Właściwości
fizykochemiczne tłuszczów
zwierzęcych
Właściwości
fizykochemiczne tłuszczów
zwierzęcych
Skład tkanki tłuszczowej:
woda (2-21%),
białko (1,0-13%),
lipidy (74-97%),
substancje towarzyszące (do 0,1%)
fosfolipidy, woski, sterole,
karotenoidy,
witaminy,
enzymy
Ilościowy i jakościowy skład glicerydów w
tkance tłuszczowej jest zmienny i
uzależniony od:
gatunku,
rodzaju paszy,
stopnia utuczenia,
wieku,
płci,
rasy,
lokalizacji w tuszy,
warunków chowu (m.in. temperatury otoczenia),
ilości i jakości kwasów tłuszczowych.
Podstawowe kwasy tłuszczowe tłuszczów zwierząt
rzeźnych
Kwasy tłuszczowe nasycone
Laurynowy
Mirystynowy
Palmitynowy
Stearynowy
Arachinowy
C12:0
C14:0
C16:0
C18:0
C20:0
Kwasy tłuszczowe jednonienasycone - monoenowe
Palmitynooleinowy
Oleinowy
C16:1 n-9
C18:1 n-9
Kwasy tłuszczowe wielonienasycone - polienowe
Linolowy
Linolenowy
Arachidonowy
C20:2 n-6
C18:2 n-6
C20:4 n-6
Funkcje pełnione przez tłuszcz:
źródło energii,
źródło NNKT,
synteza niektórych witamin, hormonów,
rola strukturalna,
rola zapasowa,
termiczny izolator,
funkcja ochronna narządów wewnętrznych,
rola smakowo – zapachowa,
kształtowanie cech przetworów mięsnych
(smakowitość, soczystość, smarowność, poprawa
tekstury).
Szybkość odkładania się tłuszczu w tuszy:
tłuszcz okołonarządowy
(sadło, łój okołonerkowy, otoka, łój krezkowy i
sieciowy)
tłuszcz podskórny (słonina, podgardle, pachwina,
boczek)
tłuszcz międzymięśniowy
tłuszcz śródmięśniowy
Właściwości fizyczne
Gęstość – wielkość stała w określonej temperaturze dla
tłuszczów poszczególnych gatunków;
Temperatura topnienia – charakteryzuje zawartość
kwasów tłuszczowych, tym wyższa im więcej
długołańcuchowych kwasów tłuszczowych
Załamanie światła – pozwala na określenie identyczności i
składu tłuszczowców, współczynnik refrakcji tym wyższy im
wyższa zaw. długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i im
więcej kw. nienasyconych
Rozpuszczalność – tłuszcze rozpuszczają się całkowicie w
rozpuszczalnikach niepolarnych (nafta, eter, chloroform,
benzen) oraz w alkoholu i acetonie
Właściwości organoleptyczne
Cecha
Wymagania
Barwa
- tł. wieprzowy
- tł. wołowy i
cielęcy
- tł. barani
- biała z odcieniem kremowym, jasnoróżowym,
szarym
- kremowa do ciemnożółtej, matowa lub
szklista
- biała z odcieniem kremowym, jasnoróżowym,
matowa lub szklista
Konsystenc
ja
15-20 °C
- tł. wieprzowy
- ścisła do miękkiej
- tł. Wołowy
- ścisła do kruchej
- tł. barani
- ścisła do kruchej
- tł. cielęcy
- ścisła
Zapach
- swoisty dla każdego rodzaju tłuszczu
Powierzchnia
- sucha, czysta, nieznacznie wilgotna,
nielepka
Procesy poubojowe zachodzące w zwierzęcych
tkankach tłuszczowych należy rozpatrywać jako
zmiany w:
w surowcu tłuszczowym – słonina, sadło, łój
surowy, tłuszcz okołonarządowy i jelitowy
w surowcach tłuszczowych całkowicie lub
częściowo przetworzonych - słonina solona,
boczek wędzony
jako zmiany przechowalnicze w
spożywczych, topionych tłuszczach
zwierzęcych – smalec, łój topiony
Przemiany poubojowe zachodzące w tkance
tłuszczowej
Ze względu na charakter zmian rozróżnia się:
przemiany chemiczne:
- jełczenie hydrolityczne
- jełczenie oksydacyjne
przemiany fizyczne:
zmiana konsystencji – spadek temperatury
tuszy
- krystalizacja półpłynnych glicerydów
- usztywnienie i stwardnienie konsystencji
Jełczenie hydrolityczne
Surowce tłuszczowe oraz topione tłuszcze
zwierzęce w obecności wody i enzymów (lipaz)
ulegają procesowi hydrolitycznego rozpadu na
glicerol i wolne kwasy tłuszczowe
Proces może mieć charakter:
endogenny (lipaza pochodzenia tkankowego)
egzogenny (źródłem enzymów mikroorganizmy)
Reakcja hydrolizy trójglicerydów w obecności
wody i przy udziale lipaz jest odwracalna i
zachodzi stopniowo
Jełczenie hydrolityczne
Pośrednimi produktami reakcji są
wolne kwasy
tłuszczowe (mono i dwuglicerydy) oraz glicerol.
