油脂自动氧化的机制及其控制
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油脂氧化原理
油脂氧化是指油脂在空气中接触到氧气时发生的化学反应。
这种化学反应是由油脂中的脂肪酸与氧气发生氧化反应而产生的。
油脂氧化的过程可以分为三个阶段:初始氧化阶段、自由基链反应阶段和复杂反应阶段。
在初始氧化阶段,油脂中的脂肪酸与氧气发生反应,生成过氧化脂质、羰基化合物和自由基等氧化产物。
这些产物可以进一步参与自由基链反应。
在自由基链反应阶段,自由基能够不断地与脂肪酸分子进行反应,形成更多的自由基。
这些自由基又能够与氧气发生反应,形成过氧化脂质等氧化产物。
在复杂反应阶段,油脂中的氧化产物会进一步反应,形成各种复杂的化合物。
这些化合物会导致油脂变质,出现气味和味道的改变,并且可能产生有害的物质。
油脂氧化的速度受到多种因素的影响,包括温度、氧气浓度、光照和金属离子等。
较高的温度和氧气浓度会加速油脂的氧化反应,而光照和金属离子则会促进自由基链反应的发生。
通过了解油脂氧化的原理,我们可以采取一些措施来延缓油脂的氧化过程。
例如,可以将油脂储存在阴凉、干燥和无光线的环境中,避免与空气和光照长时间接触。
同时,可以添加抗氧化剂来稳定油脂,延缓其氧化速度。
油脂在贮藏与加工过程中的氧化反应及其控制措施
油脂在贮藏与加工过程中容易发生氧化反应,导致食品品质下降,产生异味、色泽变化和营养成分的损失。
以下是油脂氧化反应及其控制措施的一些例子:
1. 脂肪酸氧化:油脂中的不饱和脂肪酸容易被氧化,产生过氧化脂质。
过氧化脂质会引起油脂的酸败,导致异味和不良口感。
控制措施包括低温贮藏、添加自由基清除剂(如BHT、BHA)和使用抗氧化剂(如维生素E、C)。
2. 自由基反应:油脂中的不饱和脂肪酸会与自由基发生反应,形成自由基链反应,加速油脂的氧化。
控制措施包括添加抗氧化剂、减少暴露在高温和光照下的时间、使用惰性气氛贮藏等。
3. 过氧化反应:氧与油脂中的脂肪酸分子反应,形成过氧化物。
过氧化物不稳定,会进一步分解产生醛类化合物和酸类化合物,导致油脂发黄、产生异味。
控制措施包括密封贮藏、低温贮藏、加入合适的抗氧化剂。
4. 色泽变化:油脂氧化后会出现颜色变化,如从黄色到褐色。
这是由于氧化反应引起了色素的变化。
控制措施包括减少油脂暴露在空气中的时间、添加抗氧化剂等。
综上所述,在贮藏与加工过程中,控制油脂的氧化反应可以采取以下措施:低温贮藏、密封贮藏、添加抗氧化剂、减少暴露在高温和光照下的时间、使用惰性气氛贮藏等。
阻断油脂自动氧化的链式反应。
油脂是人类日常生活中常见的食物。
然而,由于油脂普遍易氧化,导致其质量受到影响,甚至产生致癌物质。
当食物中的油脂被空气、阳光、水分等因素作用,就会自动氧化,释放出自由基等不稳定分子。
自由基可以进一步引发“链式反应”,导致油脂氧化加速,产生酸败臭味、破坏营养、导致肥胖和心血管疾病等。
今天,我们来了解一下如何阻断油脂自动氧化的链式反应。
第一步,加氧气。
氧气是油脂氧化的必要条件,没有氧气无法进行链式反应。
当我们封闭油脂食物,在制造过程中提前排除氧气,即可有效遏制油脂氧化的发生。
第二步,添加抗氧化剂。
油脂本身含有一定的天然抗氧化物,如维生素E等,但含量较少。
因此,我们可以通过添加一些合法授权的人工合成的具有防氧化作用的抗氧化剂,如BHA、BHT、TBHQ、卵磷脂等,使油脂更稳定,有效降低油脂氧化的危害。
第三步,降低温度。
温度越高,油脂氧化速度越快。
因此,将油脂食物储存在低温环境中,如-18℃的冷冻箱里,可以有效地降低油脂氧化的速度。
同时,避免反复冷冻解冻,以免削弱抗氧化能力。
第四步,完整密封。
油脂被暴露在空气中,空气中的氧气会使油脂加速氧化。
因此,要确保油脂容器的完整密封,确保氧气无法进入。
第五步,避免灰尘。
油脂表面附着灰尘等有机物时,容易吸收空气中的氧气,并加速氧化反应,所以保持油脂表面清洁是非常重要的。
以上是我们可以采取的一些方法,遏制油脂自动氧化的链式反应,保障食品质量与健康。
除此之外,也要注意掌握食品的保质期,及时食用,防止过期食品食用导致食品中毒。
同时,避免食品加工中过度加热,多吃新鲜水果蔬菜等,都对我们的身体健康是有益的。
油脂氧化苏春霞 120150089 食品科学摘要:概述了油脂中自动氧化、光氧化、酶氧化和金属催化氧化4种主要氧化类型的氧化机理,对油脂氧化产生影响的各种因素进行分析,以及介绍了多种防范措施,并总结了初级氧化产物、次级氧化产物、底物消耗和氧消耗检测的方法。
