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    油脂的氧化與防止

    發布時間: 2014-12-22      瀏覽:109
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        油脂或油脂含量較多的食品,在貯藏期間因空氣中的氧氣、日光、微生物、酶等作用下,會發生氧化反應而產生酸臭的氣味,使口味變苦,這種現象稱為油脂的氧化酸敗,俗稱“哈喇”。油脂氧化酸敗對食品質量的影響很大,不僅使風味變壞,而且也降低了油脂的營養價值。其中的必需脂肪酸被大量破壞,存在于油脂中的脂溶性維生素也受到嚴重損失。而且,長期食用酸敗的油脂,有害于人體的健康,輕者會造成嘔吐、腹瀉,重者能引起肝臟腫大,還容易導致核黃素(維生素B2)缺乏癥,從而引發各種炎癥。食用氧化酸敗的油脂,還會使人體呼吸系統的某些酶(如細胞色素氧化酶、琥珀酸脫氫酶等),受到破壞。

    因此,防止油脂的氧化酸敗是極為必要的。

     

    油脂氧化酸敗的類型

     

    1酮型酸?。?/span>β-型氧化酸?。?/span>

       油脂水解所產生的游離飽和脂肪酸,在酶的作用下氧化,最后生成有怪味的酮酸和甲基酮,稱為酮型酸敗。由于氧化作用發生在β-位碳原子上,因而也稱為β-型氧化酸敗。

       沒有經過精煉的油脂,以及油脂、水分和蛋白質含量都較高的食品,易受微生物污染。在微生物分泌的酶的作用下,油脂會發生水解和酮型氧化酸敗現象。防止酮型氧化酸敗的方法是提高油脂純度、降低雜質和水分含量、包裝容器干燥清潔、避免微生物污染,以及在低溫條件下存放。

    2自動氧化型酸?。ㄓ椭詣友趸?/span>

    油脂暴露在空氣中會自發地進行氧化作用,發生酸臭和口味變苦的現象,被稱為油脂自動氧化。其原因是脂肪中不飽和烴鏈被空氣中的氧所氧化,生成過氧化物。過氧化物進一步分解,生成低級的醛、酮和羧酸。這些反應產物會使油脂產生酸臭和苦味。飽和脂肪酸也能發生自動氧化,但其速度較慢。油脂的自動氧化,是油脂以及高油脂食品最主要的變質現象。油脂的自動氧化很容易發生,因為這是一個活化能很低的化學反應。

     

    影響油脂自動氧化速度的因素

     

    1油脂的脂肪酸組成

    脂肪酸的雙鍵數目、位置和幾何形狀都會影響氧化速度?;ㄉ南┧?、亞麻酸、亞油酸和油酸氧化的相對速度約為4020101。順式酸比對應的反式異構體更容易氧化;共軛雙鍵比非共軛雙鍵的活性更大。室溫下飽和脂肪酸自動氧化非常緩慢,當油脂中不飽和脂肪酸已氧化酸敗時,飽和脂肪酸實際上仍無變化。但在高溫下,飽和脂肪酸會發生明顯的氧化。

    2游離脂肪酸含量

    游離脂肪酸的氧化速度略大于甘油酯中結合的脂肪酸。油脂中存在的少量游離脂肪酸對于氧化穩定性沒有顯著的影響。但是,當商品油脂中存在較大量的游離脂肪酸時,會促使煉油設備或容器中具有催化作用的微量金屬進入油脂中,因而加快油脂氧化的速度。

    3溫度

    油脂自動氧化的速度隨溫度上升而增高。由于高溫既能促進游離基的產生,也能促進游離基的消失,因此可以預料,在高溫和高氧化水平的條件下,速率與溫度之間的關系會有一個最高點。溫度不僅影響自動氧化的速度,而且也影響反應的機制。在較低溫度下,氧化大多發生在與雙鍵相鄰的亞甲基上,生成氫過氧化物。但當溫度超過50時,氧化發生在不飽和脂肪酸的雙鍵上,生成的氧化初級產物往往是環狀過氧化物。

    4光和射線

    油脂中的不飽和雙鍵特別是共軛雙鍵能強烈吸收紫外光。紫外光是引發鏈式反應的因素,但其更重要的作用是加速過氧化物的分解。因此,油脂及含有油脂的食品宜用有色或遮光容器包裝。

    以高能射線(β射線、γ射線)輻射食品,能顯著提高油脂氧化酸敗的敏感性。但在照射期間酸敗并沒有發展,而在此后的貯藏期間,酸敗卻日趨嚴重。由此證明,高能射線的效應主要是提高了游離基生成的速度。

