Сущность процесса разложения жиров микроорганизмами, его значение в пищевой промышленности
Различают природные жиры животного и растительного происхождения и жировые продукты промышленного производства (маргарин, майонез). Топленые животные жиры и растительные масла содержат очень незначительное количество влаги и являются неблагоприятной средой для большинства микробов.
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Под действием разнообразных физических и химических факторов внешней среды, а также микроорганизмов, жиры могут подвергаться значительным трансформациям. Первая стадия их разрушения - гидролиз, осуществляется ферментом липазой.
С3Н5(С18Н35O2)3 + 3Н2O → С3Н5(ОН)3 + 3С18Н36O2
Тристеарин стеариновая
глицерина кислота
Естественные жиры и жирные масла растительного и животного происхождения представляют собой твёрдые и полутвёрдые (жиры) или жидкие (масла) триглицериновые смеси. Животные жиры, кроме жиров морских животных и молочного жира, состоят из насыщенных высших жирных кислот: пальмитиновой и стеариновой, а растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: масляную, линолевую, линоленовую.
В процессах ферментативного расщепления жиров могут участвовать не только микроорганизмы, разрушающие жиры, но и ферменты, содержащиеся в самих пищевых продуктах. Испорченные жиры и масла называют прогорклыми. Из-за неприятного запаха и вкуса они непригодны для питания людей. Прогорклость жира вызывается окислительными и гидролитическими процессами, которые чаще всего протекают одновременно. Главной причиной прогорклости является окисление ненасыщенных жирных кислот под действием липоксигеназ, что ведёт к образованию альдегидов и кетонов. Кислотная прогорклость происходит из-за гидролитического расщепления триглицеридов с освобождением жирных кислот. Низкомолекулярные жирные кислоты, например масляная кислота, которая содержится в большом количестве в маслах, является дуронопахнущей водорастворимой жидкостью с острым вкусом.
Глицерин, накапливаемый в жирах при полном их ферментативном гидролизе микроорганизмами, хорошо используется и потребляется бактериями.
Глицерин используется многими микроорганизмами и может быть полностью окислен до СО2 и Н2О. Жирные кислоты разрушаются медленнее и накапливаются в субстрате, в результате чего растет "кислотное число" жира в продукте, что свидетельствует об ухудшении его ткачества. В дальнейшем под действием микроорганизмов, обладающих, кроме липолитических ферментов (липаз), окислительным ферментом (липоксигеназой), катализируется окисление ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха. В результате образуются перекиси, оксикислоты, альдегиды, кетоны и др. вещества, придающие жиру специфические неприятные вкус (прогоркание) и запах. Промежуточные продукты в конечном счете окисляются до СО2 и Н2О.
Труднорасщепляемые жирные кислоты, освобождающиеся при разложении жира, переходят в субстрат, накапливаются и подвергаются дальнейшим превращениям.
Жирные кислоты, имеющие среднюю длину цепей с 4-12 атомами углерода, могут расщепляться бактериями и гифомицетами до метилкетонов, которые интенсивно воздействуют на органы чувств, так как они ответственны за неприятный запах и вкус прогорклых продуктов. Метилкетоны могут превращаться с помощью редуктаз грибов во вторичные спирты.
Порча фосфатидсодержащих пищевых продуктов происходит в результате гидролиза с образованием 3-метиламина N(CH3)3 , из которого путём окисления получается окись 3-метиламина, придающая характерный привкус рыбе.
В прогорклых жирах и маслах также встречаются моно- и диглицериды, окси- и гидрооксижирные кислоты, вторичные спирты и лактоны. Прогорклость воспринимается органами чувств человека как весьма неприятное свойство продукта. Даже незначительное содержание прогорклого жира может привести к невозможности потребления содержащих эти жиры пищевых продуктов. Например, прогорклое кокосовое масло, добавленное даже в очень малых количествах в выпекаемые изделия, отрицательно сказывается на вкусовых качествах готового продукта. Некоторые разрушающие жиры микроорганизмы (кокки, споровые бактерии, гифомицеты) образуют жёлтые, красные или коричневые жирорастворимые пигменты (красящие вещества), которые путём диффузии попадают в пищевой продукт и вызывают нежелательное окрашивание его.
Сливочное масло содержит много влаги, микробы развиваются как на поверхности масла, гак и внутри его. Гнилостные и другие бактерии, дрожжи, размножаясь на поверхности масла, разлагают белки и жиры, приводят к образованию штаффа (ярко-желтый слой). При длительном хранении масла на поверхности развиваются плесневые грибы (одиум, мукор и др.). Прогоркание масла вызывают жирорасщепляющие бактерии, горький вкус придают также продукты расщеплении белков протеолитическими бактериями и микрококками.
Возбудителями процессов разложения жира и жирных кислот являются разные бактерии и плесневелые грибы. Среди бактерий к возбудителям процессов разложения относятся роды Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, Proteus и Achromobacter. Все эти бактерии, кроме липаз, синтезируют и другие ферменты, расщепляющие белки и углеводы, поэтому они встречаются во многих пищевых продуктах. Психрофильные роды Pseudomonas и Achromobacter являются причиной порчи пищевых продуктов, содержащих жиры.
Из плесневелых грибов значительной липолитической активностью обладают виды Odium lactis , Cladosporium herbarum , Candida lipolitica, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и другие. Так как они менее требовательны к влажности, чем другие плесневелые грибы, они играют большую роль при разрушении жиров и масел, а также пищевых продуктов с большим содержанием жиров, таких, как орехи, майонезы, хлебобулочные изделия, масличные семена и другие, нанося большой ущерб.
Таким образом, при хранении жиров необходимо соблюдать меры безопасности, предотвращающие заражение питательных продуктов микробами.
Для повышения стойкости продукта к прогорканию, особенно при длительном хранении, используют холод. Для маргаринов разработаны специальные пастеризационные установки. В майонезы, которые особенно легко разрушаются бактериями, дрожжами гифомицетами, допускается в ограниченном количестве добавление химических консервантов ( бензойной кислоты и её дериватов). Благоприятные условия создаёт герметичная упаковка, так как разрушающие жир микроорганизмы являются в основном аэробами.
Список использованной литературы
1. Кугенев П. В. «Молоко и молочные продукты» М.:1985.
2. Парфирова Н. Е. «Молоко и здоровье» М.: Ураджай, 1972.
3. Соколовский В. П. «Молоко и здоровье» М.: Медицина, 1974.
4. Рогов И.А. и др. Химия пищи. –М.: КолосС, 2007. –853 с.: ил. –(Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). ISBN 978-5-9532-0408-8.
