Производство пищевых жиров

  Виды  окислительной порчи жиров 

  В зависимости от преобладающего направления  химических изменений окисляющегося жира, различают: прогоркание, когда окисление сопровождается главным образом накоплением низкомолекулярных продуктов распада; осаливание, при котором преимущественно образуются оксикислоты и происходит их полимеризация и конденсация.

Обычно  при порче жиров окисление  с заметной скоростью идет в обоих  направлениях. Чаще других признаков окислительной порчи топленых жиров становятся заметными признаки прогоркания. Но при минусовых температурах окисление протекает зачастую преимущественно в форме осаливания.

  Прогоркание может протекать двумя путями: с преимущественным образованием альдегидов—альдегидное прогоркание или с преимущественным образованием кетонов—кетонное прогоркание.

  Альдегиды образуются в результате химических превращений жирных перекисей, сопровождающихся разрывом молекул жирных кислот по месту присоединения к ним кислорода, а также в результате окисления глицерина. В последнем случае вначале, при окислении спиртовой группы глицерина образуется глицериновый альдегид, который затем отдает одну молекулу воды и превращается в эпигидриновый альдегид. Последний может образовываться и в результате окисления жирных кислот. Присутствие альдегидов рассматривается как бесспорное свидетельство порчи жира.

  Кетоны  могут образоваться в результате последующих превращений перекисей, но не исключено и окисление жиров, происходящее под влиянием жизнедеятельности микробов. Обычно кетонное прогоркание характеризуется появлением своеобразных пахучих веществ и появляется чаще всего вследствие воздействия плесеней при наличии влаги и тепла.

  При прогоркании жиры белого цвета желтеют, так как продукты окисления окрашены.

  Процесс осаливания жиров сопровождается появлением специфического салистого запаха и повышением температуры плавления жира. При осаливании жиры теряют свою естественную окраску (если она есть) в связи с окислением природных пигментов. Оно происходит или при взаимодействии кислот и их радикалов с перекисью водорода, накапливающейся в жире при его окислении и присоединяющейся по месту двойной связи, или в результате присоединения воды к перекисной группе. Кроме того, оксисоединения могут появляться в жире как промежуточные продукты окисления при альдегидном прогоркании жира. Оксисоединения вредны для организма человека. 

  Позеленение говяжьего жира.

 Являясь высоконенасыщенным соединением, каротин легко и в первую очередь окисляется кислородом воздуха. Его окисление сопровождается ясно выраженными изменениями окраски жира. Характер этих изменений зависит от температуры хранения жира. При минусовых температурах естественная желтая окраска жира вначале переходит в зеленоватую, которая затем постепенно исчезает. При плюсовых температурах естественная окраска исчезает, минуя промежуточную стадию позеленения. Исчезновению желтой окраски сопутствует изменение максимума спектрального поглощения соответствующего максимуму поглощения b-каротина. Это изменение совпадает с появлением у говяжьего жира зеленого оттенка. Зеленый оттенок, по-видимому, обусловлен накоплением в жире каких-то промежуточных продуктов окисления. Оптимальная  температура, при которой происходит позеленение, около —6° С. Очевидно, при этой температуре скорость образования промежуточных продуктов зеленого цвета в наибольшей степени превышает скорость их распада. При более низких минусовых температурах позеленение развивается медленнее вследствие уменьшения скорости окисления; при плюсовых температурах позеленения не происходит, потому что скорость распада промежуточных продуктов больше или равна скорости их образования.

     Позеленевший жир быстро обесцвечивается  при дальнейшем хранении даже при минусовых температурах, а затем портится. При —8° С через 1—2 месяца жир становится непригодным в пищу. Интенсивность изменения окраски жира различного анатомического происхождения не одинакова: жир, вытопленный из кишечного сырья или смешанного сырья, зеленеет быстрее, чем вытопленный из сальника и околопочечного жиросырья. Отсолка жира несколько ускоряет этот процесс. Особенно быстро меняется, а затем исчезает окраска жира, если жиросырье задерживается перед переработкой а также, когда жир длительное время соприкасается с воздухом в процессе выплавки и очистки.

  При хранении жира позеленение начинается с поверхности и постепенно распространяется в глубину. Это объясняется наличием в жире адсорбированного ранее кислорода. Расплавление жира с слегка зеленоватой окраской приводит к ее исчезновению, очевидно, вследствие распада промежуточных продуктов окисления при нагревании. Восстановить светло-желтую окраску в говяжьем жире в начальный период позеленения можно, если ввести в него масляный препарат каротина. Количество этой добавки зависит от степени разрушения каротина в процессе хранения жира. На более поздних стадиях позеленения изменившийся цвет жира после расплавления и застывания сохраняется.

  В большинстве случаев жир, имеющий  зеленоватую окраску, остается пригодным в пищу, но хранить его не рекомендуется, так как он быстро портится. Иногда легкие органолептические признаки порчи (прогорклый запах и вкус) появляются и до исчезновения зеленой окраски, поэтому о пригодности жира с зеленоватой окраской можно судить только после лабораторного исследования. 

  Защита  жиров от окисления

  Наиболее  эффективное удлинение сроков хранения жиров  и сохранение их качества достигается применением антиокислителей. По характеру действия антиокислители можно разделить на две группы:

1. собственно антиокислители (ингибиторы окисления)
2. вещества, которые сами или совсем не обладают антиокислительным действием или являются слабыми антиокислителями, но увеличивают эффект действия ингибиторов (синергисты)

  Ингибиторы  окисления могут быть двух типов:

  Антиокислители  первого типа выполняют функцию  защиты молекул триглицеридов от взаимодействия с кислородом. Типичный представитель – каротин, содержащий одиннадцать сопряженных двойных связей и поэтому легко окисляющийся кислородом.

