Какие кислоты называются жирными. Реакции жирных кислот. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, жироподобные вещества и их роль в нормальном функционировании человеческого организма. Нормы потребления этих веществ

Вам интересно узнать, что такое ненасыщенные жирные кислоты? В этой статье мы расскажем о том, какими они бывают, и какую пользу несут для здоровья.

Жиры в человеческом организме играют энергетическую роль, а также являются пластическим материалом для строительства клеток. Они растворяют ряд витаминов и служат источником многих биологически активных веществ.

Жиры способствуют повышению вкусовых качеств пищи и вызывают чувство продолжительного насыщения. При недостатке жиров в нашем рационе могут возникнуть такие нарушения в состоянии организма, как изменения со стороны кожи, зрения, почек, ослабление иммунологических механизмов и др. В экспериментах, проводимых на животных, было доказано, что недостаточное количество жиров в пищевом рационе способствует сокращению продолжительности жизни.

Жирные или алифатические монокарбоновые кислоты присутствуют в растениях и животных жирах в этерифицированной форме. Они делятся на два типа в зависимости от химической структуры и связи насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Последние также делятся на два типа - мононенасыщенные и полиненасыщенные жиры.

Типы ненасыщенных жирных кислот

Ненасыщенные жирные кислоты - это жирные кислоты, которые содержат, по крайней мере, одну двойную связь в цепи жирной кислоты. В зависимости от насыщенности, они делятся на две группы:

• мононенасыщенные жирные кислоты, содержащие одну двойную связь;
• полиненасыщенные жирные кислоты, содержащие более чем одну двойную связь.

Оба типа ненасыщенных жиров преимущественно содержится в растительных продуктах. Эти кислоты считаются более здоровыми, чем насыщенные жирные кислоты. В самом деле, некоторые из них имеют способность снижать уровень холестерина и кровяного давление, тем самым уменьшая риск сердечных заболеваний . Линолевая кислота, олеиновая кислота, миристолеиновая кислота, пальмитолеиновая кислота и арахидоновая кислота - вот некоторые из них.

Продукты, содержащие мононенасыщенные жирные кислоты

• Оливковое масло
• Ореховое масло
• кунжутное масло
• рапсовое масло
• масло подсолнечное
• авокадо
• миндаль
• орехи кешью
• арахис
• масло

Продукты, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты

• Кукурузное масло
• Соевое масло
• Лосось
• семена кунжута
• соевые бобы
• семена подсолнечника
• грецкие орехи

Преимущества ненасыщенных жирных кислот

Существует несколько преимуществ, которые несут нашему здоровью ненасыщенные жирные кислоты. Пищевые продукты, содержащие мононенасыщенные или полиненасыщенные жиры, считаются более здоровыми по сравнению с теми, что содержат насыщенные жирные кислоты. Дело в том, что молекулы насыщенных жирных кислот, попадая в кровь, имеют тенденцию связываться друг с другом, что приводит к образованию в артериях бляшек. В свою очередь, ненасыщенные жиры состоят из больших молекул, которые не строят соединений в крови. Это приводит к их беспрепятственному прохождению через артерии.

Основным преимуществом ненасыщенных жиров является способность снижать уровень «плохого» холестерина и триглицеридов, в результате снижается вероятность сердечных заболеваний, таких как инсульты и инфаркты. Разумеется, практически невозможно устранить все насыщенные жиры из рациона, но многие из них можно заменить ненасыщенными жирами. Например, переход на оливковое или рапсовое масло для приготовления пищи может в значительной степени уменьшить потребление насыщенных жиров.

Диетические жиры содержат жирорастворимые витамины, такие как витамин А, D и Е, которые необходимы для поддержания хорошего здоровья. и Е являются антиоксидантами и помогают поддерживать иммунную систему таким образом, чтобы мы оставались здоровыми. Они также помогают в циркуляции крови и предотвращению образования бляшек в артериях. Витамин D необходим для роста и развития костей и мышц.

Другие преимущества ненасыщенных жирных кислот:

• обладают антиоксидантным действием;
• оказывают противовоспалительное действие;
• снижают артериальное давление;
• снижают риск некоторых раковых заболеваний;
• улучшают состояние волос и кожи;
• улучшают текучесть крови (профилактика образования тромбов)

Важно: жиры, потребляемые в пищу, обязательно должны быть свежими. Дело в том, что жиры очень легко окисляются. В несвежих или перегретых жирах накапливаются вредные вещества, которые служат раздражителями для ЖКТ, почек, нарушают обмен веществ. В диетическом питании такие жиры категорически запрещены. Суточная потребность здорового человека в жирах составляет 80-100 грам. При диетическом питании качественный и количественный состав жиров может изменяться. Пониженное количество жиров рекомендуется употреблять при панкреатитах, атеросклерозе, гепатитах, диабете, обострении энтероко-литов, ожирении. При истощении организма и в период восстановления после продолжительных болезней, наоборот, рекомендуется увеличивать дневную норму жиров до 100-120 г.

Насыщенные жирные кислоты (НЖК), наиболее представленные в пище, делятся на короткоцепочечные (4… 10 атомов углерода - масляная, капроновая, каприловая, каприновая), среднецепочечные (12… 16 атомов углеро­да - лауриновая, миристиновая, пальмитиновая) и длинноцепочечные (18 атомов углерода и более - стеариновая, арахидиновая).

