Диссертация (Повышение качества грецких орехов, реализуемых в розничной торговой сети, и разработка алгоритма прогнозирования их лежкоспособности), страница 7

Активизация процессаавтоокисления жиров в первую очередь обусловлена высоким содержанием в ядрах ореховжира и преобладанием ненасыщенных жирных кислот. Чем выше непредельность жирныхкислот липидной фракции, тем выше риски снижения качества орехов и тем выше скоростьпротекания процесса автоокисления [7, 15].В процессе окисления ненасыщенных жирных кислот образуются продуктыокисления – первичные и вторичные – перекиси, гидроперекиси, альдегиды, кетоны,оксикислоты и т.п. Накопление продуктов окисления ведет к появлению неприятных запахаи вкуса – салистого, окисленного, рыбного, прогорклого [243].Продукты глубокого окисления жиров не только снижают биологическую ипищевую ценность продукта, но и оказывают токсичное действие на организм человекадаже при низких концентрациях, они обладают цитотоксическим и проатерогеннымдействием [278], а также канцерогенным, мутагенным, воспалительным действием, могутоказывать влияние на изменение ДНК, вызывать ускоренное старение организма исердечно-сосудистые заболевания [279].

Температура, наличие света, кислорода воздуха,металлов, свободных радикалов, свободных жирных кислот, пигментов, ферментовявляются потенциальными факторами, инициирующими окисление жиров [177].28Процесс окисления жиров состоит из основных стадий – инициирования реакции,развития и обрыва цепи. Наиболее реакционноспособными являются полиненасыщенныежирные кислоты. Причем чем выше степень ненасыщенности, тем быстрее протекаетокислительная реакция и тем быстрее накапливается количество продуктов окисления.Скорость процесса окисления олеиновой, линолевой и линоленовой кислоты соотноситсякак 1:40 и 50:100.

Скорость реакции между кислородом и олеиновой, линолевой илиноленовой кислотами равна 5,3×104, 7,3×104 и 10,0×104 М-1с-1 соответственно. Поэтомуорехи, содержащие в своем составе большую долю линолевой и линоленовой кислот, легкоподвергаются окислительной порче [182].Грецкие орехи отличатся от остальных видов самым высоким содержанием жира иполиненасыщенных жирных кислот. Основной жирной кислотой грецкого ореха являетсялинолевая, которая в большой степени подвержена окислению. В процессе автоокислениялинолевой и линоленовой кислот образуются конъюгированные продукты, которые в своюочередь еще более реакционноспособны [182]. Первичные продукты окисления (пероксидыи гидропероксиды) относительно стабильны, но в присутствии кислорода и металлов илипри воздействии высоких температур они превращаются в альдегиды, кетоны,оксикислоты, эфиры и спирты [243].

В процессе окислительных превращений пероксиды игидропероксиды при достижении определенного уровня преобразуются во вторичныепродукты окисления, таким образом перекисное число масла начинает снижаться [207].Накопление вторичных продуктов окисления характеризуется р-анизидиновым итиобарбитуровым числами [278].Среди летучих вторичных продуктов окисления линоленовой кислоты выделяютальдегиды (пропаналь, бутаналь, 2-бутеналь, 2-пентеналь, 2-гексеналь, 3,6-нонадиеналь,декатриеналь), карбоновые кислоты (метил гептаноат, метил октаноат, метил нонаноат),углеводороды (пентан, этан).

Летучими продуктами окисления линолевой кислотыявляются альдегиды (пентаналь, гексаналь, 2-октеналь, 2-ноненаль, 2,4-декадиеналь),аналогичные карбоновые кислоты, спирты (1-пентанол, 1-октен-3-ол), углеводороды(пентан) [180]. Олеиновая кислота окисляется с образованием альдегидов (октаналь,нонаналь, деканаль), карбоновых кислот, спиртов (1-гептанол), углеводородов (гептан,октан). Гексаналь (23,5 %), пентан, 2,4-декадиеналь, 2-деканаль (34,3 %), 2-гептаналь(29,5 %) являются основными летучими продуктами окисления масел, обусловливающимиизменение их органолептических характеристик [182]. Скорость автоокисления возрастаетсоответственно с повышением температуры и концентрации кислорода, а также придоступе света.Орехи обладают биологическими механизмами стабилизации окислительных29процессов, используя собственные антиоксиданты.

В качестве антиоксидантов выступаютфосфолипиды, каротиноиды, фенольные вещества, стеролы, токотриенолы и токоферолы,аскорбиновая кислота, являющиеся естественными компонентами растительных клеток.Антиоксидантыобусловливаютторможениепроцессовавтоокислениянаэтапеиндукционного периода. Чем выше содержание антиоксидантов, тем продолжительнейиндукционный период процесса окисления [184].Наиболее сильными антиоксидантными свойствами обладают фенольные вещества,способные отдавать атом водорода. Антиоксидантная активность фенолов наиболееактивно проявляется в присутствии аскорбиновой и лимонной кислот, выступающих вкачестве антиоксидантов самих фенолов.

