Жиры – макронутриенты, необходимые участники полноценного питания каждого человека. В ежедневный рацион должны входить разные жиры, каждый из них выполняет свою функцию.
С физиологической точки зрения жиры – неотъемлемая составляющая тройки макронутриентов, обеспечивающей основные потребности организма человека. Они являются одним из основных источников энергии. Жиры – составной элемент всех клеток, они необходимы для усвоения жирорастворимых витаминов, обеспечивают термоизоляцию организма, участвуют в деятельности нервной системы и иммунитета.
Официальное название жиров, входящих в состав пищи, – липиды. Те липиды, которые входят в состав клеток, называются структурными (фосфолипиды, липопротеиды), другие являются способом хранения энергии и называются запасными (триглицериды).
Энергетическая ценность жиров примерно в два раза выше энергетической ценности углеводов.
По своей химической сути жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. Основа животных и растительных жиров – жирные кислоты, различный состав которых и определяет их функции в организме. Все жирные кислоты делятся на две группы: насыщенные и ненасыщенные.
Насыщенные жирные кислоты
Насыщенные жирные кислоты содержатся в основном в жирах животного происхождения. Это твердые вещества, имеющие высокую температуру плавления. Они могут усваиваться организмом без участия желчных кислот, этим определяется их высокая питательная ценность. Однако излишки насыщенных жирных кислот неизбежно откладываются в запас.
Основные виды насыщенных кислот – пальмитиновая, стеариновая, миристиновая. Они в разных количествах содержатся в сале, жирном мясе, молочных продуктах (сливочное масло, сметана, молоко, сыры и т.д.). Животные жиры, в состав которых входят насыщенные жирные кислоты, обладают приятным вкусом, содержат лецитин и витамины А и D, а также холестерин.
Холестерин – основной стерин животного происхождения, он жизненно необходим организму, поскольку входит в состав всех клеток и тканей организма, участвует в гормональных процессах и синтезе витамина D. При этом избыток холестерина в пище ведет к повышению его уровня в крови, что является одним из основных факторов риска для развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и ожирения. Холестерин синтезируется организмом из углеводов, поэтому с пищей его рекомендуется употреблять не более чем 300 мг в сутки.
Предпочтительная форма употребления насыщенных жирных кислот – молочные продукты, яйца, мясные субпродукты (печень, сердце), рыба. На долю насыщенных жирных кислот в ежедневном рационе должно приходиться не более 10% калорийности.
Ненасыщенные жирные кислоты
Ненасыщенные жирные кислоты содержатся в основном в продуктах растительного происхождения, а также в рыбе. Ненасыщенные жирные кислоты легко окисляются, они не очень устойчивы к термообработке, поэтому наиболее полезно употреблять продукты, их содержащие, в сыром виде.
Ненасыщенные жирные кислоты делятся на две группы, в зависимости от того, сколько в них ненасыщенных водородом связей между атомами. Если такая связь одна – это мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК), если их несколько – это полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК).
Мононенасыщенные жирные кислоты
Основные виды МНЖК – миристолеиновая, пальмитолеиновая, олеиновая. Эти кислоты могут синтезироваться организмом из насыщенных жирных кислот и углеводов. Одна из важнейших функций МНЖК – снижение уровня холестерина в крови. За это отвечает содержащийся в МНЖК стерин – р-ситостерин. Он образует нерастворимый комплекс с холестерином и таким образом препятствует всасыванию последнего.
Основной источник МНЖК – рыбий жир, авокадо, арахис, маслины, орехи кешью, оливковое, кунжутное и рапсовое масла. Физиологическая потребность в МНЖК составляет 10% от суточной калорийности.
Растительные жиры по большей части являются поли- или мононенасыщенными. Эти жиры могут понижать уровень холестерина в крови и часто содержат необходимые жирные кислоты (EFA): Омега-3 и Омега-6.