Насыщенные жирные кислоты с короткой длиной углеродной цепи практи­чески не связываются с альбуминами в крови, не депонируются в тканях и не включаются в состав липопротеинов - они быстро окисляются с образованием кетоновых тел и энергии.

Так же они выполняют ряд важных биологических функций, например, масляная кислота участвует в генетической регуляции, воспаления и иммунного ответа на уровне слизистой оболочки кишечника, а также обеспечивает клеточную дифференцировку и апоптоз.

Каприновая кислота является предшественником монокаприна — соединения с антивирусной активностью. Избыточное поступление короткоцепочечных жирных кислот может привести к развитию метаболического ацидоза.

Насыщенные жирные кислоты с длинной и средней углеродной цепью, напротив, включаются в состав липопротеинов, циркулируют в крови, запасаются в жировых депо и используются для синтеза других липоидных соединений в организме, например холестери­на Кроме того, для лауриновой кислоты показана способность инактивировать ряд микроорганизмов, в частности Helicobacter pylory, а также грибки и вирусы за счет разрыва липидного слоя их биомембран.

Миристиновая и лауриновая жирные кислоты сильно повышают уровень холестерина в сыворотке крови и поэтому ассоциируются с максимальным риском развития ате­росклероза.

Пальмитиновая кислота также ведет к повышенному синтезу липопротеинов. Она является основной жирной кислотой, связывающей кальций (в составе жирных молочных продуктов) в неусваиваемый комплекс, омыляя его.

Стеариновая кислота, так же как и короткоцепочечные насыщенные жирные кислоты, практически не влияет на уровень холестерина в крови, более того - она способна снижать усвояемость холесте­рина в кишечнике за счет уменьшения его растворимости.

Ненасыщенные жирные кислоты

Ненасыщенные жирные кислоты подразделяют по степени ненасыщенности на моно ненасыщенные жирные кислоты (МНЖК) и поли ненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК).

Мононенасыщенные жирные кислоты имеют одну двойную связь. Основным их представителем в рационе является олеиновая кислота. Ее основными пищевыми источниками служат оливковое и арахисовое масло, свиной жир. К МНЖК относятся также эруковая кислота, составляющая 1/3 от состава жирных кислот в рапсовом масле, и пальмитолеиновая кислота, присутствующая в рыбьем жире.

К ПНЖК относятся жирные кислоты, имеющие несколько двойных связей: линолевая, линоленовая, арахидоновая, эйкозапентаеновая, докозагексаеновая. В питании их основными источниками являются растительные масла, рыбий жир, орехи, семена, бобовые. Подсолнечное, соевое, кукурузное и хлопковое масла являются основными источниками линолевой кислоты в питании. В рапсовом, соевом, горчичном, кунжутном масле содержатся значимые количества линолевой и линоленовой кислот, причем соотношение их различно - от 2:1 в рапсовом, до 5:1 в соевом.

В организме человека ПНЖК выполняют биологически важные функции, связанные с организацией и функционированием биомембран и синтезом тканевых регуляторов. В клетках происходит сложный процесс синтеза и взаимного превращения ПНЖК: линолевая кислота способна трансформироваться в арахидоновую с последующим включением ее в биомембраны или синтезом лейкотриенов, тромбоксанов, простагландинов. Линоленовая кислота играет важную роль в нормальном развитии и функционировании миелиновых волокон нервной системы и сетчатки глаза, входя в состав структурных фосфолипидов, а также содержится в значительных количествах в сперматозоидах.

Полиненасыщенные жирные кислоты состоят из двух основных семейств: производные линолевой кислоты, относящиеся к омега-6 жирным кислотам, и производные линоленовой кислоты — к омега-3 жирным кислотам. Именно соотношение этих семейств при условии общей сбалансированности поступления жира становится доминирующим с позиций оптимизации липидного обмена в организме за счет модификации жирно-кислотного состава пищи.

Линоленовая кислота в организме человека превращается в длинноцепочечные n-3 ПНЖК - эйкозапентаеновую (ЭПК) и докозагексаеновую (ДГК). Эйкозапентаеновая кислота определяется наряду с арахидоновой в структуре биомембран в количестве прямо пропорциональном ее содержанию в пище. При высоком уровне поступления с пищей линолевой кислоты относительно линоленовой (или ЭПК) повышается общее количество арахидоновой кислоты, включенной в биомембраны, что изменяет их функциональные свойства.

В результате использования организмом ЭПК для синтеза биологически активных соединений образуются эйкозаноиды, физиологические эффекты которых (например, снижение скорости тромбообразования) могут быть прямо противоположными действию эйкозаноидов, синтезируемых из арахидоновой кислоты. Показано также, что в ответ на воспаление ЭПК трансформируется в эйкозаноиды, обеспечивая более тонкую по сравнению с эйкозаноидами — производными арахидоновой кислоты, регуляцию фазы воспаления и тонуса сосудов.

Докозагексаеновая кислота найдена в высоких концентрациях в мембранах клеток сетчатки, которые поддерживаются на этом уровне вне зависимости от поступления омега-З ПНЖК с питанием. Она играет важную роль в регенерации зрительного пигмента родопсина. Также высокие концентрации ДГК обнаруживаются в мозге и нервной системе. Эта кислота используется нейронами для модификаций физических характеристик собственных биомембран (таких, как текучесть) в зависимости от функциональных потребностей.

