ปฏิกิริยาออกซิเดชันของลิพิด

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation) คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ระหว่างออกซิเจนกับลิพิด (lipid)
ซึ่งหมายถึงไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ที่มีกรดไขมันชนิดชนิดไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) ณ ตำแหน่งพันธะคู่
ทำให้เกิดสารที่ให้กลิ่นและรสที่ผิดปกติ เรียกว่า การหืน (rancidity) เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction) เพราะอนุมูลอิสระ
(free radical) ที่เกิดขึ้นจะกระตุ้นโมเลกุลกรดไขมันที่เหลือให้เกิดปฏิกิริยาต่อไป

อาหารที่เกี่ยวข้อง

น้ำมันพืช อาหารแห้ง อาหารทอด เช่น กุ้งปรุงรส

ขั้นตอนการเกิดปฏิกริยา

1. ขั้นเริ่มต้น (Initiation) ขั้นตอนการเริ่มเกิดอนุมูลอิสระ (free radical) เกิดกับกรดไขมันไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่ซึ่งไม่แข็งแรง
ไวต่อปฏิกิริยา โดยเริ่มต้นที่คาร์บอนที่ตำแหน่งพันธะคู่สูญเสียไฮโดรเจนอะตอม ซึ่งเกิดจากการกระตุ้นด้วยแสง รังสี โลหะ
ทำให้เกิดเป็นอนุมูลอิสระ ไฮโดรคาร์บอน (R ●) ซึ่งอะตอมอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้น ทีเป็น unpair electron ซึ่งว่องไวต่อปฎิกิริยา

2. ขั้นลุกลาม (Propagation) เกิดจากออกซิเจนเข้าไปทำปฏิกิริยาที่ตำแหน่งพันธะคู่เกิดเป็น peroxy radical (ROO ●) ซึ่ง
ขั้นตอนนี้เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดอนุมูลอิสระมากมาย โดย peroxy radical ทำปฏิกิริยาต่อเนื่องกับ
กรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัวใหม่ ได้ไฮโดรเพอร์ออกไซด์ (ROOH)

3. ขั้นสุดท้าย (Termination) อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นมารวมตัวกันเองเกิดเป็นสารใหม่ (secondary product) เช่น
แอลดีไฮด์ คีโทน แอลกอฮอล์ แอลเคน และกรดอินทรีย์ เป็นต้น ซึ่งทำให้เกิดสี กลิ่น และรส ที่ผิดปกติของน้ำมัน
และไขมัน

ผลต่อคุณภาพของน้ำมันและไขมัน

• การเปลี่ยนแปลงสี กลิ่น รสของน้ำมัน ได้แก่ เกิดกลิ่นหืน เปลี่ยนสี
• สูญเสียคุณค่าทางโภชนาการ โดยเฉพาะกรดไขมันที่จำเป็น (essential fatty acid ) ต่อร่างกาย
• เป็นอันตรายต่อการบริโภค

ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดออกซิเดชันของลิพิด

1. ชนิดของกรดไขมันที่เป็นองค์ประกอบ กรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) เท่านั้นที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน
กรดไขมันที่มีพันธะคู่มากจะเกิดได้เร็วกว่า โดยกรดไขมันชนิดซิส  (cis) ไอโซเมอร์  เกิดออกซิไดส์ได้i;fเร็วกว่า แทรนส์
(trans) ไอโซเมอร์

2. กรดไขมันอิสระ กรดไขมันที่อยู่ในรูปอิสระ (free fatty acid) จะถูกออกซิไดส์ได้ง่ายกว่าที่อยู่ในรูปไตรกลีเซอไรด์
(triglyceride)

3. ปริมาณออกซิเจน และพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับออกซิเจน ออกซิเจนเข้าร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชัน หากอาหารอยู่ในบรรยากาศ
ที่มีปริมาณออกซิเจนมาก หรือมีพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับออกซิเจนได้มาก จะเกิดปฏิกิริยาได้รวดเร็ว ดังนั้น การกำจัดออกซิเจน
ออกจากบรรจุภัณฑ์ ด้วยการบรรจุสุญญากาศ (vacuum packaging) การบรรจุแบบปรับสภาพบรรยากาศ (modified atmosphere packaging) หรือใช้สารกำจัดออกซิเจน (oxygen scavenger) ในบรรจุภัณฑ์จะช่วยชะลอการเสื่อมเสียได้

4. อุณหภูมิ อุณหภูมิสูงจะเร่งให้เกิดปฏิกิริยาได้เร็วกว่าอุณหภูมิต่ำ การเก็บรักษาอาหารแช่เย็น แช่เยือกแข็ง (freezing)
จะลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้

5. วอเตอร์แอคทิวิตี้ (water activity) ของอาหาร

6. แร่ธาตุหรือโลหะ เช่น โคบอลต์ ทองแดง เหล็ก แมงกานีส ซึ่งเป็นองค์ประกอบของอาหารโดยธรรมชาติ เช่น เหล็ก
ในไมโอโกลบิน (myoglobin) หรือ โลหะและแร่ธาตุที่ปนเปื้อนจากดิน หรือจากอุปกรณ์ในการแปรรูป โดยโลหะถึงแม้เพียง
ส่วนเล็กน้อย 0.1-5 ส่วนในล้านส่วน ก็สามารถเร่งปฎิกิริยาออกซิเดชันได้ ดังนั้นในกระบวนการทำน้ำมันและไขมันให้บริสุทธิ์
จึงต้องมีขั้นตอนของการฟอกสี และกำจัดโลหะหนัก เช่น เหล็ก และทองแดง นอกจากนี้การใช้สารพวกคีเลติง (chelating
agent) เช่น EDTA ซึ่งสารพวกนี้จะไปรวมตัวกับโลหะเป็นสารประกอบเชิงซ้อน เป็นการลดสารเร่งปฎิกิริยาให้น้อยลงปฎิกิริยา
ออกซิเดชันจะถูกหน่วงให้ช้าลง

7. แสงและรังสีต่าง ๆ เช่น visible light แสงอัลตราไวโอเลต (ultraviolet) และการฉายรังสีอาหาร (food irradiation)

8. สารต้านออกซิเดชัน (antioxidant) หรือสารต้านอนุมูลอิสระสารต้านออกซิเดชันที่ใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive)
เพื่อป้องกันปฏิกิริยา lipid oxidation มีทั้งสารธรรมชาติเช่น วิตามินซี (ascorbic acid) วิตามินอี (Vitamin E) กรดซิตริก
หรือ สารสังเคราะห์ เช่น BHA (Butylated hydroxyanisole), BHT (butylated hydroxytoluene), TBHQ, propyl gallate เป็นต้น

งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

ชาตรี เอี้ยพิณ และ ภาราได แจ่มจำรูญ ผลของอุณหภูมิและเวลาต่อสมบัติการยับยั้งปฏิกิริยาออกซิเดชันของหัวหอมใหญ่อบแห้ง Effect of Temperature and Time on Antioxidant Activity of Dried Onion