Липиды по структуре подразделяются на:
1) Омыляемые
При гидролизе в щелочной среде образуется спирт и соли жирных кислот.
Омыляемые липиды подразделяются на простые и сложные.
Простые омыляемые липиды при гидролизе образуют только спирт и жирные кислоты. К ним относят обычные триглицериды, воски:
Воски – это сложные эфиры жирных кислот (т.е. карбоновых кислот с количеством С > 12) и жирных спиртов (т.е. спиртов с количеством С > 12 и количеством ОН = 1÷3).
Сложные омыляемые липиды при гидролизе образуют спирты, жирные кислоты, а также углеводы, азото-, фосфоро-, сульфатосодержащие соединения. Например, гликолипиды (содержащие углеводы в составе), фосфолипиды (содержащие РО43-):
2) Неомыляемые
Не гидролизируются в щелочных и кислотных средах.
Эти липиды являются производными насыщенного углеводорода – циклопентанпергидрофенантрена (стерана). Производные стерана называются стероидами, которые, в свою очередь, подразделяются на несколько групп в зависимости от количества углеродных атомов боковой цепи у С17:
а) Стерины, стериды (эфиры стеринов и жирных кислот [8 углеродов у С17]) – холестерин и его эфиры;
б) Желчные кислоты [5 углеродов у С17] – холевая кислота;
в) Стероидные гормоны – кортикостероиды (образованные исключительно корой надпочечников) [2 углерода у С17] и прогестины (образованные жёлтым телом яичников, частично корой надпочечников и плацентой плода). У половых гормонов нет в строении боковой цепи у С17:
г) Стероидные витамины: D2, D3, провитамин D [8 углеродов у С17]:
Липиды по функциям подразделяются на:
– Запасные (ацилглицериды): высококалорийные, содержатся в основном в семенах растений и животном жире, выполняют также энергетическую функцию:
– Структурные (в основном фосфолипиды): образуют сложные комплексы с белками и углеводами. Образуют клеточную мембрану за счет наличия гидрофильной и гидрофобной части в строении. Содержатся фосфолипиды в основном в сое, яйцах, говядине, свинине.
Кислоты, входящие в состав липидов
Линолевая, линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека. Арахидоновая кислота синтезируется при участии линолевой кислоты и витамина В6. Линолевая и линоленовая кислоты называются незаменимыми.
α-линоленовая кислота входит в состав омега-3 (ω-3); γ-линоленовая, линолевая и арахидоновая кислоты – в состав омега-6 (ω-6).
РАМН рекомендует употреблять соотношение (омега-6/омега-3) = (5÷10/1).
Линолевой кислоты много в растительных маслах (особенно в льняном и рыжаковом), линоленовой кислоты – в жирной рыбе, а арахидоновой – в яйцах и субпродуктах.
Пищевая ценность липидов
Рекомендуется употреблять жиров 30-33 % от общего рациона (около 90-107 г в сутки). Фосфолипиды содержатся в яйцах и сое. Растительные масла источники поступления в организм жирорастворимых витамина Е и β-каротина, в то время как, животные жиры являются источниками жирорастворимых витамина А и витамина D.
В процессе окисления жира уменьшается пищевая ценность липидов, т.к. происходит окисление необходимых ненасыщенных жирных кислот и разрушение каротиноидов, токоферолов, фосфатов и других биоактивных веществ.
Первичные продукты окисления – перекиси – оказывают токсичное действие на организм, особенно интенсивно идет накопление пероксидов и их продуктов при нагревании жира свыше Т = 180 °С. Для предотвращения окислительных процессов следует исключить контакт жира с кислородом воздуха О2. Даже длительное нагревание при 180 °С без О2 не вызовет окислительных изменений, в отличие от повышения контакта жира с кислородом, тонкого слоя липидов на широкой поверхности, жарки продуктов пористой структуры, сильного вспенивания и перемешивания жира. Стоит отметить, что кремнийорганические соединения, например, метилсилоксаны, которые входят в состав силиконовых форм для выпечки, подавляют вспенивание жира и затрудняет его взаимодействие с воздухом.
Жиры и масла целесообразно хранить в герметичной неметаллической таре при отрицательных температурах. Для замедления окислительных процессов также применяют антиоксиданты.