关键词:油脂;氧化机理;影响因素;预防;氧化产物;检测方法油脂是日常消费和食品加工中的重要原料,广泛用在各种食品加工上,用于改善产品性质,赋予食品良好的风味和质地。
作为人类3大营养素之一,油脂具有极高的热能营养素,在人体内具有重要的生理功能。
1、油脂氧化机理油脂的主要成分是各种脂肪酸和甘油酸,由于其中含有一些具有双键的不饱和脂肪酸性物质,因此在通常贮存条件下易吸收氧气发生氧化,在油脂氧化4种主要类型中,自动氧化是油脂最主要的变质途径。
1.1、油脂的自动氧化油脂的自动氧化是指不饱和油脂和空气中的氧,在室温下,未经任何直接光照、未加任何催化剂等条件下的完全自发的氧化反应。
油脂自动氧化过程具体可分为4个阶段:链引发一链传递一链终止一二次产物的产生比一。
J。
这4个阶段并非绝对化,它们有相互包含的关系,只不过在某一阶段,以某个反应为主,在其量上某个反应占优势。
如在引发期,有的初级产物就分解成二次产物,而在二次产物期,也有新自由基的产生,只是在量上占绝。
1.2、油脂的光氧化油脂的光氧化也是油脂氧化的另一个主要类型。
光能的吸收靠一种称为光敏剂的物质,当油脂中含有光敏性物质时,如果有光直接照射时,就会产生光氧化反应。
光敏剂在光照下产生激化态氧1 0:。
激化态氧1 0:直接进攻任一油脂的双键,双键发生位移最后形成氢过氧化物。
光氧化速度很快,一旦激化态氧10:生成,反应速度是自动氧化的千倍,生成的氢过氧化物极易分解,特别在有金属离子存在下分解更快。
由于光氧化的机理不同,其与自动氧化的区别主要在于其氧化速率和氧化产物的不同。
1.3、油脂的酶氧化油脂的酶氧化是由脂氧酶参加的氧化反应。
油脂氧化的原理油脂氧化是指由于油脂与空气中的氧发生反应而引起的化学变化。
油脂氧化是一个复杂的过程,涉及多种反应和产物的生成。
下面将详细介绍油脂氧化的原理。
油脂是由甘油和脂肪酸通过酯化反应形成的化合物,其主要成分是三酸甘油酯。
这种三酸甘油酯是由三个脂肪酸分子与一个甘油分子通过酯键结合而成的。
由于甘油酯的分子结构中含有大量的不饱和脂肪酸,使得油脂易受氧化影响。
油脂氧化反应是一种复杂的过程,主要包括自由基链反应、自氧化反应和多种氧化产物的生成。
自由基链反应是油脂氧化的主要反应途径。
当油脂与空气中的氧发生接触时,油脂中的不饱和脂肪酸发生氧化反应,产生自由基。
这些自由基接着与其他不饱和脂肪酸分子反应,形成新的自由基,从而引发自由基链反应。
自氧化反应是指油脂中的不饱和脂肪酸与氧发生直接反应,而不需要通过自由基中间体。
这种反应是较慢的反应途径,但在存在一定条件下会起到重要作用。
例如,当油脂中的氧分压升高时,自氧化反应的速率会显著增加。
在油脂氧化过程中,会生成多种氧化产物。
其中,主要包括醛、酮、酸、过氧化物、羟基化合物等。
醛和酮是由于不饱和脂肪酸氧化产生的产物,具有较强的挥发性和刺激性。
酸是由于不饱和脂肪酸发生氧化反应形成的,会降低油脂的酸值。
过氧化物是由于不饱和脂肪酸与氧直接反应形成的,具有较强的氧化性和活性。
羟基化合物是由于油脂中的不饱和脂肪酸与氧发生反应,形成的具有亲水性的产物。
油脂氧化的速率受到多种因素的影响。
其中最重要的是温度、氧分压、水分、金属离子和抗氧化剂等。
温度是影响油脂氧化速率的关键因素,温度升高会加速油脂的氧化反应。
氧分压是影响油脂氧化速率的另一个重要因素,氧分压升高会促进氧与油脂中的不饱和脂肪酸发生反应。
水分是影响油脂氧化速率的关键因素之一,水分的存在会加速油脂的氧化反应。
金属离子是影响油脂氧化速率的关键因素之一,金属离子会促进自由基反应的发生。
抗氧化剂能够抑制油脂的氧化反应,延缓油脂的老化。
食品脂质氧化的发生和控制方法食品脂质氧化是一种常见而又令人担忧的现象。
当食品中的脂肪暴露在空气中或受到高温处理时,就会发生脂质氧化反应。
这种反应会导致食品变质、气味难闻以及有害物质的形成。
在这篇文章中,我们将探讨食品脂质氧化的发生原因和控制方法,以及相关研究的进展。
为了更好地理解食品脂质氧化的发生机理,我们首先需要了解脂质的组成和结构。
脂质是由甘油和脂肪酸组成的化合物,而脂肪酸则是由长链碳原子和羧基组成。
当脂质受到外界的氧化作用时,脂肪酸中的不饱和键很容易被氧化剂攫取,形成自由基。
这些自由基反应迅速,导致脂质氧化反应的不可逆过程。
食品脂质氧化的发生是由多种因素引起的。
其中,氧气、温度、光照和金属离子的存在被认为是主要的促进因素。
氧气是脂质氧化的最强催化剂,它可以与脂质中的不饱和脂肪酸发生反应,形成过氧化脂质。
而温度的升高会加速氧化反应的进行,特别是在高温和长时间的加热过程中。