Последние достижения в области нутриогеномики подтверждают участие ПНЖК семейства омега-3 в регуляции экспрессии генов, участвующих в обмене жиров и фазах воспаления, за счет активации факторов транскрипции.

В последние годы делаются попытки определить адекватные уровни поступления омега-3 ПНЖК с питанием. В частности, показано, что для взрослого здорового человека употребление в составе пищи 1,1… 1,6 г/сут линоленовой кислоты полностью покрывает физиологические потребности в этом семействе жирных кислот.

Основными пищевыми источниками ПНЖК семейства омега-3 являются льняное масло, грецкие орехи и жир морских рыб.

В настоящее время оптимальным соотношением в питании ПНЖК различных семейств считается следующее: омега-6: омега-3 = 6…10:1.

Основные пищевые источники линоленовой кислоты

Основные пищевые источники ПНЖК семейства омега-3

Жирная пища издавна считается вредной, как для организма в целом, так и для фигуры. Однако не все жиры негативно сказываются на нашем теле. Жирные кислоты делятся на и ненасыщенные. Первые имеют простую структуру и твердую форму. Попадая в кровь, они образуют особые соединения, которые оседают в виде жировой прослойки. Чрезмерное потребление в пищу продуктов с высоким содержанием жиров животного происхождения приводит к ожирению и сердечно-сосудистым патологиям.

Не все жиры вредны и опасны для человеческого организма. Ненасыщенные (растительные) жирные кислоты – это «правильные» жиры. Они благоприятно воздействуют на самочувствие, и, несмотря на сложную молекулярную формулу, не закупоривают сосуды, а свободно перемещаются по артериям, повышая их эластичность, выводя холестерин. Много полезных жиров в семенах, ядрах орехов, морепродуктах, овощах.

Мононенасыщенные жирные кислоты и их значение

Данный вид веществ делится на мононенасыщенные и полиненасыщенные. Каждый тип характеризуется своими преимуществами и особенностями. Оба варианта при любых температурных показателях остаются в жидком состоянии. Решив включить мононенасыщенные жиры в рацион для мужчин или женщин, следует понимать, в каких продуктах содержатся эти вещества. Этот тип полезных элементов поступает в организм вместе с активными компонентами рапсового и подсолнечного масла, также они находятся в составе арахиса и оливок.

Группы ученных проводили неоднократные исследования, благодаря чему им удалось доказать, что продукты, содержащие ненасыщенные жирные кислоты, в правильных пропорциях эффективны для похудения и для набора мышечной массы при тренировках. Кроме того МНЖК:

• помогает бороться с низким гемоглобином и онкологическими заболеваниями молочной железы;
• улучшает состояние больных с заболеваниями суставов, такими как ревматизм и артрит;
• способствует очищению сосудов и артерий.

Для человека, ведущего активный образ жизни, ежедневная норма потребления ненасыщенных жирных кислот составляет 20% от общей энергетической ценности меню. Приобретая продукты в супермаркетах, обязательно внимательно изучайте упаковку. На этикетках всегда указывается содержание жиров, белков и углеводов.

Данный вид полезных веществ не синтезируется нашими органами. Они попадают к человеку из пищи, которую мы потребляем. Продукты питания, богатые жирами, необходимы для улучшения работы мозга, нервной системы, функционирования сердечной мышцы и сосудов.

Полиненасыщенные жирные кислоты и их применение

Полиненасыщенные жирные кислоты делятся на два вида – омега-3 и омега-6. Важно понимать, какие это вещества, и в чем они содержатся, ведь пополнить их запасы в организме можно только с помощью еды.

Омега-3 предотвращает патологии сердечной мышцы и инсульт, снижает артериальное давление, налаживает сердцебиение и нормализует состав крови. Также ученые пришли к выводу, что употребление этого вещества помогает предупредить развитие приобретенного слабоумия. Незаменимы ПНЖК во время беременности и в период лактации, ведь все, что попадает в организм матери, получает развивающийся плод.

Насытить организм омега-3 можно, дополнив меню определенными продуктами. Что относится к пище, богатой ПНЖК? Внимание стоит обратить на этот список:

• рыба жирных сортов;
• семена льна;
• соя и бобовые;
• ядра грецких орехов;
• креветки.

Омега-6 в небольших количествах содержится в плодах авокадо, яйцах, цельнозерновом хлебе, конопляном и кукурузном масле. Это вещество необходимо для нормального функционирования пищеварительного тракта, улучшения функции кроветворения, также оно участвует в формировании клеточных оболочек, развитии зрения и нервных окончаний.

Если ввести в рацион продукты с низким содержанием твердых (насыщенных) жиров, и при этом увеличить потребление растительных аналогов, это улучшит общий тонус кожи и мышц, позволит похудеть и наладить обменные процессы.

Потребность в ПНЖК повышается при интенсивных физических нагрузках, в период активного роста, беременности, в случае развития сахарного диабета, сердечных заболеваний. Уменьшить потребление жиров следует при аллергических проявлениях, болях в желудке, отсутствии физических нагрузок, людям в преклонном возрасте.

Что надо включить в меню

Ненасыщенные жиры относятся к группе легкоусваиваемых веществ. Но нельзя злоупотреблять пищей, богатой этими уникальными по своему составу веществами.

