Kjemisk holdbarhet
Kjemisk holdbarhet av næringsmidler, hva er det?
Næringsmidler skal ha en definert utløpsdato, enten «best før», «best før utgangen av» eller «siste forbruksdag».
Det som er den begrensende faktoren til holdbarheten til et næringsmiddel er som regel den mikrobiologiske aktiviteten, i form av vekst av uønskede bakterier, gjær eller sopp. Men en annen viktig begrensende faktor er produktets kjemisk holdbarhet. Det som definerer kjemisk holdbarhet på et produkt er ofte forandringer i smak og lukt, men kan også være tap av essensielle stoffer som for eksempel vitaminer og karotenoider.
Oksidasjon
Under lagring av mat vil det foregå visse kjemiske reaksjoner som nærmest er umulig å stoppe. En av disse reaksjonene er det vi kaller oksidasjon. Lipider er en gruppe organiske forbindelser som har stor innflytelse på kvaliteten i mat (smak, lukt, farge, tekstur, munnfølelse) og som kan være utsatt for oksidasjon. Frie fettsyrer, vitaminer, triglyserider, fosfolipider og kolesterol er eksempler på lipider.
Oksidasjon er en reaksjon som settes i gang ved at for eksempel umettede fettsyrer gjennomgår en autooksidasjon i kontakt med oksygen fra luft, eksponering for lys eller katalytiske metaller. Autooksidasjon er en reaksjon mellom oksygen og som regel en organisk forbindelse under normale forhold (normal temperatur, pH etc). Autooksidasjon av umettede fettsyrer har en initieringsfase som kan være katalysert av metaller eller andre initiatorer (lys, noen enzymer, klorofyll). Deretter følger en hurtig kjedereaksjon som vi kaller radikalreaksjon eller propagering og til slutt et termineringstrinn. I initieringsfasen kan oksidasjonen vanskelig måles, men etterhvert øker oksidasjonshastigheten slik at det dannes harskningsprodukter i en slik mengde at det setter preg på lukt og smak av produktet.
I første fase reagerer oksygen med dobbeltbindinger i umettet fett og danner fettsyrerperoksider (primære oksidasjonsprodukter). Disse peroksidene er veldig ustabile og brytes ned til det som kalles sekundære oksidasjonsprodukter. Det som da skjer er at fettsyrene spaltes i flyktige forbindelser som har lavere molekylvekt, og består hovedsaklig av aldehyder som har en karakterisktisk «harsk» smak.
Det er en sammenheng mellom antall umettede bindinger i fettet og hvor oksidasjonsstabilt produktet er. For eksempel vil linolsyre C 18:2, som har to dobbeltbindinger, oksidere ca 40 ganger raskere enn oljesyre C 18:1, som har bare en dobbeltbinding. Fettsyrer fra fisk som har enda flere dobbeltbindinger vil derfor reagere raskere og danne flere oksidasjonsprodukter.
Oksidativ stabilitet for forskjellige produkter har sammenheng med fettsyresammensetningen, og vil i hovedtrekk gå fra stabilt til mindre stabilt i henhold til rekkefølgen:
Storfe > sau > svin > fjørfe > fisk
Denne rekkefølgen avspeiler fettsyresammensetningen i produktene. Fettsyresammensetningen i råstoffet kan også til en viss grad avspeile fôringen. Enmagede dyr som blir fôret med flerumettet fett, som for eksempel fiskeolje, får en endret fettsyresammensetning i produktet med større innslag av flerumettet fett, og oksidasjon vil kunne bli en utfordring. En del fiskefettsyrer har meget lavt smeltepunkt og vil være flytende under normal frysetemperatur, noe som gjør disse utsatt for harskning selv ved -30°C.
Andre faktorer som for eksempel innhold overgangsmetaller, hvor stor overflate produktet har og hvordan fettet ligger tilgjengelig for oksidasjon spiller også inn i forbindelse med oksidasjon. Jo større areal som er eksponert for luft, jo større er mulighetene for oksidasjon. Overflatearealet henger også sammen med hvor eksponert fettet er for oksidasjon, da fett ofte legger seg som en hinne mot overflaten av maten. Frosne produkter av typen hurtigmat som for eksempel pannemikser, kjøttkaker etc vil derfor være mer utsatt for oksidasjon under frysing enn for eksempel en stek. Jo mer en bearbeider matvaren som for eksempel ved kverning, oppstykking, innblanding av andre produkter etc., øker sjansen for at produktet blir ustabilt under fryselagring.