此外,光照也能促进脂质氧化的发生,因为光照可以激发氧气和其他氧化物与脂质反应。
最后,金属离子,特别是过渡金属离子,如铁、铜和锰等,也可以加速脂质氧化反应,因为它们对氧化反应具有催化作用。
为了控制食品脂质氧化,人们已经开展了很多有益的研究。
其中包括添加天然或合成的抗氧化剂、改变食品包装材料以及加强加工过程中的控制。
抗氧化剂是一种可以延缓食品脂质氧化反应的物质。
它们可以捕捉自由基,抑制自由基链反应的进行。
目前,常用的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、硫酸锌等。
通过添加适量的抗氧化剂,食品的氧化稳定性可以得到有效提高。
此外,改变食品包装材料也是另一种有效控制食品脂质氧化的方法。
在新的包装材料的研发中,人们努力寻找一种可以抑制氧气进入食品的材料。
这样一来,食品暴露在空气中的时间就会减少,脂质氧化的速率也会降低。
一些研究人员尝试将金属材料与其他材料结合起来,以充当氧气屏障。
这种新型包装材料在食品脂质氧化控制方面具有潜力。
另外,加强加工过程的控制也是控制食品脂质氧化的重要方法之一。
简述油脂氧化的机理及影响因素一、引言油脂氧化是指油脂中的脂肪酸与氧气发生反应,产生臭味、变质、失去营养价值等不良后果的过程。
油脂在食品加工和储存过程中,常常会遭受氧化反应的影响,从而导致食品质量下降。
因此,研究油脂氧化机理及影响因素对于保障食品安全和提高食品质量至关重要。
二、油脂氧化的机理1.自由基反应自由基反应是油脂氧化的主要机理之一。
当油脂暴露在空气中时,其中的不饱和脂肪酸会与空气中的氧分子发生反应,产生自由基。
这些自由基进一步反应,形成更稳定的自由基,并与其他分子结合形成新的物质。
这个过程会不断进行下去,直到所有不饱和脂肪酸被消耗殆尽。
2.金属离子催化作用金属离子如铁、铜等可促进油脂氧化反应。
金属离子可以通过氧化还原反应产生自由基,同时也可以加速自由基的形成和反应,从而促进油脂氧化反应的进行。
3.光氧化作用油脂暴露在光线下时,其中的不饱和脂肪酸会与空气中的氧分子发生反应,这个过程称为光氧化作用。
这个过程会导致油脂中的营养物质丢失以及产生有害物质。
三、影响油脂氧化的因素1.温度温度是影响油脂氧化的最主要因素之一。
随着温度升高,油脂中的不饱和脂肪酸分子更容易与空气中的氧分子发生反应,从而导致油脂更快地变质。
2.水分水分也会影响油脂氧化。
当油脂中含有水分时,水分会促进自由基反应,并且使金属离子催化作用更加明显。
3.金属离子金属离子是促进油脂氧化反应的重要因素之一。
铁、铜等金属离子在油脂中存在时,会加速自由基的形成和反应,从而促进油脂氧化反应的进行。
4.光照油脂暴露在光线下时,其中的不饱和脂肪酸会与空气中的氧分子发生反应,这个过程称为光氧化作用。
这个过程会导致油脂中的营养物质丢失以及产生有害物质。
5.抗氧化剂抗氧化剂可以减缓油脂氧化反应。
抗氧化剂能够与自由基结合,从而阻止它们进一步反应,并保护油脂不被氧化。
四、结论综上所述,油脂氧化是食品加工和储存过程中常见的问题。
了解油脂氧化机理及影响因素对于提高食品质量、保障食品安全具有重要意义。
第三节 油脂自动氧化的机制及其控制油脂氧化就是油脂及油基食品败坏的主要原因之一。
油脂在食品加工与贮藏期间,因空气中的氧气、光照、微生物、酶等的作用,产生令人不愉快的气味,苦涩味与一些有毒性的化合物,这些统称为酸败。
但有时油脂的适度氧化,对于油炸食品香气的形成就是必需的。
油脂氧化的初级产物就是氢过氧化物,其形成途径有自动氧化、光敏氧化与酶促氧化三种。
氢过氧化物不稳定,易进一步发生分解与聚合。
一、油脂氧化的类型1、自动氧化不饱与油脂与不饱与脂肪酸可被空气中的氧氧化,这种氧化称为自动氧化。
氧化产物进一步分解成低级脂肪酸、醛酮等恶臭物质,使油脂发生酸败。
其大致过程就是不饱与油脂与脂肪酸先形成游离基,再经过氧化作用生产过氧化物游离基,后者与另外的油脂或脂肪酸作用生成氢过氧化物与新的脂质游离基,新的脂质游离基又可参与上述过程,如此循环形成连锁反应。
示意如下:油脂的自动氧化就是油脂酸败的最主要的原因,它对于油脂与含油食品质量的控制极为重要。
2、油脂的光敏氧化不饱与油脂与不饱与脂肪酸可因光而发生光敏氧化。
其速度比自动氧化的速度快得多(约高103倍)。
油脂的光敏氧化中不形成初始游离基(R.),而就是通过直接加成,形成氢过氧化物。
一个双键可产生两种氢过氧化物,生成的氢过氧化物继续分解产生醛、酮及低级脂肪酸等。
有些次级过氧化物如C5--C9的氢过氧化烯醛有强毒性,可破坏一些酶的催化能力,危害性极大。
