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식품화학 REPORT
(food antioxidants)
지방질의 산화는 식품질 저하에 가장 흔한 원인 중 하나이다. 지방질의 산화는 특징, 영양의 질, 식품안전성에 영향을 미치는 화학적 변화를 야기한다. 이는 소비자의 구매력을 떨어떨어뜨릴 수 있으며 식품산업의 경제적 손실을 초래한다. 식품에 항산화제의 첨가는 지방의 산화를 최소화할 수 있고 식품의 질을 최고로 유지할 수 있다.
불포화 지방은 프리 라디칼의 자동산화에 의해 산화된다. 지방의 자동산화를 늦추기 위해선 지방질의 산화의 화학적 과정, 자동산화의 반응 메카니즘 등을 아는 것이 중요하다.
Chemistry of Lipid Oxidation
유지의 변질은 유지의 구성성분인 triglyceride들이 물과 접촉하는 동안에 일어나는 화학적인 가수분해에 의한 산패나 불포화지방산인 linoleic acid나 linolenic acid의 자동산화에 의해 일어난다.
유지분자 또는 불순물로 존재하는 다른 물질들(금속이온, Peroxidase, 미량의 H2O)이 가열이나 빛등에 의해 활성화 되어 free radical을 형성하는데 이를 초기반응이라 한다.
RH → R + H(free radical의 생성)
이중결합을 가진 유지분자는 형성된 free radical과 상호반응으로 allyl radical을 형성하고 이것은 공기중의 산소와 결합하여 peroxy radical을 형성한다. 이 peroxy radical은 이중결합을 가진 다른 유지분자와 상호반응으로 비교적 안정된 중간산화생성체인 hydroperoxide를 생성하고 연쇄반응을 계속한다.
연쇄반응 중 일부의 활성이 큰 radical들은 서로 중합하여 중간산화생성물인 hydroperoxides는 여러반응을 거쳐 aldehyde류, ketone류, 산등의 carbonyl compound를 생성한다. 이를 종결반응이라 한다.
R + O2 → …
제는 수소와 반응하거나 전자 공급원과 반응 지방질의 산화를 막고 nonradical 화합물을 생성함으로써 라디칼의 연쇄반응을 중단시킨다. 반응 매카니즘은 다음과 같다. AH는 항산화제를 말한다.
AH+R → RH+A
AH+RO → ROH+A
AH+ROO → ROOH+A
A+R → AR
A+RO → AOR
A+ROO → AOOR
BHA나 BHT, TBHZ, PG와 같은 페놀성 항산화제는 좋은 산화제의 예이다.
페놀릭 라디컬은 전자 공여체이고 라디칼 중간체는 공명현상으로 비교적 안정하다. 이 요인는 항산화력을 증가시킨다. 항산화력을 증가시키는 다른 하나의 요인은 brabched group의 전자친화도인데 지방산의 라디칼이 친전자성을 띠기 때문에 전자를 내어주길 좋아하는 brabched group의 성질이 항산화력을 증가시킨다.
항산화제를 두 개이상 혼합하면 각각의 항산화력을 합한 것보다 많은 활성을 보이는 경우도 있는데 이는 상승작용이 일어나는 것이다. BHA는 -BAT와 gallate의 상승작용을 일으킨다. 구연산, 인산, 아스코르브산 등의 금속킬레이트제는 지방산의 염으로 존재하는 미량의 금속을 일부 불활성시킴으로써 항산화력을 증가시킨다.
Natural Antioxidants
인류는 수백년간 항산화제를 연구해 왔으며 최근 식품의 안정성 문제로 인해 그 연구의 중요성은 더욱 강화되었다. 하지만 다른 식품첨과물과 같이 항산화제 또한 실용화하기 전에 엄격하게 평가 받아야하며 공정한 독성테스트를 거쳐야 한다.
향신료와 약초는 오래전부터 지방질 함유식품을 보존에 효과가 있는