кислот и глицеридов. При этом образуются новые свободные радикалы, которые продолжают цепную реакцию. В результате таких превращений в системе образуются вторичные продукты окисления — альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты, гидроксикислоты, эпоксисоединения. Скорость окисления жиров зависит от их химической природы и количественного соотношения жирных кислот, присутствия катализаторов (железа, меди), природных антиокислителей (фосфатиды, токоферолы и др.), температуры жира и светового излучения. С увеличением двойных связей в молекуле жира повышается скорость окисления. Свободные жирные кислоты окисляются быстрее по сравнению их с глицеридами. Насыщенные жирные кислоты устойчивы к окислению. Свет, особенно ультрафиолетовый, а также ионизирующее излучение ускоряют процесс окисления жиров. Особенно высока каталитическая активность металлов переменной валентности, связанных с белками пигментов мяса, крови и др. Поваренная соль, содержащая примеси железа, и нитриты способствуют окислению жира колбасных изделий. Окисление растительных масел особенно активизируется в процессе обжаривания. В летучих продуктах окисления, образующихся в нагреваемом масле, найдено более 100 соединений (кислоты, кето- и гидроксикислоты, спирты, альдегиды, кетоны ряда бензола и т.д.). Цепную реакцию окисления можно затормозить с помощью антиокислителей (бутилокситолуола, ионола) и природных антиокислителей (фосфатидов, токоферолов) — ингибиторов радикалов. Антиокислительным действием обладают аскорбиновая и лимонная кислоты. Окислительное ферментативное прогоркание, обычно называемое к е т о н н ы м, наблюдается при поражении плесенями жиров, содержащих много воды, а также жиров, в состав глицеридов которых входят средне- и низкомолекулярные предельные жирные кислоты (сливочное масло, маргарин). Под действием ферментов плесеней происходит сначала гидролиз жира, а затем свободные карбоновые кислоты подвергаются окислению и декарбоксилированию. В резульате накапливаются алкилметилкетоны, обладающие неприятным запахом. На ранних стадиях порчи жиров снижается их пищевая ценность в результате окисления важных полиненасыщенных кислот (арахидоновой и др.), уменьшается содержание сопутствующих жирам витамшюв А, Е, В. Последующие стадии окисления приводят к порче жиров: изменению вкуса, запаха, цвета, консистенции. В жире накапливаются вредные для организма вещества, способствующие развитию атеросклероза взрослых и задерживающие рост молодых организмов.

Липоиды

Липоиды, или жироподобные вещества, в том или ином количестве сопутствуют жирам и значительно влияют на их пищевые свойства. По химической природе они разнообразны. Фосфатиды — это эфиры, образованные глицерином, жирными кислотами,фосфорной кислотой и азотистым основанием (холин, коламин). Основная масса фосфатидов участвует, как уже было сказано, в формировании оболочек и внутриклеточных мембран. Они встречаются в тканях в свободном состоянии, а также могут образовывать комплексы с белками. Из фосфатидов хорошо изучены лецитин и кефалин. В молекуле лецитина две гидроксильные группы глицерина-этерифицированы жирными кислотами. Чаще всего одна из них — предельная кислота (стеариновая или пальмитиновая), вторая — непредельная кислота (олеиновая или линолевая). Третий ее гидроксильный остаток соединен с фосфорной кислотой, которая, в свою очередь, связана с азотистым основанием-холином:

В кефалине в отличие от лецитина вместо холина находится коламин:

Фосфатиды в присутствии воды образуют эмульсии и коллоидные растворы, легко гидролизуются, являются поверхностно-активными веществами. Этим можно объяснить наличие в жире, содержащем фосфатиды, веществ, не растворимых в жирах — углеводов, белков, NaCl и др. Фосфатиды используются в качестве эмульгаторов при производстве майонеза, маргарина, шоколада, а также в качестве антиоксидантов. В продуктах животного происхождения находится болшее количество фосфатидов, чем в растительных. Наиболее богаты ими яичный желток (до 10 % ) , мясо, мозги (2,5 - 3 % ) , несколько меньше их в молочном жире (1,4 % ) , семенах подсолнечника (0,41 % ) , пшенице (0,65 % ) .Фосфатиды играют важную роль в процессах роста и раз вития организма человека, входят в состав всех его тканей и клеток. Холин лецитина препятствует отложению жира в печени. Фосфатиды участвуют в образовании клеток, способствуют усвоению белков и углеводов, препятствуют развитию атеросклероза. Стерины — это высокомолекулярные одноатомные ароматические спирты. С жирными кислотами они образуют эфиры, называемые стеридами. Стерины животных продуктов называются зоо-, или холестеринами (С₂₇Н₄₅ОН). Стерины растительных продуктов называются фитостеринами (С29Н49ОН). В дрожжах, грибах содержится эргостерин (С28Н43ОН). Стерины под действием ультрафиолетовых лучей могут превращаться в витамин D. Стерины и стериды сопутствуют

жирам и содержатся в растительных маслах —0,09—0,6 %, животных жирах — 0,03—0,07 %, яичных желтках — 1,6%. Холестерин и образованные им эфиры (холестериды) входят в состав клеток организма человека, используются для образования ряда биологически активные веществ: гормонов, желчных кислот и др. Воски — это сложные эфиры, образуемые высокомолекулярными одноатомными спиртами и высокомолекулярными жирными кислотами. Воски растений содержатся в оболочках плодов и семян, защитном слое листьев, а также рассеяны внутри клетки, как и жиры, и выполняют защитную функцию. К животным воскам относятся спермацет, образующийся в голове кашалота, пчелиный воск и др.