Використання антиокислювачів дає можливість продовжити термін зберігання харчової сировини, напівпродуктів і готових продуктів, захищаючи їх від псування, викликаної окисленням киснем повітря.
Окислення масел і жирів - складний процес, що йде по радикально-ланцюговому механізму. Початковими (первинними) продуктами окислення є різноманітні за будовою пероксиди і гідропероксиди. Вони отримали назву первинних продуктів окислення. В результаті їх складних перетворень утворюються вторинні продукти окислення: спирти, альдегіди, кетони і кислоти з різною довжиною вуглецевого ланцюга, а також їх різноманітні похідні. На швидкість окислення впливають склад харчових систем, в першу чергу - склад і будова ліпідної фракції, вологість, температура, наявність металів змінної валентності, світло.
Дія більшості харчових антиокислювачів засноване на їх здатності утворювати малоактивні радикали, перериваючи тим самим реакцію автоокисления.
Речовини, що підсилюють дію антиокислювачів, - синергисти - самі зазвичай не мають антиокислювальні властивості. До них відносяться речовини, инактивирующие іони важких металів з утворенням комплексних сполук. У харчових системах зазвичай протікає комплекс реакцій, при цьому синергисти можуть проявляти властивості справжніх антиокислювачів.
У загальному вигляді механізм окислення жирів і дії антиокислювачів може бути представлений таким чином: вільний радикал R ', що утворився з жирної кислоти або її аціла, під впливом ряду факторів, взаємодіючи з киснем, утворює пероксид-радикал
здатний до взаємодії з іншого ненасиченої жирної кислоти або її ацил R-H; при цьому утворюється новий вільний радикал і гідропероксид
ROO '+ RH → ROOH + R'
Повільно протікають на початковому етапі реакції в міру накопичення гідропероксидів і їх розпаду з утворенням нових радикалів різко прискорюються:
2ROOH → ROO '+ RO' + H2 O
Введення антиоксиданту (АН) призводить до утворення нових радикалів А ', що відрізняються значно більшою стабільністю, ніж радикали R', що призводить до уповільнення реакції, а в кінцевому підсумку, за певних умов, до її різкого гальмування:
АН + R '→ A' + RH
АН + ROO '→ ROOH + А'
Механізм дії конкретного антиокислювача представлений на рис. 9.12.
Мал. 9.12. Механізм дії антиокислювача:
1 - антиоксидант; 2,4 - фрагмент вільного радикала жирної кислоти, 3,5 - малоактивні радикали, переривають мета окислення
Синергисти SH2 володіють здатністю відновлювати радикали А ', не реагуючи з радикалами ROO'
SH2 + 2А → S + 2АН
З природних антиокислювачів необхідно, в першу чергу, відзначити токофероли (Е306-Е309), які присутні в ряді рослинних масел.
Токофероли добре розчинні в оліях, стійкі до дії високих температур, їх втрати при технологічній обробці не великі. Вони є найважливішими природними антиоксидантами.
Аскорбінова кислота ЕЗОО, її натрієва Е301, кальцієва Е302 і калієва ЕЗОЗ солі застосовуються в якості антиокислювачів і синергистов при виробництві різних харчових продуктів.
Аскорбінова кислота застосовується для запобігання окислювального псування жирових продуктів, зокрема маргарину, пряжених жирів, діючи не безпосереднє як антиоксидант, а, будучи в першу чергу синергистом, - відновлюючи фенольні сполуки і пов'язуючи метали.
Введення водорозчинних аскорбінової кислоти і її солей в жирові і інші харчові продукти підвищує, крім того, їх харчову цінність.
Похідні аскорбінової кислоти - аскорбілпальмітат Е304 і аскорбілстеарат ЕЗОЗ - жиророзчинні антиоксиданти с вітамінною активністю.
Ефіри аскорбінової кислоти і високомолекулярних жирних кислот ефективні при спільному використанні з лецитинами, токоферолами. Не впливають на смак, запах і колір харчових продуктів.
Ізоаскорбіновая (Еріторбовая) кислота Е315 і її натрієва, калієва та кальцієва солі (Е316, Е317, ЕЗ18) мають більш обмежене застосування, ніж аскорбінова кислота і її похідні. Чи не мають вітамінну активність. Еріторбовая кислота і її солі застосовуються в м'ясних продуктах з подрібненого м'яса, шинкових виробах, консервах. Максимальний рівень вмісту в цих продуктах 500 мг в кг; в рибних пресервах та консервах- 1500 мг / кг в перерахунку на кислоту.
Похідні галової кислоти: Пропілгалат Е310, октілгаллат ЕЗ 11, додецілгаллат Е312.
Пропілгалат - білий або світло-кремовий дрібнокристалічний порошок без запаху, гіркуватий на смак. У присутності іонів заліза колір змінюється на синьо-фіолетовий, забарвлення усувається додаванням лимонної кислоти. Погано розчинний у жирах. Октіл- і додецілгаллати - кристалічні речовини з гірким смаком, розчинні в жирах і маслах, нерозчинні у воді. Похідні галової кислоти - хороші анти-оксиданти. Основні сінергісти- лецитин і лимонна кислота.