Чтобы ускорить процесс усвоения, употребляйте продукты, которые не подвергались термической обработке. На расщепление этих веществ и скорость всасывания в кровь влияет температура плавления. Чем она выше, тем хуже усваивается элемент.

Ненасыщенные жирные кислоты участвуют в формировании иммунной системы человека, работе мозга, сердца. Они улучшают память, внимание и помогают в борьбе с депрессиями. Без жиров организм плохо усваивает витамины A, D, K, E. Ежедневно употребляйте полезные жиры, список продуктов, представленный в таблице ниже, позволит разработать полноценное и сбалансированное меню на каждый день.

Жиры и холестерин – понятия, тесно взаимосвязанные, и чаще всего люди боятся, что уровень холестерина в их организме повысится, так как наслышаны о его негативных свойствах и вреде для здоровья. На самом же деле стоит опасаться лишь повышенного содержания холестерина, который считается "плохим", то есть, ЛПНП (липопротеидов высокой плотности).

Какие жиры полезны для организма, в чем вред транс-жиров и в каких пищевых продуктах содержатся эти вещества – об этом и многом другом вы узнаете из этой статьи.

Чем отличаются насыщенные жиры от ненасыщенных

Жиры, или липиды, являются важнейшим источником энергии, входят в состав структурных компонентов клетки, предохраняют организм от теплопотерь, органы - от повреждений. Пищевые продукты содержат жиры животного и растительного происхождения, и все липиды состоят из глицерола и жирных кислот, среди которых различают насыщенные и ненасыщенные. Вред и польза жира – вопрос не праздный, поэтому стоит рассмотреть его более детально.

Чем отличаются насыщенные жиры от ненасыщенных и где они содержатся? Насыщенные жирные кислоты образуют твердые («плохие») жиры, ненасыщенные жирные кислоты - мягкие («хорошие») жиры. В животных жирах преобладают насыщенные жиры, в растительных (кроме кокосового и пальмового масел) - ненасыщенные жиры. Таким образом, ответ на вопрос «какие жиры полезны - насыщенные или ненасыщенные» очевиден: полезны исключительно ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты в лучшем случае нейтральны для организма, в худшем – вредны.

Большая часть жиров, потребляемых человеком, - это триглицериды (95-98%), состоящие из одной молекулы глицерола и трех остатков жирных кислот. Одна жирная кислота состоит из более или менее длинной цепи атомов углерода (С), с которым соединены атомы водорода (Н). Атомы углерода могут быть соединены между собой одинарными или двойными связями.

Не имеющая двойных связей, называется насыщенной, имеющая одну двойную связь - мононенасыщенной, несколько двойных связей - полиненасыщенной.

Последние не синтезируются в организме - это эссенциальные (незаменимые) жирные кислоты (их называют витамином F).

Существует общий принцип: ненасыщенные жиры - это жиры растительного происхождения, а насыщенные жиры - животные жиры. Но, как известно, из любого правила есть исключения. Например, свиней специально откармливают для получения твердого (насыщенного) жира. При холодной погоде свиньи очень сильно замерзают, фактически «окоченевают». В противоположность им рыбы, также имеющие животный жир, способны жить в очень холодной, даже арктической температуры, воде. Рыбий жир является ненасыщенным и сохраняет жидкое состояние при минусовой температуре, по этой причине рыбы сохраняют подвижность, гибкость, проворность. Насыщенные и ненасыщенные жиры организму необходимы, но перевес должен быть в пользу ненасыщенных.

Какие жиры животного и растительного происхождения полезны для организма

Говоря о том, какие жиры полезны, не стоит забывать, что растительные жиры тоже имеют свои особенности. Как правило, растительные жиры содержатся в семенах и являются ненасыщенными (масла оливковое, подсолнечное, льняное, облепиховое, ореховое, масло виноградной косточки, кукурузное). Исключения составляют некоторые фрукты тропических и субтропических регионов, имеющие жиры с высокой точкой плавления, т. е. эти жиры, остаются в твердом состоянии даже в тропической жаре. Кокосовое и пальмовое масла обладают самым твердым насыщенным растительным жиром в мире.

Твердость и насыщенность жира неразделимы: насыщенные жиры даже при комнатной температуре остаются в твердом состоянии, а ненасыщенные сохраняют жидкое состояние при температуре ниже нуля.

В рационе человека должно быть от 80 до 100 г жиров в сутки (1,2-1,3 на 1 кг массы тела), в том числе 30-35 г растительного масла, содержащего полиненасыщенные жирные кислоты. Выбирая между растительными и животными жирами, старайтесь отдавать предпочтение первым.

В каких продуктах содержатся полезные жиры

В каких же продуктах содержатся полезные жиры, а в каких – вредные?

Важные источники ненасыщенных жирных кислот: рыба (скумбрия, сардины, тунец, семга, форель, сельдь, печень трески), растительные масла. Основные источники насыщенных жирных кислот: продукты животного происхождения (мясо, колбасные изделия, потроха, кожа птицы, сливочное масло, сметана, цельное молоко, животные жиры), некоторые растительные продукты (кокосовое и пальмовое масла, маргарин, фритюрное масло).

В отчете Американской ассоциации кардиологов (1961), который справедливо считается «документом мировой важности», сказано, что «сокращение количества потребляемых жиров с разумной заменой насыщенных жиров полиненасыщенными рекомендуется как возможное средство предупреждения атеросклероза и снижения опасности возникновения инфаркта миокарда и инсульта». В этой связи необходимо особенно тщательно выбирать . Очень важно соотношение белка и жира в различных продуктах.