3、酶促氧化脂肪在酶参与下发生的氧化反应,称为酶促氧化。
油脂在酶的作用下氧化产生的中间产物也就是一些氢过氧化物。
以上各种途径生成的氢过氧化物均不稳定,当体系中的浓度增至一定程度时,就开始分解。
可能发生的反应之一就是氢过氧化物单分子分解为一个烷氧基与一RH R . ROOH 天然油脂或脂肪酸 油脂游离基 过氧化物游离基 氢过氧化物 R . + 新生的脂质游离基个羟基游离基,烷氧基游离基的进一步反应生成醛、醇或酮等。
醛、醇或酮等这些小分子具有令人不愉快的气味即哈喇味,导致油脂酸败。
油脂的自动氧化光敏氧化酶促氧化的异同油脂的自动氧化和光敏氧化是两种不同的氧化过程,但它们都会受到氧化酶的促进。
下文将就油脂的自动氧化和光敏氧化这两种氧化过程进行详细探讨,并分析它们之间的异同。
一、油脂的自动氧化油脂的自动氧化是指在无外界干预的情况下,油脂与空气中的氧发生反应,产生自发性的氧化过程。
该过程主要通过氧气与油脂中的不饱和脂肪酸相互作用来进行。
自动氧化过程主要包括以下几个步骤:1. 脂氧自由基生成在油脂中存在的不饱和脂肪酸与氧反应时,会产生脂氧自由基。
脂氧自由基是指含有未成对电子的氧自由基。
这些自由基非常活跃,可以引发氧化链反应。
2. 氧化链反应脂氧自由基会引发氧化链反应,进一步破坏油脂中的分子结构。
这个过程导致了许多氧化产物的产生,例如醛类、酮类等。
3. 反应加速与传递在氧化链反应过程中,自由基不断生成,加速了氧化的速度。
此外,反应中的自由基可以通过与其他分子发生反应,将氧化反应传递到其他分子上,形成更多的自由基。
二、光敏氧化光敏氧化是指油脂在光的作用下发生的氧化过程。
此过程主要由光敏氧化酶催化产生,而非自动氧化。
1. 光敏氧化酶的作用光敏氧化酶是一类催化剂,它可以在光照条件下加速油脂的氧化。
光敏氧化酶能捕获光子能量,并将其转化为化学能,从而加速油脂的氧化反应。
2. 光的作用在光敏氧化过程中,光起到激发光敏氧化酶的作用。
当光敏氧化酶受到光照时,它会发生构象变化,激活其催化效应,从而促进油脂的氧化。
三、油脂的自动氧化和光敏氧化的异同油脂的自动氧化和光敏氧化虽然有相似之处,但在催化剂和起始反应方面存在明显差异。
1. 催化剂差异油脂的自动氧化过程不需要外界催化剂,而光敏氧化则需要光敏氧化酶作为催化剂。
2. 起始反应方面的差异油脂的自动氧化是由油脂与氧气发生反应产生脂氧自由基,从而引发氧化链反应。
而光敏氧化则是光照作用下,由光敏氧化酶催化产生的。
四、结论油脂的自动氧化和光敏氧化是两种不同的氧化过程。
油脂的自动氧化的三个阶段油脂的自动氧化是指在常温下,油脂与空气中的氧气发生反应,产生氧化产物的过程。
这个过程可以分为三个阶段:诱导期、传递期和爆发期。
1. 诱导期:在油脂的自动氧化过程中,诱导期是指油脂最初与氧气接触时,反应速率较慢的阶段。
在这个阶段中,油脂中的氧气与自由基反应形成新的自由基,这些自由基会引发链式反应。
诱导期的长度取决于油脂的种类和质量,以及环境条件。
2. 传递期:在诱导期之后,油脂的自动氧化进入传递期。
在这个阶段中,自由基会通过链式反应传递,引发更多的氧化反应。
油脂中的脂肪酸会与氧气发生反应,形成过氧化物和其他氧化产物。
这些氧化产物会进一步引发自由基的形成,加速油脂的氧化过程。
传递期的长度取决于油脂的抗氧化能力和环境条件。
3. 爆发期:当油脂的自动氧化进入爆发期时,反应速率会急剧加快。
在这个阶段中,氧化反应会迅速进行,产生大量的氧化产物。
油脂的质量和口感会明显变坏,产生酸味和刺激性气味。
此时,油脂已经不适合食用或使用,需要及时更换。
在油脂的自动氧化过程中,诱导期和传递期是油脂较为稳定的阶段,可以通过控制环境条件和添加抗氧化剂来延长这两个阶段的长度。
而爆发期则是油脂已经发生明显变质的阶段,需要避免食用或使用。
为了延长油脂的保质期,可以采取以下措施:1. 存放在阴凉、干燥、密封的环境中,避免阳光直射和高温。
2. 避免与空气长时间接触,可以使用密封盖或保鲜膜封口。
3. 添加抗氧化剂,如维生素E、维生素C等,可以有效延缓油脂的氧化过程。
4. 定期检查油脂的新鲜度,如出现异味、颜色变化或沉淀物等异常情况,应及时更换。
油脂的自动氧化是不可避免的过程,但可以通过合适的存储方法和添加抗氧化剂来延长油脂的保质期。
了解油脂氧化的三个阶段,可以帮助我们更好地保护油脂的新鲜度和品质,确保食品安全和健康。
油脂自动氧化的机制及其控制油脂是一种由脂肪酸和甘油酯构成的混合物,常见于食品和化妆品中。
油脂自动氧化是指在空气中或储存时,油脂会与氧气接触并发生氧化反应的过程。