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    在氧分壓很低時,油脂自動氧化的速度隨氧分壓的增加而增大;當氧分壓增加到一定值后,自動氧化速度便保持不變。含油脂食品的比表面與氧化速度之間的關系,比氧分壓更重要。比表面很大的食品,如脫水食品,氧化速度很快,并且幾乎與氧分壓無關。為了防止含油脂食品的變質,最常用的方法是排除氧氣,采用真空或充氮包裝和使用透氣性低的包裝材料,但此法對于分散性很大的湯粉等含油脂食品效用很有限。在水包油乳濁液中,氧化速度決定于氧向油相中擴散的速度。

    6水分

    水分活度對油脂氧化作用的影響比較復雜。水分活度很高或很低時,酸敗的發展都很快;當水分活度控制在0.3-0.4之間時,食品中油脂氧化酸敗的速度最小。冷凍的含油脂食品(魚、肉等),由于冷凍時水分以冰晶形式析出,使脂質失去了水膜的保護,所以食品中的油脂仍然會發生酸敗。

    7催化劑

    重金屬離子是油脂氧化酸敗的重要催化劑,能縮短誘導期和提高反應速度。特別是那些具有合適的氧化還原電位的2價或多價的過渡金屬,如鈷、銅、鐵、錳和鎳的離子作用最大,其含量即使在1mg/L 以下,也具有催化作用。

     

    食用油脂抗氧化劑

     

    能阻止或延緩氧化作用的物質,稱為抗氧化劑。食用油脂抗氧化劑必須滿足下列要求:

    1)低濃度時即有效。

    2)抗氧化劑及其氧化物,以及它們與食品成分相互作用的產物都應無毒。

    3)不會使食品發生異常氣味。

    4)對油脂及含油脂食品同樣有效。

    5)在食品中的存在,須便于測定。

    6)價格低廉。

     

    食用油脂的抗氧化劑分天然及合成兩大類。除少數例外,基本上都是酚類衍生物。

     

    天然抗氧化劑

    1)生育酚,生育酚即維生素E。天然維生素廣泛存在于高等動植物體中,在工

    業上由小麥胚芽油、米糠油、大豆油、棉籽油等為原料制得。已知的天然維生素E,有α-,β-,γ-,δ- 7種同分異構體。作為抗氧化劑使用的生育酚是混合濃縮物。生育酚混合物呈黃至褐色,是幾乎無臭的透明粘稠液體,其相對密度為0.932-0.955,溶于乙醇,不溶于水,可與油脂任意混合。因所用原料油與加工方法不同,成品的總濃度和同分異構體的組成不一樣。品質較純的生育酚濃縮物含生育酚的總量可達80%以上。生育酚對動物油脂的抗氧化效果比對植物油的效果大,但是動物油脂中天然存在的生育酚含量比植物油脂中少。生育酚熱穩定性高,在較高溫度下仍有良好的抗氧化力。例如在豬油中以220加熱3h,僅損失50%。因此,在100以上溫度,尤其是在炸油中,生育酚是較有效的抗氧化劑。此外,生育酚的耐光及耐輻射性能也優于其他抗氧化劑,并且本身又是一種維生素,是符合無毒無害要求的一類食用添加劑。唯一缺點是價格較貴。

    2)愈瘡樹脂愈瘡樹脂是使用最早的天然抗氧化劑之一,使用量極低。在油脂中

    含量為0.005%時,即可有效地防止脂肪氧化。本品是原產于拉丁美洲的愈瘡木樹的

    樹脂,其中的主要成分是α-愈瘡木酸、β-愈瘡木酸和愈瘡木脂酸。愈瘡木脂酸的脫

    甲基產物稱為去甲二氫愈瘡木脂酸,是效力很強的抗氧化劑。

     

    合成抗氧化劑

       由于來源及價格的原因,目前實際大量使用的食用油脂抗氧化劑主要是人工合成

    品。常用的合成抗氧化劑包括:丁基羥基茴香醚簡稱為BHA、丁基羥基甲苯簡稱為BHT、特丁基對苯二酚和沒食子酸丙酯(PG)。

       幾種抗氧化劑混合使用時,常常比單一使用更為有效,這種現象稱為協同作用。有一些物質,其本身雖然沒有抗氧化作用,但與抗氧化劑混合使用時,卻能增強抗氧化的效果。這些物質稱為抗氧化劑的增效劑?,F已被廣泛使用的增效劑有檸檬酸、磷酸、酒石酸、抗壞血酸等。一般認為,這些物質能螯合油脂中存在的微量金屬離子,使它們不再具有催化作用。

       抗氧化劑只能阻礙氧化作用,而延緩食品開始敗壞的時刻,但不能改變已經變壞的

    后果。因此,在使用抗氧化劑時,應注意在油脂開始氧化以前添加,才能發揮其抗氧化

    作用。若添加抗氧化劑過遲,即使加入量很大,也不會起抗氧化作用,而且還可能發生

    相反的作用。

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