Таблица «Содержание холестерина в продуктах»

Ниже представлена таблица «Содержание холестерина в продуктах», в которой указано количество холестерина в миллиграммах на 100 г продукта.

Высококалорийная диета, богатая насыщенными жирами, является причиной высокого содержания «плохого» холестерина в крови. Диета, содержащая большое количество ненасыщенных жиров, приводит к снижению уровня «плохого» холестерина в крови и повышению «хорошего» холестерина.

Ежедневно взрослый человек потребляет около 750 мг холестерина. В сутки в печени образуется около 1 г холестерина. В зависимости от характера пищи это количество может варьировать: увеличение количества холестерина в пище приводит к повышению его уровня в крови, уменьшение - соответственно к снижению. Так, уменьшение содержания холестерина в продуктах до 350-375 мг/сут. приводит к снижению его уровня в крови на 7 мг/дл. Увеличение содержания холестерина до 1500 мг приводит к его увеличению на 10 мг/дл крови. В этой связи необходимо знать содержание холестерина в основных продуктах питания.

Что такое транс-жиры и их вред для организма

В этом разделе статьи вы узнаете, что такое транс-жиры и в чем их опасность для организма человека. Ненасыщенные жиры при промышленной или кулинарной обработке принимают форму «транс», превращаясь при нагревании и гидрогенизации в насыщенные твердые жиры, например маргарин, кулинарный жир, спред. Транс-жиры широко используются в промышленности, так как позволяют резко увеличить срок хранения продуктов. Полученные во Франции результаты исследований, в которых участвовали 17 тыс. человек, выявили, что потребление жирных кислот формы «транс» само по себе увеличивает на 50% риск возникновения инфаркта миокарда даже при отсутствии других важных факторов риска (табако-курение, потребление жиров, насыщенных жирных кислот, гиподинамии и т. д.).

Какие продукты содержат транс-жиры? Это майонезы, кетчупы, готовые соусы, рафинированное растительное масло, сухие концентраты (супы, соусы, десерты, кремы), мягкие масла, спреды, миксы растительного и сливочного масла, чипсы, попкорн с добавлением жира, диацетила и других ароматизаторов, продукция фастфуда (картофель фри, хот-доги, сэндвичи, гамбургеры), замороженные мясные, рыбные и прочие полуфабрикаты в панировке (например, котлеты, рыбные палочки), кондитерские изделия (торты, пирожные, пончики, вафли, печенье, крекеры, конфеты).

Откажитесь от продуктов, содержащих транс-жиры. Всегда читайте на этикетке состав продукта, присутствуют ли там гидрированные или частично гидрированные жиры. Под этим следует понимать транс-жиры.

В питании человека жиры абсолютно необходимы, однако насыщенные жиры, транс-жиры и избыток холестерина в еде опасны для сердца и сосудов, ненасыщенные жиры способны предотвратить сердечно-сосудистые заболевания.

Еще больше по теме

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, которые входят в состав липидов микроорганизмов, растений и животных.

Жирные кислоты – алифатические карбоновые кислоты (рисунок 2). В организме могут находиться как в свободном состоянии, так и выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов.

Все жирные кислоты, входящие в состав жиров, делят на две группы: насыщенные и ненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты, имеющие две и более двойных связей, называют полиненасыщенными. Природные жирные кислоты весьма разнообразны, однако имеют ряд общих черт. Это монокарбоновые кислоты, содержащие линейные углеводородные цепи. Почти все они содержат четное число атомов углерода (от 14 до 22, чаще всего встречаются с 16 или 18 атомами углерода). Гораздо реже встречаются жирные кислоты с более короткими цепями или с нечетным числом атомов углерода. Содержание ненасыщенных жирных кислот в липидах, как правило, выше, чем насыщенных. Двойные связи, как правило, находятся между 9 и 10 атомами углерода, почти всегда разделены метиленовой группой и имеют цис-конфигурацию.

Высшие жирные кислоты практически нерастворимы в воде, но их натриевые или калиевые соли, называемые мылами, образуют в воде мицеллы, стабилизируемые за счет гидрофобных взаимодействий. Мыла обладают свойствами поверхностно-активных веществ.

Жирные кислоты отличаются:

– длиной их углеводородного хвоста, степенью их ненасыщенности и положением двойных связей в цепях жирных кислот;

– физико-химическими свойствами. Обычно насыщенные жирные кислоты при температуре 22 0 С имеют твердую консистенцию, тогда как ненасыщенные представляют собой масла.

Ненасыщенные жирные кислоты имеют более низкую температуру плавления. Полиненасыщенные жирные кислоты быстро окисляются на открытом воздухе, чем насыщенные. Кислород реагирует с двойными связями с образованием пероксидов и свободных радикалов;

Таблица 1 – Основные карбоновые кислоты, входящие в состав липидов

В высших растениях присутствуют, в основном, пальмитиновая кислота и две ненасыщенные кислоты – олеиновая и линолевая. Доля ненасыщенных жирных кислот в составе растительных жиров очень высока (до 90 %), а из предельных лишь пальмитиновая кислота содержится в них в количестве 10-15 %.