W
pierwszej kolejności rozkładowi ulegają wolne
kwasy tłuszczowe związane estrowo w skrajnych
pozycjach cząsteczki glicerolu
tłuszcz
lipazy
woda, energia
cieplna, katalizatory
wolne kwasy
tłuszczowe
jedno- i dwuglicerydy,
glicerol
Wpływ hydrolizy na właściwości
organoleptyczne
Uzależniony jest od charakteru uwalnianych kwasów
tłuszczowych:
- niższe kwasy tłuszczowe (C4 – C10) cechują się
odpychającym smakiem i zapachem (mydlanym)
- kwasy wielkocząsteczkowe (C14 – C20) są
organoleptycznie prawie niewyczuwalne, stąd
hydroliza wpływa stosunkowo w niewielkim stopniu
na właściwości organoleptyczne tkankowych
tłuszczów zwierzęcych
Jełczenie oksydacyjne w surowcach tłuszczowych
zachodzi:
w czasie krótkotrwałego przechowywania
wytopu
magazynowania tłuszczów topionych
Najbardziej podatnym na rozkład oksydacyjny jest
tłuszcz koński i wieprzowy, nieco mniej łój owczy a
najtrwalszym z tłuszczów zwierzęcych jest łój
bydlęcy.
Jełczenie oksydacyjne
Podstawowym warunkiem przebiegu reakcji
oksydacyjnych jest kontakt z tlenem
atmosferycznym.
tłuszcz
tle
n
światło, energia cieplna,
katalizatory
nadtlenki,
wodoronadtlenki
aldehydy, ketokwasy, ketony,
oksykwasy
produkty polimeryzacji i kondensacji
Zmiany rozkładowe tłuszczu przy udziale tlenu są wynikiem
rodnikowej reakcji autooksydacyjnej o charakterze lawinowym:
zachodzącej we względnie niskiej temperaturze,
aktywizowanej źródłem energii różnego pochodzenia
wyróżniamy trzy podstawowe fazy:
indukcji, propagacji, ograniczenia
pierwotnym produktem reakcji utleniania są nadtlenki, z
których to następnie powstaje wiele nowych utlenionych
związków chemicznych, które aktywizują utlenienie innych
cząsteczek (autooksydacja)
A + O
2
= AO
2
AO
2
+ B = AO + BO
Dla zapoczątkowania reakcji łańcuchowej konieczne są
wolne
rodniki
w środowisku reakcji, są to cząsteczki których
jeden z atomów ma wolną wartościowość jak np. rodnik
etylu CH
3
-CH
2
˙
Do powstania pierwszego wolnego rodnika konieczny jest
znaczny nakład energii np. świetlnej lub cieplnej. Rodniki są
bardzo aktywne reagują ze sobą przez rekombinacje, a z
tlenem tworzą nadzwyczaj aktywne
rodniki nadtlenkowe
R
+
+ O
2
= R-O-O˙
Utworzony rodnik reaguje z nowymi cząsteczkami
utlenionego związku a produktem reakcji jest
wodorotlenek
i
kolejny nowy rodnik ponownie wchodzący w reakcję z
tlenem cząsteczkowym.
Inicjacja
(powstanie wolnych rodników)
•
Inicjator reakcji R*, ROO*
Propagacja
(reakcja łańcuchowa)
•
R* + O
2
ROO*
•
ROO* + RH ROOH + R*
•
ROOH = RO* + O*H (powstanie łańcuchów rozgałęzionych)
Faza końcowa
przerwanie reakcji łańcuchowej (powstanie
trwałych, nie aktywnych produktów reakcji)
•
R* + R
•
ROO* + R
•
ROO* + ROO
Gdzie:
RH – cząsteczka substancji utlenionej, np. kwas tłuszczowy
ROOH – cząsteczka wodoronadtlenku
R* i ROO* - wolne rodniki
RO* i O*H – wolne rodniki powstające podczas rozpadu wodoronadtlenków
Inhibitory
- naturalne przeciwutleniacze: witaminy A i E,
karotenoidy, tokoferole, lecytyny, niektóre
aminokwasy, sterole i podobne związki chemiczne
aktywnie reagujące z wolnymi rodnikami
Katalizatory
- enzymy pochodzenia mikrobiologicznego
(bakteryjne, pleśniowe)
- śladowe ilości tlenków, soli, pierwiastków metali
ciężkich (Cu, Fe, Pb, Co, Mn, Sn, Zn), siarczan i
chlorek wapnia
- energia promieniowania świetlnego wydatnie
skraca czas indukcji oksydacyjnego jełczenia
tłuszczów i zaliczana jest do najsilniejszych
aktywatorów powstania wolnych rodników
- temperatura
Zapobieganie oksydacyjnym zmianom zwierzęcych
surowców tłuszczowych
Ogranicza się do jak najszybszego wychłodzenia lub
przekazania do przerobu
Dodanie do tłuszczów topionych przeciwutleniaczy i
synergentów wspomagających utrwalające działanie np.:
- BHA butylohydroksyanizol
- BHT butylohydroksytoluen
- estry kwasu galusowego (propylowy, oktylowy,
dodecylowy, NDGA kwas nordihydrogwajaretowy)
- żywica gwajakolowa
- estry kwasu 1-askorbionowego (palmitynian askorbinowy)
Funkcje synergiczne spełniają niektóre tiozwiązki, fosfatydy,
kwasy organiczne i nieorganiczne, aminokwasy,
polifosforany
Rozkład gnilny
Surowce podotrzewne są szczególnie podatne na rozkład
gnilny ponieważ:
- zawierają największą ilość białka i wody
- posiadają odczyn lekko zasadowy względnie obojętny
- stosunkowo największe zakażenie mikroflorą gnilną
- wykazują duże unaczynienie (dostępność endopeptydaz -
trypsyna)
Odchylenia zapachu i barwy są podstawą do oceny
zaawansowania zmian gnilnych surowców tłuszczowych
Oczywiście tłuszcze wykazujące tego typu zmiany nie
nadają się do celów spożywczych i powinny być
przeznaczone do przerobu na tłuszcz techniczny.