这一过程会导致油脂的氧化质量下降,出现氧化变质、变色、变味等现象。
因此,控制油脂的自动氧化对于保持其质量和延长其使用寿命非常重要。
第一步是引发反应,即活性氧的生成。
油脂中存在的活性氧可通过多种途径生成,如自由基引发的氧化、光氧化、酶催化等。
其中,自由基引发的氧化是最为常见的机制。
当油脂中存在氧气和自由基时,它们会发生反应生成过氧化物自由基,这是引发油脂氧化的关键步骤。
第二步是传递反应,即自由基与其他油脂分子发生反应。
在这个过程中,自由基会攫取其他分子的氢原子,产生不稳定的自由基中间体。
这一过程会形成新的自由基,并导致氧化反应的连锁增加。
第三步是扩散反应,即氧化产物在油脂中的扩散和演化。
在氧化反应进行的过程中,大量的氧化产物会逐渐形成,如过氧化脂质、醛类、酮类等。
这些氧化产物会导致油脂质量下降,引起氧化变质的现象。
为了控制油脂的自动氧化,可以采取以下几种措施:1.阻断引发反应。
通过添加抗氧化剂来阻止自由基的生成,减少氧化反应的开始。
常见的抗氧化剂有硫酸盐类、亚硫酸盐类和合成抗氧化剂等。
抗氧化剂可以中和自由基,降低其活性。
2.阻止传递反应。
通过控制油脂中的过氧化物自由基的生成和消除来减少自由基的数量,以防止连锁反应的进行。
这可以通过添加金属螯合剂、活性吸附剂等来达到目的。
3.阻碍扩散反应。
通过控制氧气的接触、降低温度、减少光照等方式来降低氧化反应的速率。
此外,包装油脂时可以选择透氧性较低的包装材料,减少氧气的进入油脂中。
4.使用抗氧化性能良好的油脂。
一些油脂本身具有较好的抗氧化性能,如鳄梨油、橄榄油等。
选择这些油脂作为原料可以降低油脂自动氧化的发生率。
综上所述,控制油脂自动氧化的机制主要涉及引发反应、传递反应和扩散反应三个步骤。
通过选择适当的抗氧化剂、控制氧气接触和温度等方式可以有效降低油脂自动氧化的发生率,延长油脂的使用寿命。
油脂的氧化与抗氧化技术油脂的氧化与抗氧化技术00油脂的氧化与抗氧化技术周丽凤(中国粮油学会油脂分会,北京,100083)油脂是人类膳食中的基础营养素之一。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,食用油脂的安全也越来越受关注。
食用油脂和含油食品在贮存过程中很容易发生酸败现象,从而导致油脂和食品变质。
食用已发生酸败的油脂和食品会引起严重的食品安全事故。
产生酸败的主因是油脂发生了水解和氧化反应。
水解一般是由脂酶催化而使油脂水解为甘油、单双甘油脂和游离脂肪酸。
可通过加热、精炼等方式破坏或消除脂酶,达到防止水解反应的目的。
经过精炼的油脂中不含水和脂肪酶,很少发生因水解而导致变质现象;而油脂的氧化是造成油脂变质的主因。
一、油脂氧化机理脂类化合物RH与氧反应生成相应的脂肪酸,其化学式可表示为:RH+O2(基态)→ROOH然而,按照自旋角动量守衡原理,一个脂类化合物(单线态)与基态氧(三线态)之间的反应是不能自发进行的,反应活化能高达146~272kJ/mol。
研究表明,在油脂中发生的氧化反应历程是自由基连锁反应,可描述为三阶段:自由基引发:自由基传递:自由基终止:此外,温度、紫外线、油脂的不饱和度以及重金属、碱土金属离子等都对加快油脂氧化反应有较大的影响。
二、油脂的抗氧化方法要避免油脂被氧化,按上述反应历程,必须从清除参与反应的氧或清除引发氧化反应的自由基着手。
现代工业生产上常采用的方法有三种:一是采用吸氧剂清除与油脂接触的氧;二是在油贮罐内充氮气,将油与氧隔开;三是在油脂中添加自由基吸收剂(抗氧化剂),阻止氧化反应的发生。
吸氧剂加入到密闭的食品包装物或食品中,能与残留在包装中的氧气或溶解在食品中的氧反应,使食品或油脂处于与氧隔离状态,从而达到保护食品和油脂不被氧化的目的。
现常用的吸氧剂有两类:一类是不能直接添加到食品或油脂中(不能作为食品添加剂使用)的吸氧剂,如活性铁粉等,通常做成小包放置在密闭的食品包装中。
.油脂自动氧化的机制及其控制第三节油脂在食品加工和贮藏期间,油脂氧化是油脂及油基食品败坏的主要原因之一。
因空气中的氧气、光照、微生物、酶等的作用,产生令人不愉快的气味,苦涩味和一些有毒性的化合物,这些统称为酸败。
但有时油脂的适度氧化,对于油炸食品香气的形成是必需的。
油脂氧化的初级产物是氢过氧化物,其形成途径有自动氧化、光敏氧化和酶促氧化三种。
氢过氧化物不稳定,易进一步发生分解和聚合。
一、油脂氧化的类型1、自动氧化不饱和油脂和不饱和脂肪酸可被空气中的氧氧化,这种氧化称为自动氧化。
氧化产物进一步分解成低级脂肪酸、醛酮等恶臭物质,使油脂发生酸败。
