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油脂自动氧化是如何发生的?

建明王勇.jpg

王勇,建明工业(珠海)有限公司,产品经理

浙江大学硕士,曾任职于国内著名微量元素生产企业

现为建明工业产品经理

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,油脂中的不饱和脂肪酸极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贮存食品的有效手段,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,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。

美国食品药物管理局(FDA)明确规定,食品抗氧化剂是指延滞因氧化而引起的劣变、酸败或变色的物质。早期应用的合成抗氧化剂如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)等由于能有效的抑制油脂氧化,在市场上一直占主导地位。

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,这属于自由基链式反应,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两种可能的过程,一种是金属催化剂和脂类化合物直接反应,见式(1-1)。

链引发.jpg 

另一种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、铁等金属离子无论处于低氧化态或高氧化态,都可以催化氢过氧化物分解,见式(1-2)、(1-3)。

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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。

链增长.jpg

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。两个自由基发生有效碰撞,结合生成惰性物质,如式(1-7)、(1-8),最终导致链反应终止。

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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


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