Аскорбиновая и лимонная кислоты проявляютсвою собственную антиоксидантную активность путем превращения металлов (в основномжелеза и меди) в нерастворимые комплексы, либо препятствуют образованию соединениймежду металлами и гидропероксидами [87, 151, 266].Токоферолытакжеобладаютвысокойантиокислительнойспособностью.Антиокислительная способность токоферолов основана на более быстрой скорости реакциимежду токоферолами и пероксидными радикалами (от 104 до 109 М-1с-1), по сравнению соскоростью реакции между пероксидными радикалами и жирами (от 10 до 60 М -1с-1). Однамолекула токоферола может защитить от окисления от 103 до 108 молекулполиненасыщенных жирных кислот. Токоферолы отдают атом водорода пероксидномурадикалу, образуя гидропероксид и токоферольный радикал. При этом токоферольныйрадикал более стабилен по сравнению с пероксидным радикалом из-за резонанснойструктуры[270].Антиоксидантнаяэффективностьтокофероловзависитотихконцентрации и изомерного состава [259].Таким образом, жиры ядер орехоплодных претерпевают в процессе хранениязначительные химические изменения, сопровождающиеся накоплением продуктовокисления.

Некоторые виды орехоплодных от интенсивного протекания окислительныхпроцессов защищает естественная оболочка – скорлупа. Ядра грецких орехов надежнозащищены в процессе роста перикарпием, который при созревании растрескивается иотпадает от плода. Целый вызревший плод надежно защищен от внешних воздействийэндокарпием – скорлупой. В процессе первичной обработки грецких орехов для получениятоварного продукта – ядра грецкого ореха, орехи очищают от скорлупы (эндокарпия), врезультате чего теряется природная защита ядер от воздействия факторов внешней среды[52].

Орехи в скорлупе имеют более длительные сроки годности по сравнению с орехамибез скорлупы [214]. Целые ядра грецкого ореха защищены пелликулой (тонкой пленкой),которая содержит большое количество фенольных и дубильных веществ, защищающих30ядро от активизации процессов автоокисления.

Процесс механической очистки грецкогоореха от скорлупы сопровождается не только значительным влиянием кислорода воздуха исвета, но и механическими повреждениями и нарушением целостности ореха.В производственных условиях орехи, как правило, хранятся на складах безобеспечения регулируемых температурно-влажностных условий [214]. Неконтролируемыеусловия могут привести к снижению качества орехоплодных, в том числе к потере массы,ухудшению текстуры, цвета и запаха, а также развитию плесеней и появлениюпрогорклости и других видов дефектов. Физико-химические критерии оценки качестваорехов при хранении не предусмотрены стандартами.Окислительная стабильность также является одним из важнейших показателей,характеризующих устойчивость масла к окислительным процессам и позволяет оценитьуровень окисления, при котором масло будет нельзя употреблять в пищу или масло будетнепригодно для использования в процессе жарки или фритюре [187]. Время, при которомдостигается такой уровень окисления называется индукционным периодом и определяетсяпутем нагревания образца масла до определенной температуры и измерении физикохимических параметров масла с течением времени.

До того момента, как физикохимические параметры масла при постоянной повышенной температуре не начнутзначительно изменяться, и определяют индукционный период. Чем продолжительнейиндукционный период масла, тем более длительный срок годности оно имеет [198].Окислительная стабильность масла грецкого ореха по сравнению с маслами другихвидов орехов представлены в таблице 1.10. Как видно из таблицы 1.10, масло грецкогоореха имеет значительно более низкую окислительную стабильность, по сравнению смаслами миндаля и фундука, в основном из-за наличия большого количестваполиненасыщенных жирных кислот. Тем не менее, масло арахиса имеет еще болеекороткий индукционный период.

Наиболее часто применяемым физико-химическимпоказателем для определения индукционного периода является электропроводность масла[243]. Непродолжительный индукционный период масла грецкого ореха обусловливаетнизкий уровень лежкоспособности грецкого ореха и необходимость установлениякритериев оценки потенциальной лежкоспособности ядер грецкого ореха.С целью определения степени свежести растительных масел используютсястандартные физико-химические показатели.

На основе обобщения литературных данныхв таблице 1.11 представлены физические и химические характеристики масла свежегогрецкого ореха. Варьирование показателей обусловлено сортовыми особенностями,географическим местом произрастания и другими объективными параметрами.31Таблица 1.10 – Окислительная стабильность масел орехоплодныхМасло грецкого орехаМасло фундукаМасло арахисаМасло миндаляОкислительнаястабильность(индукционный период), ч2,99,51,54,7Перекисное число, ммоль½ О/кг масла0,9520,2341,2630,532Источник: составлено автором по данным [234]Таблица 1.11 – Физические и химические характеристики масла грецкого орехаПараметрПлотность при 25 °СКоэффициент преломленияНеомыляемые вещества, %Содержание свободных жирных кислот, %олеиновой кислотыПерекисное число, ммоль½ О/кг маслаСодержание конъюгированных диенов(К232)Содержание конъюгированных триенов(К270)р-анизидиновое числоСодержание насыщенных жирных кислот,мг/гСодержание мононенасыщенных жирныхкислот, мг/гСодержание полиненасыщенных жирныхкислот, мг/гЙодное числоОбщее содержание токоферолов, мг/кгОкислительная стабильность, чВеличина параметра0,9221,470,50-0,540,05-0,500,1-1,50,5-1,30,05-0,100,193-0,46280-110140-285620-780147,5-166,0260-6002,6-3,5Источник: составлено автором по данным [77, 190, 230, 272]Действующие стандарты на грецкие орехи ГОСТ 16833-2014 (UNECE STANDARDDDP-02:2001) «Ядро грецкого ореха.