산패 (123)

산패

 

정의

   유지 or 유지를 함유한 식품

                  ▼

   공기 중에 장시간 노출 or 고온에서 가열

                  ▼

   맛과 색상이 나빠지며 이취가 발생하는 변질의 일종

 

 

산패의 영향

   1. 식품의 품질을 저하 (이취, 유지의 점도 증가)

   2. 영양소를 파괴

   3. 독성물질 생성

   4. 발연점, 인화점, 연소점 저하

   5. 비중, 점도 증가

   6. 비누화가 감소, 요오드가 감소

      산패 → 중합 증가 → 분자량 증가 → 비누화가 감소

                              → 이중결합 감소 → 요오드가 감소

 

 

구분

   1. 가수분해적 산패

     1) 유지 + 수분, 산, 알칼리, 지방분해효소 → 분해 (유리지방산, glycerol 생성)

     2) 튀김 공정 시 높은 유지의 온도 + 식품에서 유입된 수분 → 산패 진행

     3) 수분함량이 높고 저급지방산 함량이 높은 낙농제품, 팜유 등에서 잘 발생한다.

     4) 가수분해에 의해 발생하는 산패취는 산화에 의한 산패취보다 강하다

     5) 지방산 별 산패취 강도

        bytyric acid ＞ caproic acid ＞ capric acid ＞ lauic acid

 

 

   2. 산화적 산패

     1) 자동산화(auto-oxidation)

       ① 유지가 가열되지 않고 자연발생적으로 산소를 흡수함으로써 발생하는 산화과정

          → 유지 or 유지함유식품의 저장 중에 주로 발생   

       ② 유지의 불포화 지방산 + 공기 중의 산소(삼중항 산소)  → 산화 (과산화생성물 생성)

       ③ 빛, 열, 금속이온 등이 이 과정을 촉진

       ④ 자동산화에 의해 생성된 free radical이 추가적인 자동산화의 연쇄반응을 유도

       ⑤ 유도기간 후 → 유지가 산소를 흡수하는 속도가 급격하게 상승 → 과산화물(hydroperoxide) 생성

       ⑥ 이중결합의 전위 발생 : 비공액 → 공액

       ⑦ 유지의 점도 증가, 영양소(Via.A, carotene류)파괴, 유독성 carbonyl화합물 생성

       ⑧ 기작

          a. 초기 단계 (유지에서 수소 제거, free radical 생성)

             RH → Rㆍ + Hㆍ

          b. 전파 단계 (과산화 radical 생성, hydroperoxide 생성)

             Rㆍ + O2 → ROOㆍ

             ROOㆍ + RH → ROOH + Rㆍ

          c. 종료 단계 (carbonyl 화합물-alcohol, aldehyde, ketone- 생성)

             Rㆍ + Rㆍ →  R - R

             Rㆍ + ROOㆍ → ROOR

       ⑨ 억제방법

          a. free radical 불활성화 : phenol계 산화방지제 첨가 (BHA, BHT, PG)

          b. free radical 분해 : 황, 인, selenium화합물, methionine, phenothiazine 첨가

          c. 금속이온 봉쇄 : citric acid, tartaric acid, ascorbic acid, amino acid 첨가

          d. 활성산소 제거 : tocopherol, β-carotene, amine류, amino acid 첨가

          e. 냉장, 광 차단, 진공포장

 

     2) 가열 산화 (thermal oxidation)

       ① 유지 + 공기 중의 산소 + 높은 온도(140~200℃) → 산화

       ② 유지의 점도 증가, 거품 생성

       ③ 자동산화보다 산화속도가 빠름

       ④ 장시간 가열된 유지 → 유리 지방산 증가 → 발연점 저하

 

     3) 효소 산화

       ① 유지 + lipoxygenase or lipohydroxydase (콩류 또는 곡류에 존재) → 산화 (hydroperoxide 생성)

       ② 식품 조직 손상(착유, 파쇄, 냉동 등) → 조직 내 효소 용출 → 산화

 

     4) 광 산화 (photosensitized oxidation)

       ① 식품에 함유된 감광체와 빛의 존재 하에 촉진되는 유지의 산화

       ② 감광체의 에너지 → 삼중항 산소(triplet oxygen)에 전달 → 일중항 산소(singlet oxygen) 생성 → 산화

       ③ 감광체 : chlorophyll, riboflavin, heme화합물

 

 

   3. 기타

     1) 미생물에 의해 생성된 ketone에 의한 이취

 

     2) 외부 냄새를 흡수하여 발생하는 이취

 

     3) 변향

       ① 산패가 발생하기 전 풋내 or 비린내가와 같은 이취가 발생하는 현상

       ② 산화분해에 의하여 저급 aldehyde가 생성됨에 따라 발생

       ③ linolenic acid를 함유하는 대두유에서 주로 발생

 

 

 

 

유지 산화의 영향요소

   1. 물리적 인자

     1) 온도

       ① 가공·저장 온도에 비례하여 산화 촉진

       ②  0℃ 이하에서도 산화 촉진

     2) 광선

       ① 가시광선, 자외선(380㎚), γ-선은 산화 촉진

       ② 광선은 과산화물의 분해 촉진 → 이취 증가

     3) 산소분압 : 150 mmHgO2 이하에서는 낮을수록 산화속도 저하

 

 

   2. 화학적 인자

     1) 유지

       ① 이중결합 수(불포화도)가 많을수록 산패가 촉진

       ② cis형 > trans형

       ③ 비공액 > 공액

 

     2) 산화촉진제

       ① heme화합물(hemoglobin, cytochrome)

       ② 감광물질(chlorophyll),

       ③ 효소

          - lipoxygenase, lipohydroperoxidase : 두류, 곡류 등에 분포

          - lipoxygenase : 상온에서 작용

                              : 불포화지방산 → 과산화물 생성 (촉매)

          - lipohydroperoxidase : 가열시 활성화

                                       : 과산화물의 분해 (촉매)

      ④ 소금 및 기타 염류 : NaCl, NaNO2

          

 

     3) 항산화제

       ① 천연 항산화제 : phospholipid(lecithin, cephalin), tocopherol, seasamol, flavonoid

       ② 합성 항산화제 : BHT(butylated hydroxytoluene), BHA(butylated hydroxyanisole), propyl gallate

       ③ 상승제(synergist) : 산화방지제와 함께 존재 시 산화억제 효과를 증가

                                  : ascorbic acid, citric acid, phytic acid, methyl mercapto succinic acid, 중합인산염

 

     4) 금속의 영향 : 산화환원반응이 쉬운 금속 (Co, Cu, Fe, Mn, Ni)은 미량으로도 유지의 산화를 촉진

 

     5) 수분의 영향

       ① 단분자막을 형성할 수 있을 정도의 수분 → 산화 억제

       ② 그 외 수분함량 범위 → 산화 촉진

 

     6) 유리지방산 : 미량 존재하는 hydroperoxide나 유리지방산은 그 자체가 품질저하 요인이며

                         자동산화를 촉진한다.