Стеариновая кислота в растениях почти не встречается, а содержится в значительном количестве (25 % и более) в некоторых твердых животных жирах (жир баранов и быков) и маслах тропических растений (кокосовое масло). Лауриновой кислоты много в лавровом листе, миристиновой – в масле мускатного ореха, арахиновой и бегеновой – в арахисовом и соевом маслах. Полиненасыщенные жирные кислоты – линоленовая и линолевая – составляют главную часть льняного, конопляного, подсолнечного, хлопкового и некоторых других растительных масел. Жирные кислоты оливкового масла на 75% представлены олеиновой кислотой.

В организме человека и животных не могут синтезироваться такие важные кислоты, как линолевая, линоленовая. Арахидоновая – синтезируется из линолевой. Поэтому они должны поступать в организм с пищей. Эти три кислоты получили название незаменимых жирных кислот. Комплекс этих кислот называют витамином F. При длительном отсутствии их в пище у животных наблюдается отставание в росте, сухость и шелушение кожи, выпадение шерсти. Описаны случаи недостаточности незаменимых жирных кислот и у человека. Так, у детей грудного возраста, получающих искусственное питание с незначительным содержанием жиров, может развиться чешуйчатый дерматит, т.е. проявляются признаки авитаминоза.

В последнее время большое внимание уделяется жирным кислотам Омега-3. Эти кислоты обладают сильным биологическим действием – уменьшают слипание тромбоцитов, тем самым предупреждают инфаркты, снижают артериальное давление, уменьшают воспалительные процессы в суставах (артриты), необходимы для нормального развития плода у беременных. Эти жирные кислоты содержатся в жирных сортах рыб (скумбрия, лосось, семга, норвежская сельдь). Рекомендуется употреблять морскую рыбу 2-3 раза в неделю.

Номенклатура жиров

Нейтральные ацилглицеролы служат главными составными частями природных жиров и масел, чаще всего это смешанные триацилглицеролы. По происхождению природные жиры делят на животные и растительные. В зависимости от жирно-кислотного состава жиры и масла по консистенции бывают жидкими и твердыми. Животные жиры (баранье, говяжье, свиное сало, молочный жир) обычно содержат значительное количество насыщенных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.), благодаря чему при комнатной температуре они твердые.

Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот (олеиновая, линолевая, линоленовая и др.), при обычной температуре жидкие и называются маслами.

Жиры, как правило, содержатся в животных тканях, масла – в плодах и семенах растений. Особенно высоко содержание масел (20-60 %) в семенах подсолнечника, хлопчатника, сои, льна. Семена этих культур используются в пищевой промышленности для получения пищевых масел.

По способности высыхать на воздухе масла подразделяются: на высыхающие (льняное, конопляное), полувысыхающие (подсолнечное, кукурузное), невысыхающие (оливковое, касторовое).

Физические свойства

Жиры легче воды и нерастворимы в ней. Хорошо растворимы в органических растворителях, например, в бензине, диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне и т.д. Температура кипения жиров не может быть определена, поскольку при нагревании до 250 о С они разрушаются с образованием из глицерина при его дегидратации сильно раздражающего слизистые оболочки глаз альдегида  акролеина (пропеналя).

Для жиров прослеживается довольно четкая связь химического строения и их консистенции. Жиры, в которых преобладают остатки насыщенных кислот – твёрдые (говяжий, бараний и свиной жиры). Если в жире преобладают остатки ненасыщенных кислот, он имеет жидкую консистенцию. Жидкие растительные жиры называется маслами (подсолнечное, льняное, оливковое и т.д. масла). Организмы морских животных и рыбы содержат жидкие животные жиры. В молекулы жиров мазеобразной (полутвёрдой) консистенции входят одновременно остатки насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (молочный жир).

Химические свойства жиров

Триацилглицеролы способны вступать во все химические реакции, свойственные сложным эфирам. Наибольшее значение имеет реакция омыления, она может происходить как при ферментативном гидролизе, так и при действии кислот и щелочей. Жидкие растительные масла превращают в твердые жиры при помощи гидрогенизации. Этот процесс широко используется для изготовления маргарина и кулинарного жира.

Жиры при сильном и продолжительном взбалтывании с водой образуют эмульсии – дисперсные системы с жидкой дисперсной фазой (жир) и жидкой дисперсионной средой (водой). Однако эти эмульсии нестойки и быстро разделяются на два слоя – жир и воду. Жиры плавают над водой, поскольку их плотность меньше плотности воды (от 0,87 до 0,97).

Гидролиз. Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз, который можно осуществить как кислотами, так и основаниями (щелочной гидролиз называют омылением):

Омыляемые липиды 2

Простые липиды 2

Жирные кислоты 3

Химические свойства жиров 6

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИРОВ 11

Сложные липиды 14

Фосфолипиды 14

Мыла и детергенты 16

Гидролиз жиров идет постепенно; например, при гидроли­зе тристеарина получается сначала дистеарин, затем моносте­арин и, наконец, глицерин и стеариновая кислота.

Практически гидролиз жиров производят или перегретым паром, или же нагреванием в присутствии серной кислоты или щелочей. Превосходными катализаторами гидролиза жиров являются сульфокислоты, получаемые сульфированием смеси непредельных жирных кислот с ароматическими углеводоро­дами (контакт Петрова ). В семенах клещевины находится особый фермент - липаза , ускоряющий гидролиз жиров. Ли­паза широко применяется в технике для каталитического гид­ролиза жиров.