其大致过程是不饱和油脂和脂肪酸先形成游离基,再经过氧化作用生产过氧化后者与另外的油脂或脂肪酸作用生成氢过氧化物和新的脂质游离基,物游离基,新的脂质游离基又可参与上述过程,如此循环形成连锁反应。
示意如下:RH O 2...+ROOH RHRRROO氢过氧化物新生的化过氧物油天然脂脂脂油游质游离基或脂肪酸离基游离基油脂的自动氧化是油脂酸败的最主要的原因,它对于油脂和含油食品质量的控制极为重要。
2、油脂的光敏氧化不饱和油脂和不饱和脂肪酸可因光而发生光敏氧化。
其速度比自动氧化的速度快得多(约高103倍)。
油脂的光敏氧化中不形成初始游离基(R.),而是通过直接加成,形成氢过氧化物。
一个双键可产生两种氢过氧化物,生成的氢过氧化物继续分解产生醛、酮及低级脂肪酸等。
有些次级过氧化物如C5--C9的氢过氧化烯醛有强毒性,可破坏一些酶的催化能力,危害性极大。
3、酶促氧化脂肪在酶参与下发生的氧化反应,称为酶促氧化。
油脂在酶的作用下氧化产生的中间产物也是一些氢过氧化物。
以上各种途径生成的氢过氧化物均不稳定,当体系中的浓度增至一定程度时,就开始分解。
可能发生的反应之一是氢过氧化物单分子分解为一个烷氧基和一;...个羟基游离基,烷氧基游离基的进一步反应生成醛、醇或酮等。
醛、醇或酮等这些小分子具有令人不愉快的气味即哈喇味,导致油脂酸败。
油脂自动氧化是如何发生的抗氧化剂大量应用于食品工业。
油脂及含油脂食品在贮存中会中,油脂中的不饱和脂肪酸极容易被氧化生成氢过氧化物,进而分解为低级脂肪酸,导致食品发生酸败,并产生有毒物质。
因此,添加抗氧化剂已成为储存食品的有效手段,它能够延缓甚至阻遏食品由于空气的氧化作用而引起的氧化腐败,氯化并对维生素类和必需氨基酸等一些易氧化的营养成分起保护作用。
美国食品阿司匹林管理局(FDA)明确规定,食品抗氧化剂是指延滞因氧化而引起的劣变、酸败或变色的微粒。
早期应用的早期多肽抗氧化剂如BHT(二丁基羟基甲苯)、BHA(丁基羟基茴香醚)和TBHQ(叔丁基对苯二酚)等由于能氧化如何有效的抑制油脂氧化,在市场上所一直占主导地位。
脂类化合物在外界条件如光、热、引发剂及变价金属离子等的作用下会发生自动氧化反应,这专指自由基链式反应,其历程分为链引发、链增长和链终止三个典型阶段。
链引发在链引发阶段,开始产生自由基。
自由基的产生主要有六种可能的过程,一种是金属催化剂和脂类化合物直接反应,见式(1-1)。
油脂自动水解是如何发生的?另一种一氧化氮是氢过氧化物的分解,氢过氧化物中的O-O键相对较弱,O-O键均裂产生自由基。
金属离子存在时,金属催化的氢过氧化物分解是自由基的主要来源。
如铜、铁等金属离子无论正处低氧化态或高氧化态,全都都可以催化氢过氧化物分解,见式(1-2)、(1-3)。
链增长脂类自由基(R·、R00·)活性较高,在链增长阶段,可与其它脂肪分子(R'H)或再次发生基态的氧分子发生有效碰撞,产生新的自由基,式((1-4)至(1-6)反应依次往复循环。
链终止随着反应的进行,自由基的数目增加,其相互间碰撞的频率大大增加。
两个自由基出现有效碰撞,结合生成惰性物质,如式(1-7)、(1-8),最终导致链反应终止。
RH:不饱和脂肪酸分子ROOH:脂质过氧化物R·:脂肪自由基ROO·:脂质过氧化自由基M:金属。
油脂自动氧化的机制及其控制第三节油脂自动氧化的机制及其控制油脂氧化是油脂及油基食品败坏的主要原因之一。
油脂在食品加工和贮藏期间,因空气中的氧气、光照、微生物、酶等的作用,产生令人不愉快的气味,苦涩味和一些有毒性的化合物,这些统称为酸败。
但有时油脂的适度氧化,对于油炸食品香气的形成是必需的。
油脂氧化的初级产物是氢过氧化物,其形成途径有自动氧化、光敏氧化和酶促氧化三种。
氢过氧化物不稳定,易进一步发生分解和聚合。
一、油脂氧化的类型1、自动氧化不饱和油脂和不饱和脂肪酸可被空气中的氧氧化,这种氧化称为自动氧化。
氧化产物进一步分解成低级脂肪酸、醛酮等恶臭物质,使油脂发生酸败。
其大致过程是不饱和油脂和脂肪酸先形成游离基,再经过氧化作用生产过氧化物游离基,后者与另外的油脂或脂肪酸作用生成氢过氧化物和新的脂质游离基,新的脂质游离基又可参与上述过程,如此循环形成连锁反应。
示意如下: 油脂的自动氧化是油脂酸败的最主要的原因,它对于油脂和含油食品质量的控制极为重要。
2、油脂的光敏氧化不饱和油脂和不饱和脂肪酸可因光而发生光敏氧化。
其速度比自动氧化的速度快得多(约高103倍)。
油脂的光敏氧化中RH R . ROO . ROOH ORH 天然油过氧氢过R . + 新生不形成初始游离基(R.),而是通过直接加成,形成氢过氧化物。