Surowce tłuszczowe i tłuszcze zwierzęce topione
narażone są ponadto na:
zakażenie bakteriami chorobotwórczymi
pasożytnictwo owadów
zanieczyszczenia mechaniczne
zanieczyszczenia metalami ciężkimi
Badanie świeżości tłuszczów jadalnych
Oznaczanie liczby kwasowej LK
Zasada oznaczania polega na rozpuszczeniu tłuszczu w
rozpuszczalniku tłuszczowym i miareczkowaniu
otrzymanego roztworu mianowanym roztworem
wodorotlenku potasu KOH
RCOOH + KOH RCOOK + H
2
O
Liczba kwasowa – jest to ilość mg KOH potrzebna do
zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych obecnych w 1g
tłuszczu. LK jest miarą zawartości wolnych kwasów
tłuszczowych, czyli określa stopień hydrolizy tłuszczu
Oznaczenie liczby nadtlenkowej LE
CH
CH
CH
CH
O
O
+ 2KJ + 2CH
3
COOH
O + 2CH
3
COOK
+
+ H
2
O
J
2
Liczba Lea – jest to ilość mililitrów mianowanego roztworu tiosiarczanu
sodu potrzebna do zmiareczkowania jodu wydzielonego z roztworu jodku
potasu w wyniku działania nadtlenków zawartych w 1 gramie tłuszczu.
Liczba nadtlenkowa jest miarą zawartości nadtlenków i traktowana jest
jako wskaźnik stopnia utlenienia (zjełczenia) tłuszczu. Liczba Lea to ilość
mg O
2
związanego z tłuszczem w postaci nadtlenku przypadającego na
1g tłuszczu.
J
2
+ 2Na
2
S
2
O
3
2NaJ+ Na
2
S
4
O
6
Wydzielony jod odmiareczkowuje się tiosiarczanem
Oznaczenie liczby zmydlania
CHCOOR
CHCOOR
CHCOOR
+ 3NaOH
CHOH
CHOH
CHOH
+
3RCOON
a
Liczba zmydlania – ilość mg KOH potrzebna do zneutralizowania
nierozpuszczalnych w wodzie kwasów organicznych oraz zmydlania
tłuszczów,
i ich estrów zawartych w 1 g tłuszczu. LZ określa się przez całkowite
zmydlenie ogrzanej próbki tłuszczu, do której dodano KOH, a
następnie przez miareczkowanie kwasem solnym nadmiaru KOH.
Liczba jodowa
Jest to liczba gramów chlorowca, w przeliczeniu na jod, która
przyłącza się w określonych warunkach do podwójnych wiązań
kwasów tłuszczowych znajdujących się w 100 gramach
badanego tłuszczu. LJ jest zatem miernikiem stopnia
nienasycenia tłuszczu, w związku z tym może służyć do
identyfikacji tłuszczów. Tłuszcze w zależności od miejsca
pochodzenia surowca tłuszczowego różnią się w pewnych
granicach składem kwasów tłuszczowych, a zatem również
liczbą jodową.
Wykrywanie aldehydu epihydrynowego (próba Kreisa)
Służy do wykrywania jełczenia nadtlenkowego.
Charakterystycznym związkiem powstającym w czasie
jełczenia nadtlenkowego tłuszczu jest aldehyd epihydrynowy.
Aldehyd ten występuje w tłuszczu najczęściej nie w stanie
wolnym, lecz w formie acetalu, dlatego też należy wstępnie
przeprowadzić jego utlenienie za pomocą stężonego HCl.
Intensywność barwy jest proporcjonalna do zawartości
aldehydu w badanej próbie i oznacza się ją kolorymetrycznie
(przez porównanie z wzorcami) lub spektrofotometrycznie.
Próba z kwasem 2-tiobarbiturowym TBA
Wskaźnik zepsucia tłuszczu. Utlenianie kwasów
tłuszczowych prowadzi do powstania aldehydu
malonowego, który podgrzany do wrzenia kondensuje z
kwasem 2-tiobarbiturowym, tworząc czerwono zabarwiony
związek. Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do
stopnia zepsucia tłuszczu.