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酸敗とは、空気、光、水分、または細菌の作用にさらされた際に、脂肪や油が完全または不完全に自動酸化または加水分解され、短鎖アルデヒド、ケトン、および遊離脂肪酸が生成される過程である。[ 1 ]
食品でこれらのプロセスが発生すると、好ましくない臭いや味が生じることがあります。加工肉では、これらの味はまとめて「温められた風味」と呼ばれます。熟成チーズのように、場合によってはこれらの味が好ましい場合もあります。[ 2 ]
酸化によって食品の栄養価が低下することがあります。ビタミンの中には酸化に弱いものがあるためです。 [ 3 ]酸化による劣化は、潤滑油、燃料、切削油 などの他の炭化水素でも発生します。[ 4 ]
腐敗の経路は4つ認識されている：[ 5 ]
加水分解性酸敗とは、トリグリセリドが加水分解されて遊離脂肪酸が放出されるときに発生する臭いのことです。脂質と水のこの反応には、遊離脂肪酸とグリセロールの生成につながる触媒（リパーゼ[ 6 ]など、または酸性またはアルカリ性の条件）が必要になる場合があります。特に、酪酸などの短鎖脂肪酸は悪臭を放ちます[ 7 ]。短鎖脂肪酸が生成されると、それ自体が触媒として働き、反応をさらに加速させます。これは自己触媒作用の一種です[ 7 ]。
酸化による酸敗は、空気中の酸素による劣化と関連している。
不飽和脂肪酸の二重結合は、分子状酸素が関与するフリーラジカル反応によって切断されることがあります。この反応により、悪臭を放つ揮発性の高いアルデヒドとケトンが放出されます。フリーラジカル反応の性質上、この反応は日光によって触媒されます。[ 7 ]酸化は主に不飽和脂肪で起こります。例えば、肉を冷蔵または冷凍保存しても、多価不飽和脂肪は酸化を続け、徐々に酸敗します。酸敗につながる可能性のある脂肪の酸化プロセスは、動物が屠殺され、筋肉、筋肉内脂肪、筋肉間脂肪、表面脂肪が空気中の酸素にさらされた直後に始まります。この化学プロセスは、低温ではよりゆっくりとはなりますが、冷凍保存中も続きます。酸化による酸敗は、遮光包装、酸素のない雰囲気（気密容器）、および抗酸化剤の添加によって防止できます。[ 7 ]
不飽和脂肪酸の二重結合は、植物または動物のリポキシゲナーゼ酵素によって触媒される反応で空気中の酸素によって酸化され、フリーラジカル過酸化と同様に、反応中間体としてヒドロペルオキシドを生成する[ 6 ] 。最終生成物は条件によって異なり、リポキシゲナーゼの記事では、ヒドロペルオキシドリアーゼ酵素が存在する場合、ヒドロペルオキシドを切断して短鎖脂肪酸とジカルボン酸（そのうちのいくつかは最初に酸敗した脂肪から発見された）を生成することができることが示されている。
微生物による腐敗とは、細菌やカビなどの微生物がリパーゼなどの酵素を使って脂肪を分解する、水に依存するプロセスを指します。[ 6 ]低温殺菌やビタミンEなどの抗酸化成分の添加は、微生物を破壊または抑制することでこのプロセスを軽減することができます。[ 6 ]
科学界では懸念が広がっているものの、ヒトにおける酸敗や脂質酸化の健康影響に関するデータはほとんどない。[ 8 ] [ 9 ]動物実験では臓器障害、炎症、発がん、進行性動脈硬化の証拠が示されているが、通常、酸化脂質の投与量はヒトが摂取する量よりも多い。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
抗酸化物質は、脂肪を含む食品の保存料として、酸化による酸敗の開始を遅らせたり、その進行を遅らせたりするためによく使用されます。天然の抗酸化物質には、アスコルビン酸（ビタミンC）やトコフェロール（ビタミンE）などがあります。合成抗酸化物質には、ブチルヒドロキシアニソール（BHA）、ブチルヒドロキシトルエン（BHT）、TBHQ、プロピルガレート、エトキシキンなどがあります。天然の抗酸化物質は寿命が短い傾向があるため[ 13 ]、より長い保存期間が望ましい場合は合成抗酸化物質が使用されます。水溶性抗酸化物質の有効性は、脂肪内での直接的な酸化を防ぐには限界がありますが、食品の水性部分を通過するフリーラジカルを捕捉するのに有効です。水溶性抗酸化物質と脂溶性抗酸化物質の組み合わせが理想的で、通常は脂肪と水の比率で配合されます。
さらに、脂肪や油脂は、熱や光によって酸素との反応速度が速まるため、酸素やフリーラジカルへの曝露が少ない涼しく暗い場所に保管することで、酸化を減らすことができます。抗菌剤も、酸化プロセスに影響を与える細菌やその他の微生物の増殖を阻害することで、酸化を遅らせたり、防止したりすることができます。[ 1 ]
酸化安定性とは、油脂の酸化に対する耐性を測る指標です。酸化反応は連鎖反応によって進行するため、比較的ゆっくりとした期間を経て、急激に加速します。この加速にかかる時間を「誘導時間」と呼び、温度や空気の流れなどの条件を同一にすれば再現可能です。酸化反応の進行状況を測定する方法はいくつかありますが、現在最も広く用いられている方法の一つがランシマット法です。
ランシマット法は、50～220 ℃の温度で気流を用いて行われます。揮発性の酸化生成物（主にギ酸[ 14 ]）は気流によって測定容器に運ばれ、そこで測定液（蒸留水）に吸収（溶解）されます。この溶液の導電率を連続的に測定することで、酸化曲線を作成できます。酸化曲線の尖点（導電率が急激に上昇し始める点）は、酸敗反応の誘導時間を示し[ 15 ]、試料の酸化安定性の指標として使用できます。
ランシマット法、酸化安定性測定装置（OSI）、およびオキシドグラフはすべて、脂肪や油の誘導時間を決定するために過酸化物価を測定することに基づく、より複雑なAOM（活性酸素法）[ 15 ]の自動化バージョンとして開発されました。時を経て、ランシマット法は確立され、 AOCS Cd 12b-92やISO 6886など、多くの国内および国際規格に採用されています。
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