Полиненасыщенные жирные кислоты
Основные виды ПНЖК – линолевая, линоленовая, арахидоновая. Эти кислоты не только входят в состав клеток, но и участвуют в обмене веществ, обеспечивают процессы роста, содержат токоферолы, р-ситостерин. ПНЖК не синтезируются организмом человека, поэтому считаются незаменимыми веществами наравне с некоторыми аминокислотами и витаминами. Наибольшей биологической активностью обладает арахидоновая кислота, которой мало в продуктах питания, но при участии витамина В6 она может быть синтезирована организмом из линолевой кислоты.
Арахидоновая и линолевая кислота относятся к семейству кислот Омега-6. Эти кислоты содержатся практически во всех растительных маслах и орехах. Суточная потребность в Омега-6 ПНЖК составляет 5–9% от суточной калорийности.
Альфа-линоленовая кислота относится к семейству Омега-3. Основным источником ПНЖК этого семейства является рыбий жир и некоторые морепродукты. Суточная потребность в Омега-3 ПНЖК – 1–2% от суточной калорийности.
Избыток в рационе продуктов, содержащих ПНЖК, может вызвать заболевания почек и печени.
Полиненасыщенные жиры содержит рыба, грецкие орехи, миндаль, лен, некоторые приправы, соевое масло, подсолнечное масло и т.д.
Транс-жиры
(или ) получается путем переработки растительных жиров, используется в производстве маргарина и прочих кулинарных жиров. Соответственно, попадает в чипсы, гамбургеры и большую часть магазинной выпечки.
Тем, что повышает в крови уровень плохого холестерина. Это увеличивает риск закупорки сосудов и инфарктов, способствует развитию диабета.
Выводы
Употребление жиров необходимо для полноценного функционирования организма. Но все нужно делать с умом.
Польза жира, даже ненасыщенного, возможна лишь при правильном его употреблении. Энергетическая ценность жира необычайна высока. Стакан семечек равен по калорийности одному шашлыку или целой плитке шоколада. Если злоупотреблять ненасыщенными жирами, они принесут не меньший вред, чем насыщенные.
Положительное значение жиров для организма неоспоримо при соблюдении несложных правил: свести к минимуму употребление насыщенных жиров, полностью исключить транс-жиры, употреблять ненасыщенные жиры умеренно и регулярно.
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.
В современном мире жизнь проносится в ускоренном ритме. Зачастую времени не хватает даже на сон. Быстрая пища, насыщенная жирами, которую принято называть фаст-фудом, практически полностью завоевала место на кухне.
Но благодаря обилию информации о здоровом образе жизни, все большее количество людей тянутся к здоровому образу жизни. При этом многие считают насыщенные жиры главным источником всех проблем.
Давайте разбираться, насколько оправданно распространенное мнение о вреде насыщенных жиров. Иными словами, стоит ли употреблять вообще продукты, богатые насыщенными жирами?
Продукты с максимальным содержанием НЖК:
Указано ориентировочное количество в 100 г продукта
Общая характеристика насыщенных жирных кислот
С химической точки зрения, насыщенные жирные кислоты (НЖК) представляют собой вещества с одинарными связями атомов углерода. Это максимально концентрированные жиры.
НЖК могут иметь натуральное или искусственное происхождение. К искусственным жирам можно отнести маргарин , к натуральным – сливочное масло, сало и т.д.
НЖК входят в состав мясных, молочных и некоторых растительных продуктов питания.
Особенным свойством таких жиров является то, что они не теряют свою твёрдую форму при комнатной температуре. Насыщенные жиры наполняют организм человека энергией и активно участвуют в процессе строения клеток.
Насыщенные жирные кислоты – это масляная, каприловая, капроновая, и уксусная кислота. А также стеариновая, пальмитиновая, каприновая кислота и некоторые другие.
НЖК имеют свойство откладываться в организме «про запас» в виде жировых отложений. Под действием гормонов (адреналина и норадреналина, глюкагона и т.д) НЖК выделяются в кровоток, высвобождая энергию для организма.
Для выявления продуктов с более высоким содержанием насыщенных жиров достаточно сравнить их температуры плавления. У лидера содержание НЖК будет выше.
