Irrancidimento: meccanismo

L’irrancidimento è il risultato di una serie di reazioni di idrolisi e/o di ossidazione attraverso le quali gli acidi grassi insaturi liberi o esterificati si degradano dando luogo a aldeidi e chetoni, acidi e alcoli con conseguente variazione della qualità nutrizionale e sensoriale del prodotto alimentare.

Il tipo di irrancidimento che si verifica con maggior frequenza è quello di tipo ossidativo dovuto all’assorbimento dell’ossigeno da parte del substrato lipidico e tale reazione è promossa dalla luce, dal calore e da tracce di alcuni ioni metallici quali ferro, cobalto, rame, nichel e manganese.

In tale processo le catene lunghe degli acidi grassi vengono trasformate in catene corte tra cui l’acido butanoico noto come acido butirrico caratterizzato dall’odore poco e dal sapore acre, con un retrogusto dolciastro.  L’irrancidimento enzimatico è catalizzato dalla presenza di determinati enzimi come perossidasi e lipasi.

L’irrancidimento ossidativo, che è la manifestazione evidente dello sviluppo di “sapore sgradevole” nei grassi “visibili” come burro, margarina , oli da cucina o meno evidente nel deterioramento di carne, formaggio, ecc., è la causa principale dello spreco alimentare e ha portato a intensi sforzi nel corso degli anni per preservare i componenti degli acidi grassi essenziali mediante l’aggiunta di antiossidanti .

L’irrancidimento degli alimenti integrali è una conseguenza della rottura delle cellule e della struttura cellulare durante la macinazione, con conseguente rilascio di olio dai corpi oleosi negli strati di germe e aleurone e di enzimi degradanti i lipidi dalla crusca e dal germe.

Meccanismo dell’irrancidimento

L’irrancidimento ossidativo avviene secondo un meccanismo radicalico che coinvolge solo in minima parte i grassi saturi per i quali l’ossidazione avviene a una temperatura di oltre 60°C mentre interessa i grassi insaturi e polinsaturi che sono, a causa della presenza di doppi legami quelli che si ossidano con maggiore facilità.

I fattori che influenzano la velocità dell’irrancidimento sono, oltre al tipo di grasso, la temperatura, la presenza di luce e di ioni metallici che agiscono da catalizzatori.

Nella fase di iniziazione si deve avere la formazione di un radicale che avviene per scissione omolitica di un legame C-H presente.

Detto RH l’acido grasso nella fase di iniziazione si ha:

RH → R∙ + H∙

Nella fase di propagazione il radicale formato reagisce con O₂ con formazione del radicale idroperossi molto instabile:

R∙ + O₂ → ROO∙

Seguita dalla formazione dell’idroperossido e nuovamente dal radicale R∙ molto reattivo:

ROO∙ + RH → ROOH + R∙

Due idroperossidi reagendo tra loro formano acqua, radicali perossi ROO∙ e radicali alcossi RO∙

2 ROOH → ROO∙ + RO∙ + H₂O

Sia il radicale alcossi che il radicale idroperossi formatisi dalla decomposizione dell’idroperossido reagiscono con l’acido grasso:

RO∙ + RH → ROH + R∙

ROO∙ + RH → ROOH + R∙

Nella fase di terminazione si formano dimeri, eteri e perossidi:

R∙ + R∙ → RR

RO∙ + R∙ → ROR

ROO∙ + R∙ → ROOR

Un elevato numero di perossidi evidenzia un processo di ossidazione già avviato e irreversibile sinonimo di degradazione ed invecchiamento. Un numero di perossidi molto elevato costituisce quindi un segno di invecchiamento del prodotto che porta all’irrancidimento pertanto vengono eseguite analisi appropriate per la loro determinazione.