При зберіганні рослинні олії, тваринні жири, а також жиросодержащие продукти (олійні жири, борошно, крупа, кондитерські вироби, м'ясні продукти) під впливом кисню повітря, світла, ферментів, вологи набувають неприємного смаку і запаху. Іншими словами жир прогоркает.
Прогоркание жирів і жировмісних продуктів - результат складних хімічних і біохімічних процесів, що протікають в ліпідному комплексі.
Залежно від характеру основного процесу, що протікає при цьому, розрізняють гидролитическое іокіслітельное прогоркание, Кожен з них може бути розділений на автокаталитически (неферментативне) і ферментативне (біохімічне) прогоркание.
При гидролитическом прогоркании відбувається гідроліз жиру з утворенням гліцерину і вільних жирних кислот.
Неферментативне гідроліз протікає за участю розчиненої в жирі води і швидкість гідролізу жиру при звичайних температурах невелика. Ферментативний гідроліз відбувається за участю ферменту ліпази на поверхні зіткнення жиру і води і зростає при емульгуванні.
В результаті гідролітичного прогоркания збільшується кислотність, з'являється неприємний смак і запах, особливо при гідролізі жирів (молочного жиру, кокосового і пальмового масел), що містять низько- і середньомолекулярних кислоти, такі як масляну, валеріанову, капронову). Високомолекулярні кислоти смаку і запаху не мають і підвищення їх змісту не приводить до зменшення смаку масел.
У насінні рослин міститься фермент триацилгліцеролів-ліпаза, вона особливо активна в насінні рицини і сої. Участь цього ферменту в гідролізі жиру зерна і продуктів його переробки (борошно, крупа, макарони) призводить до зниження їх споживчих властивостей і здатності до тривалого зберігання.
Найбільш поширеним видом псування жирів в процесі зберігання є окисне прогоркание. В першу чергу окисленню піддаються вільні, а не пов'язані в триацилгліцеролів ненасичені жирні кислоти. Процес окислення може відбуватися неферментативним і ферментативним шляхами.
В результаті неферментативного окислення кисень приєднується до ненасичених жирних кислот за місцем подвійного зв'язку з утворенням циклічної перекису, яка розпадається з утворенням альдегідів, які надають жиру неприємний запах і смак:
Так само в основі неферментативного окисного прогоркания лежать ланцюгові радикальні процеси, в яких беруть участь кисень і ненасичені жирні кислоти.
Під впливом перекисів і гідроперекисів відбувається подальший розпад жирних кислот, також утворюються альдегіди, кетони та інші неприємні на смак і запах речовини внаслідок чого жир прогоркает.
При ферментативному окисленні цей процес каталізується ферментом ліпоксигеназою з утворенням перекисів і гідроперекисів.
Специфічність цього ферменту полягає в тому, що дії ферменту піддаються лише ті поліненасичені жирні кислоти, які містять цис-цис-1,4-пентадіеновую групу (лінолева, ліноленова, арахідонова). Процес починається з відщеплення атома водню у 3 атома вуглецю пентадіеновой групи жирної кислоти. Утворився вільний радикал переміщається до 5-му атому вуглецю з одночасним переміщенням подвійного зв'язку в поєднане положення, яка при цьому з цис-цис форми переходить в цис-транс ізомер, в результаті даного процесу йде освіту гидроперекиси:
Жирні кислоти з цис-транс або транс-транс-конфігурацій подвійних зв'язків фермент не окислюється.
Активність ліпоксигенази необхідно враховувати в деяких технологіях, тому що вона може впливати на споживчі властивості готового продукта.Напрімер, при виробництві макаронів потрібна спеціальна макаронна мука, що виробляється з твердих сортів пшениці, з низькою активністю ліпоксигенази в борошні, виходить бліді макарони, через окислення нею пігментів борошна (каротиноїдів, флавоноїдів і т. д.). Споживчі властивості (колір) таких макаронів невисокі.
Тому при переробці сировини і виготовлення з нього продуктів важливі інгібітори ліпоксигенази, які взаємодіють з утворюються вільними радикалами. Ці інгібітори припиняють процес окислення, обриваючи ланцюг перетворень радикалів. Таким інгібітором є використовуваний в якості антиоксиданту токоферол - вітамін Е.
Ліпоксигенази може виконувати і позитивну роль. При слабкому її дії невеликі кількості гідроперекисів жирних кислот (окислюючи групи -SH в білках і утворюючи дисульфідні групи -S-S-) «зміцнюють» клейковину, прискорюють процес «дозрівання» пшеничного борошна, покращує її хлібопекарські достоїнства.
Розроблено технологію вироблення хліба з слабкою пшеничного борошна з використанням ліпоксигенази. До пшеничного борошна додають соєву або горохову борошно (джерело ліпоксигенази) і рослинне масло (джерело ненасичених жирних кислот). В результаті різнобічного дії ферменту (зміцнення клейковини і знебарвлення пігментів борошна) поліпшується колір м'якушки (він стає світліше) і збільшується обсяг.
Під дією ферментів ліпази і ліпоксигенази змінюється якість жирів і масел, яке характеризується наступними показниками і числами:
Кислотне число (к.ч.) - це кількість міліграмів гідроксиду калію, необхідного для нейтралізації вільних жирних кислот в 1 г жиру.
При зберіганні масла спостерігається гідроліз триацилгліцеролів, це призводить до накопичення вільних жирних кислот, тобто зростанню кислотності. Підвищення к.ч. вказує на зниження його якості. Кислотне число є гостірованним показником масла або жиру.
Йодне число - це кількість грамів йоду, приєднався за місцем подвійних зв'язків до 100 г жиру:
Йодне число дозволяє судити про ступінь насиченості масла (жиру), про схильність його до висихання, прогорканию і іншим змінам, що відбуваються при зберіганні. Чим більше міститься в жирі ненасичених жирних кислот, тим вище йодне число. Зменшення йодного числа в процесі зберігання масла є показником його псування.
Перекисне число (П.ч.) показує кількість перекисів в жирі, висловлюють його в процентах йоду, виділеного з йодистого калію перекису, що утворилися в 1 г жиру.
У свіжому жирі перекису відсутні, але при доступі повітря вони з'являються порівняно швидко. В процесі зберігання перекисне число збільшується.
Число омилення (Ч.О.) - це кількість міліграмів гідроксиду калію. необхідне для нейтралізації вільних і омилення пов'язаних з гліцерином жирних кислот в 1 г жиру.