Суточная потребность в насыщенных жирных кислотах
Потребность в насыщенных жирных кислотах составляет 5% от всего суточного рациона питания человека. Рекомендуется употреблять 1-1,3г жира на 1кг веса. Надобность в насыщенных жирных кислотах составляет 25% от общего количества жиров. Достаточно съесть 250г нежирного творога (0,5% жирности), 2 яйца, 2 ч.л. оливкового масла.
Потребность в насыщенных жирных кислотах возрастает:
- при различных лёгочных заболеваниях: туберкулёз, тяжёлые и запущенные формы пневмонии , бронхиты , ранние стадии рака лёгких;
- в период лечения язвы желудка, язвы 12-перстной кишки, гастрита . При камнях в печени, жёлчном или мочевом пузыре;
- при общем истощении организма человека;
- когда наступает холодное время года и тратится дополнительная энергия на обогрев тела;
- во время беременности и кормлении грудью;
- у жителей Крайнего Севера.
Потребность в насыщенных жирах снижается:
- при значительном избытке массы тела (нужно уменьшить употребление НЖК, но не исключить их полностью!);
- при высоком уровне холестерина в крови;
- сердечно-сосудистых заболеваниях;
- при снижении энергозатрат организма (отдых, сидячая работа, жаркое время года).
Усваиваемость НЖК
Насыщенные жирные кислоты плохо усваиваются организмом. Употребление таких жиров предполагает длительную переработку их в энергию. Использовать лучше всего те продукты, которые имеют небольшое количество жиров.
Выбирайте для употребления постное мясо курицы, индейки , подходит также рыба. Молочные продукты лучше усваиваются, если у них небольшой процент жирности.
Полезные свойства насыщенных жирных кислот, их влияние на организм
Насыщенные жирные кислоты принято считать самыми вредными. Но если учесть, что грудное молоко, насыщено этими кислотами в большом количестве (в частности, лауриновой кислотой), значит природой заложено употребление жирных кислот. И это имеет огромное значение для жизни человека. Просто нужно знать, какие продукты лучше употреблять.
И такой пользы от жиров можно получить предостаточно! Животные жиры – это богатейший источник энергии для человека. К тому же это незаменимый компонент в строении клеточных мембран, а также участник важного процесса синтеза гормонов. Только благодаря наличию насыщенных жирных кислот происходит успешное усвоение витаминов А,D,E,K и многих микроэлементов.
Правильное употребление насыщенных жирных кислот способствует улучшению потенции, регулирует и нормализирует менструальный цикл. Оптимальное употребление жирной пищи продлевает и улучшает работу внутренних органов.
Взаимодействие с другими элементами
Для насыщенных жирных кислот очень важно иметь взаимодействие с эссенциальными элементами. Такими являются витамины, которые относятся к классу жирорастворимых.
Первым и немаловажным в этом списке есть витамин А. Он содержится в моркови , хурме, болгарском перце, печени, облепихе, яичных желтках. Благодаря ему – здоровая кожа, роскошные волосы, крепкие ногти.
Важным элементом является также витамин D, который обеспечивает профилактику заболевания рахитом .
Признаки нехватки НЖК в организме
- нарушение работы нервной системы;
- недостаточный вес тела;
- ухудшение состояния ногтей, волос, кожи;
- гормональный дисбаланс;
- бесплодие.
Признаки избытка насыщенных жирных кислот в организме:
- значительный переизбыток массы тела;
- развитие диабета;
- повышение АД, нарушение работы сердца;
- образование камней в почках и жёлчном пузыре.
Факторы, влияющие на содержание НЖК в организме
Отказ от употребления НЖК приводит к повышенной нагрузке на организм, потому что ему приходится искать заменители из других источников пищи, чтобы синтезировать жиры. Поэтому употребление НЖК является важным фактором присутствия насыщенных жиров в организме.