Химические свойства

Химические свойства жиров определяются сложноэфирным строением молекул триглицеридов и строением и свойствами углеводородных радикалов жирных кислот , остатки которых входят в состав жира.

Как сложные эфиры жиры вступают, например, в следующие реакции:

– Гидролиз в присутствии кислот (кислотный гидролиз )

Гидролиз жиров может протекать и биохимическим путем под действием фермента пищеварительного тракта липазы.

Гидролиз жиров может медленно протекать при длительном хранении жиров в открытой упаковке или термической обработке жиров в условиях доступа паров воды из воздуха. Характеристикой накопления в жире свободных кислот, придающих жиру горечь и даже токсичность является «кислотное число»: число мг КОН, пошедшее на титрование кислот в 1г жира.

– Омыление:

Наиболее интересными и полезными реакциями углеводородных радикалов являются реакции по двойным связям:

– Гидрогенизация жиров

Растительные масла (подсолнечное, хлопковое, соевое) в присутствии катализаторов (например, губчатый никель) при 175-190 о С и давлении 1,5-3 атм гидрируются по двойным С = С связям углеводородных радикалов кислот и превращаются в твёрдый жир – саломас . При добавлении к нему так называемых отдушек для придания соответствующего запаха и яиц, молока, витаминов для улучшения питательных качеств получают маргарин . Саломас используется также в мыловарении, фармации (основы для мазей), косметике, для изготовления технических смазок и т.д.

– Присоединение брома

Степень ненасыщенности жира (важная технологическая характеристика) контролируется по «йодному числу» : число мг йода, пошедшее на титрование 100 г жира в процентах (анализ с бисульфитом натрия).

– Окисление

Окисление перманганатом калия в водном растворе приводит к образованию предельных дигидроксикислот (реакция Вагнера)

ПРОГОРКАНИЕ

При хранении растительные масла, животные жиры, а также жиросодержащие продукты (мука, крупа, кондитерские изделия, мясные продукты) под влиянием кислорода воздуха, света, ферментов, влаги приобретают неприятный вкус и запах. Иными словами, жир прогоркает.

Прогоркание жиров и жиросодержащих продуктов ­– результат сложных химических и биохимических процессов, протекающих в липидном комплексе.

В зависимости от характера основного процесса, протекающего при этом, различают гидролитическое и окислительное прогоркание. Каждый из них может быть разделен на автокаталитическое (неферментативное) и ферментативное (биохимическое) прогоркание.

ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ ПРОГОРКАНИЕ

При гидролитическом прогоркании происходит гидролиз жира с образованием глицерина и свободных жирных кислот.

Неферментативный гидролиз протекает с участием растворенной в жире воды, и скорость гидролиза жира при обычных температурах невелика. Ферментативный гидролиз происходит при участии фермента липазы на поверхности соприкосновения жира и воды и возрастает при эмульгировании.

В результате гидролитического прогоркания увеличивается кислотность, появляется неприятный вкус и запах. Особенно это сильно выражено при гидролизе жиров (молочного, кокосового и пальмового), содержащих низко- и среднемолекулярные кислоты, такие как масляную, валериановую, капроновую. Высокомолекулярные кислоты не имеют вкуса и запаха, а повышение их содержания не приводит к изменению вкуса масел.

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ПРОГОРКАНИЕ

Наиболее распространенным видом порчи жиров в процессе хранения является окислительное прогоркание. В первую очередь окислению подвергаются свободные, а не связанные в триацилглицеролах ненасыщенные жирные кислоты. Процесс окисления может происходить неферментативным и ферментативным путями.

В результате неферментативного окисления кислород присоединяется к ненасыщенным жирным кислотам по месту двойной связи с образованием циклической перекиси, которая распадается с образованием альдегидов, придающих жиру неприятный запах и вкус:

Также в основе неферментативного окислительного прогоркания лежат цепные радикальные процессы, в которых участвуют кислород и ненасыщенные жирные кислоты.

Под действием перекисей и гидроперекисей (первичных продуктов окисления) происходит дальнейший распад жирных кислот и образование вторичных продуктов окисления (карбонилсодержащих): альдегидов, кетонов и других неприятных на вкус и запах веществ, вследствие чего жир прогоркает. Чем больше двойных связей в жирной кислоте, тем выше скорость ее окисления.

При ферментативном окислении этот процесс катализируется ферментом липоксигеназой с образованием гидроперекисей. Действие липоксигеназы сопряжено с действием липазы, которая предварительно гидролизует жир.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИРОВ

Кроме температуры плавления и затвердевания, для ха­рактеристики жиров применяются следующие величины: кислотное число, перекисное число, число омыления, йодное число.

Природные жиры нейтральны. Однако при переработке или хранении вследствие процессов гидролиза или окисления образуются свободные кислоты, количество которых непостоянно

Под действием ферментов липазы и липоксигеназы изменяется качество жиров и масел, которое характеризуется следующими показателями или числами:

Кислотное число (К.ч.) – это количество миллиграммов гидроксида калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира.

При хранении масла наблюдается гидролиз триацилглицеролов, это приводит к накоплению свободных жирных кислот, т.е. к возрастанию кислотности. Повышение К.ч. указывает на снижение его качества. Кислотное число является гостированным показателем масла и жира.