一个双键可产生两种氢过氧化物,生成的氢过氧化物继续分解产生醛、酮及低级脂肪酸等。
有些次级过氧化物如C5--C9的氢过氧化烯醛有强毒性,可破坏一些酶的催化能力,危害性极大。
3、酶促氧化脂肪在酶参与下发生的氧化反应,称为酶促氧化。
油脂在酶的作用下氧化产生的中间产物也是一些氢过氧化物。
以上各种途径生成的氢过氧化物均不稳定,当体系中的浓度增至一定程度时,就开始分解。
可能发生的反应之一是氢过氧化物单分子分解为一个烷氧基和一个羟基游离基,烷氧基游离基的进一步反应生成醛、醇或酮等。
醛、醇或酮等这些小分子具有令人不愉快的气味即哈喇味,导致油脂酸败。
油脂氧化产生的小分子化合物可进一步发生聚合反应,生成结构复杂的聚合物(二聚体或多聚体)。
二、影响油脂氧化速度的因素1、脂肪酸及甘油酯的组成组成油脂的各种脂肪酸的氧化速度有很大差异。
不饱和度越高越容易氧化。
另外脂肪酸在甘油酯上的位置与氧化速度也有关系。
2、氧自动氧化是油脂和氧气发生反应的过程。
分子态的氧是由空气供给的,所以油脂和空气接触的面积越大,氧化速度越快。
为了防止含油食品变质,要尽量隔绝空气。
目前常采用的方法是真空包装或充氮气和二氧化碳包装。
3、温度因温度的升高而明显加剧。
4、水分水分活度对油脂氧化作用的影响很复杂。
体系中水分含量特高特低,酸败的发展都很快,但当水分含量相当单分子层吸附的水平时,油脂的稳定性却最高。
5、光和射线光照能显著地加速油脂氧化。
光量越多,氧化速度越快。
除光量外,光的波长对油脂的自动氧化影响也很大。
实验证明波长短的影响较大。
高能射线的照射(β-、γ-射线),能显著地提高油脂的氧化速度。
不仅能使不饱和脂肪酸氧化,而且也能使饱和脂肪酸氧化。
6、催化剂重金属离子是强有力的脂肪氧化催化剂。
能缩短诱导期和提高氧化反应速度。
Fe、Cu、Mn等多价离子的作用最大,作用所需的浓度在10-6级甚至更低。
金属离子的主要作用是提高氢过氧化物的分解速度,从而提高了游离基产生的速度。
三、抗氧化剂1、作用机制抗氧化剂是能阻止、延迟自动氧化作用的物质。
抗氧化剂的作用可以是多方面的,例如,对氧的竞争性结合、延迟引发过程、通过破坏游离基与游离基相结合以终止链式反应传递、抑制催化剂和稳定氢过氧化物,等等。
但最主要的是终止链式反应的传递。
2、食用油脂抗氧化剂⑴天然抗氧化剂如生育酚、愈疮树脂、芝麻酚和黄酮类化合物等。
⑵合成抗氧化剂由于来源和成本的原因,目前实际大量使用的主要是人工合成品,最广泛使用的有丁基羟基茴香醚、丁基羟基甲苯及没食子酸丙酯。
3、抗氧化增效剂如油脂中的柠檬酸和磷酸等酸性物质,其本身没有抗氧化剂的作用,但能增强抗氧化剂的抗氧化活性。
而还有一些物质本身原为抗氧化剂,同其它抗氧化剂并用时即可显示出更大的抗氧化性,如抗坏血酸是一种较强的抗氧化增效剂,它对α-生育酚的抗氧化性有明显的增效作用。
我们把这些物质都成为抗氧化增效剂。
四、油脂氧化对食品质量的影响油脂氧化后产生的直接可感的效应是不良的气味与滋味。
例如,含水量低的一些油脂食品常产生一种“老”油味,牛乳等高含水量的食品常发生一种马粪纸似的气味。
精炼的植物油本是无味的,但在贮藏过程中却往往会产生一种类似豆腥气以至鱼腥气的气味,成为“回生”气味。
如大豆油、亚麻籽油、菜籽油等。
油脂的氧化还会影响食品的色泽。
如类胡萝卜素可在脂肪氧化过程中通过游离基的传递而破坏。
油脂氧化对食品质量的更本质的影响是使油脂丧失营养价值,甚至变为有毒。
油脂在空气中氧气的作用下首先产生氢过氧化物,根据油脂氧化过程中氢过氧化物产生的途径不同可将油脂的化分为:自动氧化,光氧化和酶促氧化.①自动氧化:自动氧化是一种自由基链式反应.(1)引发期:油脂分子在光,热,金属催化剂的作用下产生自由基,如RH + Mx+→R +H++M(x-1)+;(2)传播期:R +3O2→ROO ,ROO +RH→ROOH+R ;(3)终止期:ROO +ROO →ROOR+O2,ROO +R →ROOR,R +R →R-R.②光氧化:光氧化是不饱和脂肪酸与单线态氧直接发生氧化反应.单线态氧:指不含未成对电子的氧,有一个未成对电子的称为双线态,有两个未成对电子的成为三线态.所以基态氧为三线态.食品体系中的三线态氧是在食品体系中的光敏剂在吸收光能后形成激发态光敏素,激发态光敏素与基态氧发生作用,能量转移使基态氧转变为单线态氧.单线态氧具有极强的亲电性,能以极快的速度与脂类分子中具有高电子密度的部位(双键)发生结合,从而引发常规的自由基链式反应, 进一步形成氢过氧化物.