Состав жирных кислот и температура плавления некоторых пищевых жиров
Жиры | Температу- ра | Насыщен-ные | Ненасыщенные жирные | ||||
плавления, °С | кислоты,% | кислоты,% | |||||
18:1 | 18:2 | 18:3 | 20:4 | 20:5 | |||
Молочный* | + (28-33) | 52-70 | 27-40 | 3-5 | <1 | ел. | - |
Свиной | + (36-46) | 37-15 | 37-50 | 8-10 | ел. | - | |
Говяжий | + (44-51) | 53-60 | 42-43 | 3-5 | <1 | - | - |
Бараний | + (46-55) | 55-65 | 36-43 | - | - | ||
Рыбий | - (2-7) | 16-20 | 20-22 | 6-8 | |||
Масла | |||||||
Подсолнеч- ное | - (16-19) | 10-12 | 21-34 | 51-68 | - | - | |
Оливковое | - (0-6) | 10-19 | 64-85 | 4-14 | <1 | - | - |
Кукурузное | - (10-20) | 10-14 | 38-40 | 43-47 | <3 | - | - |
Примечания:ел. - кислоты, присутствующие в незначительных (следовых) количествах. В рыбьем жире, кроме указанных кислот, присутствуют 22:5 жирная кислота (клупанодоновая) -до 10% и 22:6 (цервоновая) — до 10%, которые необходимы для формирования структур фосфолипидов нервной системы человека. В других типах природных жиров они практически отсутствуют; * - жирные кислоты с числом атомов углерода от 4 до 10 содержатся в основном в липидах молока.
Низкая температура плавления многих растительных масел находится в полном соответствии с весьма значительным содержанием непредельных кислот в составе их триглицеридов. Например, триглицериды жидкого при обычных условиях подсолнечного масла (Тпл -20°С) включают 34% олеиновой и 51% линолевой кислоты, тогда как твердое растительное масло бобов какао (Тпл +30 - 34°С) имеет в своем составе 35% пальмитиновой и 40% стеариновой кислот.
Животные и растительные жиры отличаются некоторыми особенностями. Животные жиры более разнообразны по набору высших жирных кислот, входящих в их состав. В частности, среди последних чаще встречаются высшие жирные кислоты с числом углеродных атомов от 20 до 24.
Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество насыщенных жирных кислот (пальмитиновая, стеариновая и др.), благодаря чему они при комнатной температуре твердые.
В составе растительных жиров очень высока доля ненасыщенных высших жирных кислот(до 90%), и из предельных лишь пальмитиновая кислота содержится в них в количестве 10 — 15%. Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных жирных кислот, являются при обычной температуре жидкими и называются маслами. Так в конопляном масле 95% всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой, линоленовой кислот и только 5% - на долю стеариновой и пальмитиновой кислот. Среди растительных жиров твердыми являются кокосовое масло и масло бобов какао, входящие в состав шоколада.
Жидкие растительные масла превращают в твердые жиры путем гидрогенизации, которая заключается в присоединении водорода по месту двойных связей непредельных жирных кислот. Гидрогенизированные растительные масла широко используются для изготовления маргарина. Заметим, что в жире человека, плавящемся при температуре 15°С (при температуре тела он жидкий), содержится 70% олеиновой кислоты.
Триглицериды способны вступать во все химические реакции, свойственные сложным эфирам. Наибольшее значение имеет реакция омыления, в результате которой из триглицеридов образуются глицерол и жирные кислоты. Омыление жира может происходить как при ферментативном гидролизе, так и при действии кислот или щелочей.
Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира, являющегося структурным компонентом клеток, либо в форме запасного резервного жира. Протоплазматический жир имеет постоянный химический и количественный состав и содержится в тканях в определенном количестве, не изменяющемся даже при патологическом ожирении, в то время как количество резервного жира подвергается большим колебаниям. Жиры неполярны и вследствие этого практически нерастворимы в воде. Их плотность ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают.
Основная функция жиров - служить энергетическим депо.
Кроме того, жиры откладываются вокруг жизненно важных органов толстым слоем и предохраняют их от механических повреждений (почки, кишечник, сердце и т.д.). В организме животных, впадающих в спячку, накапливается перед спячкой избыточный жир. У позвоночных жир отлагается под кожей в так называемой подкожной клетчатке, где он служит для теплоизоляции. Особенно выражен подкожный жировой слой у водных млекопитающих, живущих в холодном климате, например у китов (достигающий до 70-80 см), у которых он играет еще и другую роль - способствует плавучести.
В растениях накапливаются в основном масла, а не жиры. Семена, плоды, хлоропласты часто весьма богаты маслами, а некоторые семена, например, клещевины, сои, подсолнечника, служат сырьем для получения масла промышленным способом. Жиры содержатся в семенах 88% семейств высших растений, причем у многих из них они служат в качестве запасного вещества вместо крахмала.
Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для некоторых обитателей пустыни. Жир, запасаемый в их организме, используется именно для этой цели. Жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды.
Воски
Воcки- это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов. Общие формулы их можно представить следующим образом:
В этих формулах R, R' и R" – возможные радикалы. Таким образом, общая формула воска:
где nи m - не менее 8.
Воски более устойчивы к действию света, окислителей, нагреванию и другим физическим воздействиям, а также хуже гидролизуются, чем жиры. Известны случаи, когда пчелиный воск сохранялся тысячелетиями. Именно поэтому воски выполняют в организме главным образом защитные функции.
Воски обнаружены у животных, они могут входить в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. Они встречаются также в покровах листьев некоторых вечнозеленых растений. Листья многих растений покрыты защитным слоем воска. Блеск листьев многих тропических растений обусловлен отражением света от воскового покрытия. И вообще у растений 80% всех липидов, образующих пленку на поверхности листьев и стволов, составляют воски. Известно также, что они являются нормальными метаболитами некоторых микроорганизмов.
Природные воски (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин) обычно, кроме сложных эфиров, содержат некоторое количество свободных жирных кислот, спиртов и углеводородов с числом углеродных атомов 21–35. Воски, образующие налет на цветочных лепестках, кожуре фруктов, листьях, состоят из сложных эфиров высших жирных кислот с длиной цепи от 24 до 35 атомов углерода (Например, карнаубовая C23H47СООН, цитроновая C25H51СООН, монтановая C27H55СООН) и длинноцепочечных первичных и вторичных спиртов.
Природные воски животного происхождения:
1) пчелиный воск (вырабатывается специальными железами рабочих пчел) состоит из смеси сложного эфира пальмитиновой кислоты С15Н31COOH и мирицилового спирта C31Н63ОН и сложного эфира пальмитиновой кислоты и цетилового спирта С16Н33ОН;
2) спермацет - воск тоже животного происхождения, добываемый из спермацетового масла черепных полостей кашалота, состоит на 90% из пальмитиноцетилового эфира: СН3-(СН2)14-СО-О-(СН2)15-СН3 ;
3) ланолин (смазочное вещество, покрывающее овечью шерсть) - это смесь сложных полициклических спиртов со специфическими разветвленными высшими жирными кислотами. В нем найдены миристиновая, арахидоновая и церотиновая кислоты, а также специфические высшие жирные кислоты с разветвленной углеродной цепью — ланопальмитиновая, ланостеариновая и др.
У позвоночных секретируемые кожными железами воски выполняют функцию защитного покрытия, смазывающего и смягчающего кожу и предохраняющего ее от воды. Восковым секретом покрыты также волосы, шерсть мех. У птиц, особенно водоплавающих, выделяемые копчиковой железой воска придают перьевому покрову водоотталкивающие свойства. Воски вырабатываются и используются в очень больших количествах морскими организмами, особенно планктонными, у которых они служат основной формой накопления высококалорийного клеточного топлива. Поскольку киты, сельди, лососевые и многие другие виды морских животных питаются, главным образом, планктоном, содержащиеся в нем воски играют важную роль в морских пищевых цепях в качестве основного источника липидов.
Стериды
Стериды - сложные эфиры полициклических спиртов - стеролов(устаревшее название – стеринов) и высших жирных кислот.
Стериды образуют омыляемую фракцию липидов. В природе гораздо более широко, чем стериды, представлена фракция неомыляемых, свободных стеролов и родственных им соединений. Так, в организме человека лишь 10% стеролов этерифицировано и находится в виде стеридов, а 90% свободно и образует неомыляемую фракцию. Соотношение стеролов и стеридов в разных тканях и жидкостях организма различно: печень содержит их поровну, а в желчи содержатся только свободные стеролы.
В основе молекулы стеролов лежит циклическая группировка атомов, состоящая из восстановленного фенантрена (полностью восстановленный фенатрен называют пергидрофенантреном) и циклопентана.
Эта циклическая группировка называется циклопентанопергидро- фенантреном или стераном:
Стеран, несущий боковую цепь углеродных атомов и две СН3-группы (при 10-м и 13-м углеродных атомах цикла), называют холестаном:
Углеродные атомы в этих углеводородах обозначают исходя из нумерации, принятой для фенантрена (1 — 14-й атомы углерода); затем нумеруют четвертый цикл и только после этого переходят к нумерации атомов углерода в боковых цепях. Циклы принято обозначать прописными буквами латинского алфавита.
Будучи окислен в положении 3 (кольцо А), холестан превращается в полициклический спирт — холестанол,дающий начало классу стеролов:
Однако не следует думать, что в природе стеролы возникают при восстановлении фенантрена. Выяснено, что их биосинтез идет путем циклизаций полиизопреноидов,которые по существу и являются предшественниками стеролов.