Выбор, хранение и приготовление продуктов, содержащих насыщенные жирные кислоты
Соблюдение нескольких простых правил во время выбора, хранения и приготовления продуктов поможет сохранить насыщенные жирные кислоты полезными для здоровья.
- 1 Если у Вас нет повышенных затрат энергии, при выборе продуктов питания лучше отдавать предпочтение тем, в которых вместимость насыщенных жиров невысока. Это даст возможность организму лучше их усвоить. Если у вас имеются продукты с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, тогда следует просто ограничиться небольшим их количеством.
- 2 Хранение жиров будет длительным, если исключить попадание в них влаги, высокой температуры, света. В противном случае, насыщенные жирные кислоты изменяют свою структуру, что приводит к ухудшению качества продукта.
- 3 Как правильно готовить продукты с НЖК? Кулинарная обработка продуктов, богатые насыщенными жирами, предусматривает их приготовление на гриле, запекание на решетке, тушение и
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
|
Число двойных связей |
Наименование кислоты |
Структурная формула |
||
|
Насыщенные |
||||
|
Лауриновая Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Арахиновая |
СН 3 –(СН 2) 10 –СООН СН 3 –(СН 2) 12 –СООН СН 3 –(СН 2) 14 –СООН СН 3 –(СН 2) 16 –СООН СН 3 –(СН 2) 18 –СООН |
|||
|
Ненасыщенные |
||||
|
Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидовая |
СН 3 –(СН 2) 7 –СН=СН–(СН 2) 7 –СООН СН 3 –(СН 2) 4 –(СН=СН–СН 2) 2 –(СН 2) 6 –СООН СН 3 –СН 2 –(СН=СН–СН 2) 3 –(СН 2) 6 –СООН СН 3 –(СН 2) 4 –(СН=СН–СН 2) 4 –(СН 2) 2 –СООН |
|||
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
|
Йодное число | |||||||
|
пальмитиновая |
стеариновая |
олеиновая |
лино- левая |
лино- лено- вая |
элео- стеари- новая |
||
|
Тунговое | |||||||
|
Периллевое | |||||||
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.
Представлены ненасыщенные жирные кислоты во всех употребляемых в пищу жирах, но самое большое их количество находится в растительных маслах, которые остаются жидкими при комнатной температуре, прекрасно усваиваются организмом, привнося в него массу полезного, в т.ч. жирорастворимые кислоты. Эти жиры содержат высокую способность к окислению за счет наличия двойных ненасыщенных связей. Самыми употребляемыми являются линолевая, олеиновая, арахидоновая и линоленовая кислоты. Диетологи настаивают, что в ежедневном рационе должны присутствовать данные кислоты.
Самостоятельно человеческий организм не вырабатывает ненасыщенные жиры, поэтому они обязательно должны вводиться вместе с пищей ежедневно. Только арахидоновую кислоту, при наличии достаточного количества витаминов группы В, организм в состоянии синтезировать сам. Все эти ненасыщенные кислоты нужны для того, чтобы осуществлялись жизненно необходимые биохимические процессы в клеточных мембранах и для внутримышечного обмена веществ. Источниками всех вышеперечисленных кислот являются природные растительные масла. Если в организме недостаточно ненасыщенных жиров, то это приводит к воспалению кожи, обезвоживанию и задержке роста у подростков.
Ненасыщенные жирные кислоты входят в систему мембранных клеток, соединительной ткани и миелиновой оболочки, что позволяет им участвовать в жировом обмене организма и легко переводить холестерин в простые соединения, которые с легкостью выводятся из него. Для того чтобы обеспечить необходимую для человека потребность в ненасыщенных жирах, нужно ежедневно употреблять в пищу не менее 60 грамм любого растительного масла. Самой большой биологической активностью обладают кукурузное, подсолнечное, льняное, хлопковое и соевое масла, которые содержат до 80% ненасыщенных жирных кислот.