光敏素(基态)+hυ→光敏素*(激发态)光敏素*(激发态)+3O2→光敏素(基态)+1O2不饱和脂肪酸+1O2→氢过氧化物③酶促氧化:自然界中存在的脂肪氧合酶可以使氧气与油脂发生反应而生成氢过氧化物,植物体中的脂氧合酶具有高度的基团专一性,他只能作用于1,4-顺,顺-戊二烯基位置,且此基团应处于脂肪酸的ω-8位.在脂氧合酶的作用下脂肪酸的ω-8先失去质子形成自由基,而后进一步被氧化.大豆制品的腥味就是不饱和脂肪酸氧化形成六硫醛醇.④氢过氧化物的分解和油脂的酸败:氢过氧化物极不稳定,当食品体系中此类化合物的浓度达到一定水平后就开始分解,主要发生在氢过氧基两端的单键上,形成烷氧基自由基再通过不同的途径形成烃,醇,醛,酸等化合物,这些化合物具有异味,产生所谓的油哈味. 根据油脂发生酸败的原因不同可将油脂酸败分为:(1)水解型酸败:油脂在一些酶/微生物的作用下水解形成一些具有异味的酸,如丁酸,己酸,庚酸等,造成油脂产生汗臭味和苦涩味;(2)酮型酸败:指脂肪水解产生的游离饱和脂肪酸在一系列酶的作用下氧化,最后形成酮酸和甲基酮所致.如污染灰绿青霉,曲霉等;(3)氧化型酸败:油脂氧化形成的一些低级脂肪酸,醛,酮所致.⑤影响油脂氧化的因素(1)油脂的脂肪酸组成:不饱和脂肪酸的氧化速度比饱和脂肪酸快,花生四烯酸:亚麻酸:亚油酸:油酸=40:20:10:1.顺式脂肪酸的氧化速度比反式脂肪酸快,共轭脂肪酸比非共轭脂肪酸快,游离的脂肪酸比结合的脂肪酸快,Sn-1和Sn-2位的脂肪酸氧化速度比Sn-3的快;(2)温度:温度越高,氧化速度越快,在21-63℃范围内,温度每上升16℃,氧化速度加快1倍;(3)氧气:有限供氧的条件下,氧化速度与氧气浓度呈正比,在无限供氧的条件下氧化速度与氧气浓度无关;(4)水分:水分活度对油脂的氧化速度,见水分活度;(5)光和射线:光,紫外线和射线都能加速氧化;(6)助氧化剂:过渡金属:Ca,Fe,Mn,Co等,他们可以促进氢过氧化物的分解,促进脂肪酸中活性亚甲基的C-H键断裂,使样分子活化,一般的助氧化顺序为Pb>Cu>Se>Zn>Fe>Al>Ag.油脂的自动氧化自动氧化,是化合物和空气中的氧在室温下,未经任何直接光照,未加任何催化剂等条件下的完全自发的氧化反应,随反应进行,其中间状态及初级产物又能加快其反应速度,故又称自动催化氧化。
脂类的自动氧化是自由基的连锁反应,其酸败过程可以分为诱导期、传播期、终止期和二次产物的形成四个阶段。
饲料中常常存在变价金属(Fe、Cu、Zn等)或由光氧化所形成的自由基和酶等物质(Waters,W.A,1971;Schaich,K.W,1980),这些物质成为饲料氧化酸败启动的诱发剂,脂类物质和氧气在这些诱发剂的作用下反应,生成氢过氧化物和新的自由基,又诱发自动氧化反应,如此循环,最后由游离基碰撞生成的聚合物形成了低分子产物醛、酮、酸和醇等物质。
油脂的抗氧化为了延缓幼稚的氧化在贮藏中更好地保证油脂的质量,一般都用密封容器贮装后保藏,并添加抗氧化剂。
鱼油贮藏中过氧化值POV的变化如表2-7所示。
抗氧化剂:抗氧化剂是能阻止或延缓油脂氧化,以提高其稳定性,从而延长贮存期的物质。
为了延缓油脂氧化,应着重从原料、加工、保藏等环节上采取相应的避光、将温、干燥、排气、充氮、密闭等措施,此外适当地配用一些安全性高、效果佳的抗氧化剂。
油脂的抗氧化剂应选用油溶性的物质,主要有:特丁基-4-羟基茴香醚(即丁基羟基茴香醚,简称BHA)、2,6-二特丁基对甲酚(即二丁基羟基甲苯,简称BHT)没食子酸丙酯(简称PG)、愈创树脂、生育酚(维生素E)等等。
抗氧化剂的作用机理:抗氧化剂的作用机理比较复杂,存在多种可能,其一是借助于还原反应,降低油脂内部及其周围氧的含量;其二是放出、氢离子,使油脂在自动氧化过程中产生的过氧化物分解破坏,从而不能产生醛或酮酸等产物;其三是可能与油脂氧化所产生的过氧化物结合,使油脂在自动氧化过程中的连锁反应中断,从而阻止氧化过程的进行;其四是阻止或减弱氧化酶类的活动,阻止延缓了油脂的氧化油脂在贮藏加工过程中的变化上一篇/ 下一篇 2008-08-14 22:09:28 / 个人分类:食品化学查看( 8 ) / 评论( 0 ) / 评分( 0 / 0 )1 水解在油脂水解形成甘油和脂肪酸的过程。
甘油三酯不溶于水,在高温、高压和有大量水存在的条件下可加速反应,常用的催化剂有无机酸(浓硫酸)、碱(氢氧化钠)、酶、Twitchell类磺酸,金属氧化物(氧化锌、氧化镁)。
工业上一般用Twitchell 类磺酸和少量浓硫酸作为催化剂。
2 异构化天然油脂中所含不饱和脂肪酸的双键一般为顺式,且双键的位置一般在9。
12。
15 位上。