Превращение липидов при переработке и хранении пищевого сырья
Гидролитический распад:
Это распад триглицерида под действием воды или щелочи на глицерин и высокомолекулярные кислоты (или их соли):
Наличие в продуктах питания высокомолекулярных кислот портит органолептические свойства липидов, а наличие низкомолекулярных кислот (в результате разложения молочного жира, например) придает продуктам неприятный запах и вкус.
Гидролиз протекает под влиянием температуры, влажности, действия минеральных кислот, а также под влиянием фермента липазы (ферментативный гидролиз).
Количество свободных жирных кислот, содержащихся в жировых продуктах, характеризуется с помощью кислотного числа (КЧ):
КЧ = мг КОН (израсходованное на нейтрализацию) / 1 г исследуемого вещества
В топленых жирах (топленом молоке) расщепление жиров не наблюдается, т.к. при Ттопления ≈ 60 °С липаза, расщепляющая жиры, инактивируется.
Гидрогенезация жиров (гидрирование):
При гидрировании увеличивается Тплавления масла, повышается его твердость, изменяется пластичность. Тем самым твердое масло становится более стойким к окислению.
Благодаря процессу (гидрогенезации) гидрирования растительного масло в пищевой промышленности появились продукты с заменителем молочного жира, которые рекомендуются к потреблению людям, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями. Гидрогенезация жира также широко используется в кондитерской промышленности.
Однако огромный недостаток гидрогенезации растительных масел состоит в том, что данный процесс протекает при высоких температурах, в результате чего цис- изомерная форма жиров частично переходит в транс:
Транс-жиры встраиваются в пищевые цепочки, где должны быть цис-жиры, но транс-жиры перегибают молекулу липидов, из-за чего такие непереваренные «неправильные» молекулы накапливаются в организме, давая сбой в работе различных систем человека.
Для того, чтобы достичь затвердевания жиров, не прибегая к образованию транс-жиров, необходимо проводить гидрогенезацию через реакцию переэтерефекации.
Переэтерефикация жиров:
В результате переэтерефикации меняется ацилглицериновый состав липидов, тем самым меняется ФХ свойства масел. Реакция протекает при довольно низких температурах (25÷35 °С) и при наличии катализаторов: NaOCH3 и NaOC2H5:
Аутоокисление и ферментативное окисление (прогоркание):
Аутоокисление – окислительное расщепление липидов под действием молекулярного кислорода, в результате чего появляется посторонний привкус у жира.
Аутоокисление – процесс свободно-радикальный:
RH + O2 → R· + HOO·
R· + O2 → ROO·
ROO· + RH → ROOH + R·
ROOH → RO· + OH·
R· + R· → R2
ROO· + R· → ROOR
Количество перекисных соединений, содержащихся в жировых продуктах, характеризуется с помощью перекисного числа (ПЧ):
ПЧ = мл S2O32- (израсходованное при титровании жира) / масса исследуемого вещества
Ферментативное (биохимическое, гидролитическое) окисление связано с развитием специфических микроорганизмов при наличии воды, питательных веществ органического и неорганического характера, благоприятной температуры. Так выделяется в жирах липаза, протеазы и другие ферменты, которые участвуют в окислении липидов до свободных жирных кислот, а также до распада белковых веществ, отщепления от них молекул NH3 (аммиака и прочих аминов RNH2) и образования аммиачных солей и метилалкилкетонов.
Прогоркание – приобретение жиром прогорклого вкуса и запаха в результате накопления в нем альдегидов, кетонов и низкомолекулярных жирных кислот.
Осаливание жиров – исчезновение их окраски, уплотнение и появление салистой консистенции в результате окислительного процесса. При осаливании образуют свободные НО· и НО2· на свету, которые, в свою очередь, взаимодействуют с молекулами жирных кислот, образуя оксикислоты. Оксикислоты полимеризуются с образование высокомолекулярных соединений, и жир приобретает специфическую консистенцию с неприятным запахом и вкусом.
Изменение окраски жиров связано с разрушением каротиноидов и изменением спектра поглощения жира.
Изменение запаха жира при жарке обусловлено образованию акролеина (H2C=CH-CHO). Образование 3,5,7 атомов СО дает неприятных запах, а 4,6,10,12 – приятный.