Польза ненасыщенных жиров
Ненасыщенные жиры делятся на два вида:
- Мононенасыщенные
- Полиненасыщенные
Оба вида жирных кислот полезны для сердечно - сосудистой системы. Они понижают высокий уровень холестерина в крови. Разница между ними только в том, что мононенасыщенные жиры при комнатной температуре жидкие, а при низкой температуре начинают твердеть. Полиненасыщенные - жидкие при любой температуре.
Мононенасыщенные жирные кислоты в основном содержатся в натуральных продуктах, таких как орехи, оливковое масло, авокадо, масло канола, масло из зерен винограда. Самое распространенное - оливковое масло. Врачи советуют обязательно включать его в рацион питания, так как это приносит огромную пользу для здоровья не только сердца, но и всего организма в целом. Это масло считается вообще идеальным, так как не теряет своих свойств ни при какой температуре, не насыщается со временем и не гранулируется.
Полиненасыщенные жиры, такие, как омега-3 (альфа-линолевая кислота) и омега-6 (линолевая кислота) - это тот строительный материал, из которого формируются все полезные жиры в организме. Содержатся полиненасыщенные жиры в некоторых видах холодноводной морской рыбы, например, в скумбрии, селедке или в лососе. Они наиболее полезны при различных воспалениях для поддержания иммунитета, предупреждают возникновение раковых клеток и повышают работу мозга. Также в больших количествах омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) содержатся в льняном масле, грецких орехах, в небольшом количестве – в масле канола и в соевых бобах. Все перечисленные продукты нужны организму, так как содержат декозагексаеновую (ДГК), эйкозапентаеновую (ЭПК) и альфа-линолевую кислоту, которая совсем не вырабатывается в теле человека самостоятельно.
Мировые научные исследования показали, что омега-3 ПНЖК в состоянии даже приостановить развитие рака, что вызвано действием некоторых рецепторов в клетках, останавливающих повышенную способность клеток к делению, особенно это касается клеток мозга. Также омега-3 ПНЖК имеют способность восстанавливать разрушенную или поврежденную ДНК и способствует снижению свертываемости крови, что улучшает текучесть крови, тем самым убирая различные воспаления.
Ежедневное употребление ненасыщенных жиров убирает и предупреждает:
- Зуд и сухость кожи
- Усталость и хроническое утомление
- Депрессию
- Болезни сердечно - сосудистой системы
- Ломкость волос и ногтей
- Сахарный диабет II типа
- Болезненные ощущения в суставах
- Плохую концентрацию внимания
Вред ненасыщенных жирных кислот
Чрезмерное употребление ненасыщенных жиров может не только привести к преждевременному старению, но и распространению артрита, рассеянного склероза и других хронических болезней. В последнее время широкое распространение получило производство рыбных палочек, хрустящего картофеля, жареных пирожков и пончиков. Вроде бы они производятся на полезных растительных маслах, но масло подвергается тепловой обработке. При этом происходит процесс полимеризации жиров и их окисление, в результате чего ненасыщенные жиры распадаются на димеры, мономеры и высшие полимеры, что снижает пищевую ценность растительного масла и полностью разрушает в нем наличие витаминов и фосфатидов. Самый меньший вред, который может нанести пища, приготовленная на таком масле – развитие гастритов и раздражение желудочно-кишечного тракта.
Потребность в ненасыщенных жирах
Норма жира в организме человека зависит от возраста, климата, трудовой деятельности и состояния иммунной системы. В северных климатических зонах потребность в ненасыщенных жирах может доходить до 40% калорий в сутки от потребляемой пищи, соответственно, в южных и средних климатических зонах – до 30% суточных калорий. Суточный рацион для пожилых людей составляет примерно 20% от общего количества пищи, а для людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, – до 35%.
Чтобы избежать серьёзных проблем со здоровьем, необходимо:
- Вместо шоколада и сладостей на десерт принимать в пищу орехи и зерновые
- Вместо мяса три раза в неделю употреблять жирную морскую рыбу
- Полностью убрать из рациона жареную пищу и пищу быстрого приготовления
- Употреблять в сыром виде растительные масла: оливковое, льняное или масло канола.