Галлат застосовуються при виробництві рослинних і тваринних жирів (використовуваних в приготуванні харчових продуктів із застосуванням високих температур), кулінарних жирів, лярду, тваринного і риб'ячого жирів, сухого молока, сухих сумішей для тортів і кексів, сухих сніданків на зерновій основі, бульйонних кубиків.
Гваяковая смола (Е314) - нерозчинна у воді суміш альфа-, бета-гваякове кислот. Виділяється з виростає в тропіках дерева Guajacum offinales L або Guajacum sanctum L. Застосовується для стабілізації тваринних жирів.
Широке застосування в якості антиоксидантів знайшли похідні фенолів: трет-бутілгідрохінон; бутилгідроксіанізол; бутілгід-роксітолуол.
трет-Бутілгідрохінон (ТБГХ; TBHQ; 2-третбутіл-1,4 діоксібензол) Е319. Безбарвна кристалічна речовина, хороший антиоксидант, застосовується для стабілізації рослинних жирів, топленого масла, кулінарних жирів.
Бутилгідроксіанізол (БОА; ВНА) Е320. Складається з суміші двох ізомерів: 2 і З-третбутіл-4-гідроксіанізол. Один з найбільш часто вживаних антиоксидантів. Стійкий до високих температур, не розчинний у воді. Застосовується для стабілізації масел і жирів, пряжених жирів, шпику солоного, сухого молока, сумішей для кексів, концентратів супів. Активність зростає в присутності похідних галової кислоти, лимонної кислоти, аскорбінової кислоти.
Бутилгідрокситолуол (ионол; ВНТ; БОТ) Е321 один з найбільш поширених синтетичних антиокислювачів. Він застосовується для стабілізації рослинних масел, топленого жиру, кулінарних жирів. Іонол термостабилен і не руйнується при випічці виробів, обробці цукеркових мас.
Використання похідних фенолів у виробництві жирів дозволяє значно підвищити їх стійкість. Так, внесення бутилгідроксіанізол в кількості 0,01% від маси лярду підвищує його стійкість в 5-13 разів, внесення іонола в кулінарний жир підвищує його стійкість в 10-12 разів. Похідні фенолів вносяться в харчові продукти виключно в малих кількостях, їх ефективність тим більше, ніж довший індукційний період окислення. У той же час слід пам'ятати, що всі вони затримують процес окислення жирів тільки обмежений час.
Аноксомер Е323. Застосовується для стабілізації топленого і рослинних масел, кулінарних жирів. Термостабілен. Дозволено для застосування в Росії.
Лецитини Е322. Антиокислювачі, емульгатори. Їх будова і властивості були детально розглянуті раніше. Лецитини є антиоксидантами і синергистами окислення масел і жирів.
Лактат натрію Е325 - синергист антиокислювача, влагоудерживающий агент; лактат калію Е326 - синергист антиокислювача, регулятор кислотності. Лактати застосовуються в кондитерському виробництві, при виробництві морозива.
Етилендіамінтетраацетат кальцію-натрію Е385 - антиокислювач, консервант, комплексоутворювач і етилендіамінтетраацетат динатрій (трилон) Е386 - антиокислювач, консервант, синергист, комплексоутворювач.
Солі етилендіамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА) - це хороші комплексообразователи, здатні створювати стабільні комплекси з металами, що дозволяє використовувати їх для зв'язування слідів металів. Попереджають окислення аскорбінової кислоти в соках, потемніння картоплі, застосовуються для освітлення вина. Стабільність комплексів іонів металів з ЕДТА можна представити у вигляді наступного ряду:
Na + <Са ++ Кверцетин, дигідрокверцетин - похідні флавонов, отримують з кори дуба, модрини та з деяких інших рослин. Мають сильними антиокислювальними властивостями, які посилюються в присутності лимонної і аскорбінової кислот. Застосовуються при виготовленні спеціальних містять жири, для просочення пакувальних матеріалів.
Лимонна кислота Еззо і її солі - цитрати натрію Е331 (одно-, дво- і тризаміщені), калію Е332 (дво- і трехзамещенний), кальцію ЕЗЗЗ є регуляторами кислотності, стабілізаторами і комплексоутворювачами.
Винна кислота Е334 - синергист антиокислювачів, комплексоутворювач, солі винної кислоти - тартрати Е335, Е336, Е337 - комп-лексообразователі.
Глюкозооксидаза Е1102 - ферментний препарат, який застосовується в якості антиоксиданту.
Антиокислювальні властивості проявляють також деякі прянощі і їх екстракти: аніс, кардамон, коріандр, кріп, фенхель, імбир, червоний перець. Деякі з них підвищують стійкість жирів в два, три рази.