Изменение липидов при хранении пшеничной муки
Липиды (от греческого lipos — жир) — группа природных соединений, нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях, образующих при гидролизе высокомолекулярные жирные кислоты. Наряду с белками, нуклеиновыми кислотами и углеводами липиды образуют четвертый класс соединений в живых клетках. Липиды, разнообразные по структуре вещества, объединены общим признаком — наличием высокомолекулярных жирных кислот и гидрофобностью.
По структуре липиды подразделяют на три группы: простые, сложные и производные липидов. К простым липидам относится только эфиры жирных кислот и спиртов. В состав сложных липидов кроме жирных кислот и спиртов входят другие компоненты различного химического строения. К производным липидам относятся в основном жирорастворимые витамины.
В результате ферментативных процессов под действием липазы, обладающей субстратной специфичностью, происходит гидролиз липидов. Максимальная активность липазы лежит в диапазоне значений pH от 5 до 8. При гидролизе, триацилглицеролов, в состав молекул которых входят преимущественно три разные жирные кислоты, образуются глицерин CH2OH-HOCH-CH2OH и ненасыщенные жирные кислоты, среди которых преобладают ненасыщенные триглицериды:
В состав простых липидов зерновых культур (пшеницы, ржи) входят гликолипиды, состоящие из остатков моноз. Гликолипиды выполняют структурные функции, им принадлежит важная роль в формировании клейковинных белков пшеницы, определяющих хлебопекарное достоинство муки. Чаще всего в молекулу гликолипидов входят D-галактоза, D-глюкоза, D-манноза. Ниже приведены структурные формулы гликолипидов, образованных галактозой или глюкозой и диацилглицерином:
В состав сложных липидов входят фосфолипиды, состоящие из остатков спиртов (глицерина, сфингозина), жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований (чаще всего холин [HO—CH2—CH2—(CH3)N]+OH или этаноламин HO—CH2—CH2—NН2), остатки аминокислот и некоторых других соединений. Общие формулы фосфолипидов, содержащих остатки глицерина и сфингозина, приведены ниже:
Массовая доля фосфолипидов в зерне пшеницы составляет 0,54 %, в зерне ржи — 0,6 %.
Липиды — наиболее лабильные компоненты муки, нестойкие при хранении.
Под влиянием фермента липазы триацилглицерины гидролизуются с образованием ди-, затем моноацилглицеринов и в итоге жирных кислот и глицерина
Гидролитический распад липидов зерна, муки, крупы — одна из причин ухудшения их качества, которая в итоге приводит к порче. Этот процесс особенно ускоряется при повышении влажности, температуры и активности липазы. Скорость и глубина гидролиза липидов характеризуется кислотным числом, т. е. количеством гидроксида калия, необходимым для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла. Для муки кислотное число не нормируется.
При хранении муки липиды, содержащие радикалы полиненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха. Продуктами окисления являются разнообразные по строению гидропероксиды:
Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы; в результат; их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: окси- и эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные с углеродной цепочкой различной длины. В ряду эфиров олеиновой (C1в18), линолевой (C2в18) и линоленовой (C3в18) кислот соотношение скорости окисления 1 : 27 : 77. Скорость окисления жиров уменьшается при понижении содержания кислорода в окружающей среде. Окисление липидов происходит и под действием биологических катализаторов — липоксигеназ и при участии фермента липазы.
Липаза осуществляет гидролиз триацилглицеринов, липоксигеназа катализирует образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот, в основном линолевой и линоленовой. Свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем их остатки, входящие в молекулы жира.
Окисление липидов сопровождается изменением не только глицеринов, но и сопутствующих веществ — каротиноидов, ксантофиллов. Глубокое окисление вызывает порчу продукта (мука, крупа, кондитерские изделия и т. д.).
Изменение липидов муки способствует увеличению ее кислотности при хранении.