   Механизм  действия антиокислителей второго типа основан на взаимодействии со свободными радикалами, которые передают энергию антиокислителю и выводятся из цепи окисления, в результате чего цепь обрывается.

                                                                         R + h v → R

                                              R + A   → R +A                 

  В результате взаимодействия с кислородом активная молекула антиокислителя теряет энергию и переходит в неактивный окисленный продукт:

                                              А +О₂ → A О₂      

  Некоторые антиокислители разрушают возникшие  перекиси, или взаимодействуют с гидроперекисью без образования свободных радикалов и уменьшают скорость реакции окисления.

  К синергистам относятся тиосоединения, фосфатиды (лецитин, кефалин), полифосфаты, пирофосфорная, аскорбиновая, щавелевая, молочная, лимонная кислоты, аминокислоты и др. вещества. Эффект действия синергистов чаще всего обусловлен тем, что синергист отдает ингибитору водород, потерянный им при взаимодействии с активным радикалом, что приводит к восстановлению первоначальной формы антиокислителя.

  Активность  антиокислителя может быть выражена отношением продолжительности индукционного периода жира с антиокислителем к продолжительности индукционного периода жира без него. Это отношение  называется коэффициентом стабильности. За условный показатель конца индукционного периода принимают значение перекисного числа равное 0,1% йода, когда жир считается испорченным.

    В состав жиров входят природные  антиокислители (каротин, токоферол, лецитин), однако в процессе производства и очистки происходят потери природных антиокислителей, что снижает устойчивость жиров к окислению. При изучении антиокислительных свойств некоторых каротиноидов и витамина А установлено, что b-каротин и витамин А являются ингибиторами спонтанного окисления жиров. Токоферолы представляют собой естественные антиокислители жиров: жиры тем устойчивее к прогорканию, чем больше в них содержится токоферолов, но животные жиры очень бедны токоферолом, в растительных жирах их содержание значительно выше. Значительный распад токоферолов происходит при вытопке; недостаток токоферолов в организме животного является эндогенным фактором порчи жира.

  Пищевой антиокислитель должен иметь такую  величину молекул, чтобы они легко могли проникать через клетки животной ткани, а также обладать растворимостью в жирах, обеспечивающей проникновение в водную и жировую фазы. К антиокислителям предъявляют следующие требования: наличие эффективного антиокислительного действия, они не должны сообщать жиру постороннего привкуса, запаха и цвета при длительном хранении, отсутствие вредного физиологического действия, устойчивость к воздействию высоких температур. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают бутилоксианизол и бутилокситолуол. В практике применяют смеси антиокислителей, а также композиции антиокислителей с синергистами, например при совместном применении бутилоксианизола и бутилокситолуола наблюдается заметный синергетический эффект.

  Эффективность действия антиокислителей возрастает с увеличением концентрации. Установлено следующее соотношение эффективности: a-токоферол <  бутилокситолуол < g-токоферол < бутилоксианизол < сезамол < пропилгаллат < гидрохинон. Бутилоксианизол и бутилокситолуол при концентрации 0,02% повышают стойкость свиного топленого жира к окислению в 5 раз, галлаты при концентрации 0,01% — в 6—7 раз, аскорбилпальмитат при концентрации 0,02% — в 2 раза. Партии свиного топленого жира, изготовленные с антиокислителями, остаются доброкачественными после хранения в течение 3—4 лет при —8° С.

  Антиокислители  рекомендуется вводить на возможно ранней стадии процесса производства жира при незначительном количестве свободных радикалов. Наряду с этим некоторые антиокислители обладают эффективным действием и на достаточно глубоких стадиях окисления. Антиокислители можно вводить в сырье перед вытопкой, перед отстаиванием или сливом жира в бочки. Наибольший эффект достигнут при введении бутилоксианизола после вытопки жира, перед отстаиванием. Антиокислитель тщательно перемешивают в расплавленном жире. Эффективным является распыление раствора антиокислителя на поверхности изделий.

    Антиокислители  недостаточно эффективны   для  предотвращения окислительной порчи жировой части колбасных и соленых изделий, шпика, бекона, так как они плохо проникают в их сложную структуру. В связи с этим предложено введение антиокислителей в корм животных с целью стабилизации жиров. Антиокислители проникают через стенки кишечника и накапливаются в жировой ткани. Некоторые из них обладают способностью накапливаться и в других тканях.

    Наибольшей  стойкостью к окислению характеризуется шпик свиней, которым с кормом вводили токоферол и бутилокситолуол.

    Исследовано влияние добавок, усиливающих действие антиокислителей. При наличии водной фазы лучшие результаты дали полифосфаты.

    Многие  натуральные пряности обладают антиокислительными свойствами. Так, черный перец задерживает прогоркание жиров благодаря содержанию в нем токоферолов. Наиболее высоким антиокислительным действием среди пряностей обладают шалфей и розмарин.

    Большое значение имеют антиокислители, попадающие в продукт при его технологической обработке, в частности, коптильные вещества, содержащие полифенолы.

    В качестве антиокислителя жиров применяются  также лимонная и аскорбиновая кислота. Лимонная кислота является промежуточным продуктом обмена в организме, поэтому без ограничения может использоваться для стабилизации пищевых продуктов. Изоаскорбиновая кислота, применяемая в качестве пищевого антиокислителя, защищает не только аскорбиновую кислоту продукта от окисления, но и  аскорбиновую кислоту в организме.

    Антиокислители, задерживая окисление жиров, способствуют не только повышению стойкости, но и сохранению в нем витаминов и полиненасыщенных жирных кислот, т.е. способствуют сохранению пищевой ценности.

    Важнейшим приемом защиты жира от окислительной  порчи является соблюдение оптимальных условий при его производстве и хранении.