Йодное число (Й.ч.) – это количество граммов йода, присоединившегося по месту двойных связей к 100 г жира:

Йодное число позволяет судить о степени ненасыщенности масла (жира), о склонности его к высыханию, прогорканию и другим изменениям, происходящим при хранении. Чем больше содержится в жире ненасыщенных жирных кислот, тем выше йодное число. Уменьшение йодного числа в процессе хранения масла является показателем его порчи. Для определения йодного числа применяют растворы хлорида иода IC1, бромида иода IBr или иода в растворе сулемы, которые бо­лее реакционноспособны, чем сам иод. Йодное число является мерой ненасыщенности кислот жиров. Оно важно для оценки качества высыхающих масел.

Перекисное число (П.ч.) показывает количество перекисей в жире, выражают его в процентах йода, выделенного из йодистого калия перекисями, образовавшимися в 1 г жира.

В свежем жире перекиси отсутствуют, но при доступе воздуха они появляются сравнительно быстро. В процессе хранения перекисное число увеличивается.

Число омыления (Ч.о. ) – равно числу миллиграммов гидроксида калия, расходующихся при омылении 1 г жира кипячением последнего с избытком гидроксида калия в спиртовом раство­ре. Число омыления чистого триолеина равно 192. Высокое число омыления указывает на присутствие кислот с «меньши­ми молекулами». Малые числа омыления указывают на при­сутствие более высокомолекулярных кислот или же неомыляемых веществ.

Полимеризация масел. Весьма важными являются ре­акции автоокисления и полимеризации масел. По этому при­знаку растительные масла делятся на три категории: высы­хающие, полувысыхающие и невысыхающие.

Высыхающие масла в тонком слое обладают способностью образовывать на воздухе эластичные, блестящие, гибкие и прочные пленки, нерастворимые в органических растворите­лях, устойчивые к внешним воздействиям. На этом свойстве основано использование этих масел для приготовления лаков и красок. Наиболее часто применяемые высыхающие масла приведены в табл. 34.

Таблица 34. Характеристики высыхающих масел

Основной характерной чертой высыхающих масел являет­ся высокое содержание непредельных кислот. Для оценки ка­чества высыхающих масел применяют йодное число (оно дол­жно быть не менее 140).

Процесс высыхания масел заключается в окислительной полимери­зации. Все ненасыщенные эфиры жирных кислот и их глицериды окис­ляются на воздухе. По-видимому, процесс окисления представляет собой цепную реакцию, приводящую к неустойчивой гидроперекиси, которая разлагается с образованием окси- и кетокислот.

Высыхающие масла, содержащие глицериды ненасыщенных кислот с двумя или тремя двойными связями, служат для приготовления оли­фы. Для получения олифы льняное масло нагревают до 250-300 °С в присутствии катализаторов.

Полу высыхающие масла (подсолнечное, хлопковое) отличаются от высыхающих меньшим содержанием непредельных кислот (йодное чис­ло 127-136).

Невысыхающие масла (оливковое, миндальное) имеют йодное число ниже 90 (например, для оливкового масла 75-88).

Воски

Это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов жирного (реже ароматического) ряда.

Воски являются твердыми соединениями с ярко выраженными гидрофобными свойствами. Природные воски содержат также некоторое количество свободных жирных кислот и высокомолекулярных спиртов. В состав восков входят как обычные, содержащиеся в жирах, – пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и др., так и жирные кислоты, характерные для восков, имеющие гораздо большие молекулярные массы, – карноубовая С 24 Н 48 О 2 , церотиновая С 27 Н 54 О 2 , монтановая С 29 Н 58 О 2 и др.

Среди высокомолекулярных спиртов, входящих в состав восков, можно отметить цетиловый – СН 3 –(СН 2) 14 –СН 2 ОН, цериловый – СН 3 –(СН 2) 24 –СН 2 ОН, мирициловый СН 3 –(СН 2) 28 –СН 2 ОН.

Воски встречаются как в животных, так и в растительных организмах и выполняют, главным образом, защитную функцию.

В растениях они покрывают тонким слоем листья, стебли и плоды, тем самым, предохраняя их от смачивания водой, высыхания, механических повреждений и поражения микроорганизмами. Нарушение этого налета приводит к быстрой порче плодов при их хранении.

Например, значительное количество воска выделяется на поверхности листьев пальмы, произрастающей в Южной Америке. Этот воск, называемый карноубским, является, в основном, церотиново-мирициловым эфиром:

,

имеет желтый или зеленоватый цвет, очень тверд, плавится при температуре 83-90 0 С, идет на выделку свечей.

Среди животных восков наибольшее значение имеет пчелиный воск, под его покровом хранится мед и развиваются личинки пчелы. В пчелином воске преобладает пальмитиново-мирициловый эфир:

а также высокое содержание высших жирных кислот и различных углеводородов, плавится пчелиный воск при температуре 62-70 0 С.

Другими представителями воска животных является ланолин и спермацет. Ланолин предохраняет волосы и кожу от высыхания, очень много его содержится в овечьей шерсти.

Спермацет – воск, добывающий из спермацетового масла черепных полостей кашалота, состоит, в основном, (на 90%) из пальмитиново-цетилового эфира:

твердое вещество, его температура плавления 41-49 0 С.

Различные воска широко применяют для изготовления свечей, помад, мыла, разных пластырей.