Frysing av næringsmidler fører til stopp av all biologisk aktivitet, allikevel kan mat som lagres på frys få et kvalitetstap gjennom en lang lagringsperiode.
Når det gjelder produkter som ikke er frosne, slik som pulver til supper og sauser, ulike mel, kjeks, snacks etc vil det også foregå en oksidasjon av fettet med påfølgende avvikende smak over tid. For å kunne forhindre oksidasjon i slike produkter er riktig emballeringsteknikk en viktig faktor.
Kan man stoppe oksidasjon av mat?
For å kunne bruke flerumettede fettsyrer i mat, er det viktig at disse blir stabilisert (slik at man forsinker oksidasjonen mest mulig). Når først en oksidasjon av matvaren har begynt er det svært lite som kan gjøres for å stoppe denne, men det kan være mulig å begrense en eventuell start av oksidasjon. Først og fremst er det viktig å ha et råstoff som er av god kvalitet. Ønskes produkter med lang holdbarhet er det viktig at produktet inneholder minst mulig flerumettede fettsyrer. Ved riktig fôr-regime kan en produsere dyr som inneholder mindre mengder av de fettsyrene som er mest utsatt for harskning. Har man et produkt med en større andel flerumettede fettsyrer kan disse stabiliseres med for eksempel tilsats av antioksidanter(radikalfangere) og/eller chelatorer.
Frys og tining av råstoff for videre produksjon er en annen uheldig kombinasjon. Nedfrysing og opptining av produkter flere ganger øker oksidasjonen og produktet mister kvalitet (for eksempel på grunn av enzymer). Skånsom behandling og bruk av ufrosset råstoff er derfor en viktig faktor.
Emballasje
Hvordan produktet er emballert er sentralt når det gjelder holdbarhet. Forsøk viser at selv under frysing er det lite som slår vakuumpakking i tett film. Dette skyldes at luft trekkes ut av produktet under vakuumeringen slik at minimale mengder restoksygen er til stede. Gasspakking i inert atmosfære (for eksempel nitrogen) er også et godt alternativ. Siden lys kan være en faktor for å starte en oksidasjon, er den ideelle emballasjen enten lystett eller tilsatt lysfilter som absorberer skadelig lys. Lystett emballasje er viktig når maten ligger i åpne frysedisker og er eksponert for butikklys.
Antioksidanter
Tilsetning av antioksidanter for å hindre oksidasjon er et populært alternativ, selv om nødvendigheten av å bruke slike stoffer i frossenmat har vært diskutert. Forskjellige antioksidanter har forskjellige egenskaper og det er viktig at en bruker en antioksidant som er tilpasset produktet og lagringsforholdene. I de senere årene har det dukket opp en rekke nye antioksidanter på markedet som er basert på urter og andre naturlige ekstrakter, som for eksempel te-ekstrakt. Disse er i dag kommersielt tilgjengelige gjennom forskjellige forhandlere. Virkningen av naturlige antioksidanter ser ut til å være god i mange produkter, men videre uttesting av disse typer antioksidanter er nødvendig. Per i dag danner tokoferoler grunnlaget for de fleste naturlige antioksidanter.
Dersom en benytter antioksidanter for å stabilisere produktet er det viktig at råstoffet er stabilt og minimalt oksidert. Antioksidanter må derfor blandes inn i produktet på et så tidlig tidspunkt som mulig i en produksjon. Det er så og si umulig å stoppe en pågående oksidasjon med antioksidanter, men man kan bremse oksidasjonen og dermed forlenge holdbarheten. Forskjellige antioksidanter har forskjellige virkningsmekanismer og ingen er helt like.
Har ditt produkt riktig holdbarhet?
Når det gjelder å sette riktig holdbarhet på sine produkter, er dette svært vanskelig. Særlig gjelder dette frosne produkter som skal ha lang holdbarhet og ikke har problemer med mikrobiologisk aktivitet. Det finnes i dag ingen fullgode metoder for å måle den kjemiske holdbarheten til et produkt, uten å foreta reelle lagringsforsøk gjennom ønsket lagringsperiode. Akselererte lagringsforsøk er en mulighet, men det kan også gi falsk trygghet da for eksempel høyere lagringstemperaturer kan gi andre oksidasjonsreaksjoner enn det som er vanlig ved lavere temperaturer.
Det er viktig at maten holder den riktige kvaliteten gjennom hele holdbarhetstiden.
Analyser
Eurofins er et akkreditert laboratorium som er godkjent for analyse av blant annet oksidasjonsprodukter.