Характерное ядро холестанола повторяется во всех стеролах с незначительными вариациями. Они сводятся либо к возникновению между 5 — 6-м и 7 — 8-м атомами углерода кольца В, или 22 — 23-м атомами углерода боковой цепи двойных связей, либо к появлению в положении 24 (в боковой цепи) радикала, который может иметь строение — СН3; = СН2; — С2Н5; = СН — СН3 и т.п. Ниже приведены формулы наиболее важных природных стеролов:
Холестерол(С27Н45ОН) является основным стеролом животных и человека, то есть относится к разряду зоостеролов. Эргостеролхарактерен для грибов. Ситостероли стигмастеролтипичны для растений (фитостеролы): первый содержится, например, в соевом масле, а второй — в масле зародышей семян пшеницы. Фукостеролобнаружен у бурых водорослей. Наличие того или иного стерола часто специфично для определенного класса или семейства животных или растений. Из стеролов у человека представлен только холестерол:
Важнейшей биохимической функцией у высших позвоночных является его превращение в гормон прогестерон в плаценте, семенниках, желтом теле и надпочечниках, в результате чего открывается цепь биосинтеза стероидных половых гормонов и кортикостероидов. Андрогены (мужские половые гормоны) синтезируются не только в семенниках, но и (правда, в меньших количествах) в коре надпочечников и в яичниках. Аналогично эстрогены (женские половые гормоны) образуются не только в яичниках, но и в семенниках. В принципе половые признаки определяются соотношением секретируемых андрогенов и эстрогенов. Таким образом, все стероидные гормоны в конечном итоге образуются из общего предшественника – холестерола, который в свою очередь синтезируется из ацетил-КоА.
Андрогены стимулируют рост и созревание, поддерживают функционирование репродуктивной системы и формирование вторичных половых признаков мужского организма; эстрогены регулируют женскую репродуктивную систему. Вместе с тем и андрогены и эстрогены оказывают разнообразное действие на большинство тканей, не связанных с репродукцией. Например, андрогены стимулируют рост скелетных мышц. Андрогены и некоторые их производные называют также анаболическими стероидами. Их принимают многие штангисты, футболисты, борцы с целью увеличения мышечной массы и силы. Но надо иметь в виду, что бесконтрольное применение этих гормонов может привести к плачевным итогам.
Другое направление метаболизма холестерина - образование желчных (холевых) кислот. Холевые кислоты- важнейшие ингредиенты желчи, обеспечивающие нормальное всасывание жирных кислот в кишечнике человека и животных.
Третье важное направление метаболизма холестерина синтез витамина Д3 из продукта окисления холестерола - 7-дегидрохолестерина в результате воздействия ультрафиолетовых лучей на кожу.
В организме человека холестерин содержится в значительномколичестве. Так, на человека весом 65 кг приходится в норме около 250 г холестерина. Концентрация холестерина в крови обычно не ниже 120-150 мг % на 100 мл крови. Пути использования холестерола в организме показаны на рис. 3.
Стеролы — кристаллические вещества, хорошо растворимые в хлороформе, серном эфире и горячем спирте, практически не растворимые в воде; устойчивы к действию гидролизующих агентов.
Рис.3. Фонд холестерола в организме, пути его использования и выведения (по Т.Т.Березову)
В организме животных стеролы окисляются и дают начало целой группе производных, носящих общее название стероиды.Сюда относятся многие соединения, из которых наиболее характерны следующие представители:
Сложные эфиры зоо- и фитостеролов с высшими жирными кислотами образуют группу омыляемых веществ — стеридов:
Из высших жирных кислот в составе стеридов обнаружены в основном пальмитиновая, стеариновая и олеиновая кислоты.
Все стериды, так же как и стеролы, — твердые, бесцветные вещества. В природе, особенно в составе животных организмов, они встречаются в виде комплексов с белками, функциональное значение которых сводится к транспорту стеролов, стероидов и стеридов, а также к участию в образовании биологических мембран. При увеличении содержания стеролов и стеридов в составе липидной части мембран уменьшается проницаемость последних, возрастает их вязкость, ограничивается их подвижность, ингибируется активность ряда ферментов, встроенных в мембрану. Стериды и стеролы регулируют и другие процессы в организме. Некоторые из производных стеролов являются канцерогенными веществами, тогда как другие (например, тестостеронпропионат) используют для лечения некоторых видов рака. Стериды и стеролы в больших количествах входят в состав нервной ткани человека и животных, значение и функции которых активно исследуют.
Сложные липиды
Наряду с простыми неполярными липидами (жирами, восками, стеридами) существуют полярные сложные липиды. Они составляют главные компоненты клеточных мембран, т.е. тех контейнеров, в которых протекают основные метаболические процессы. Эти сложные липиды по наличию третьего компонента делятся на фосфолипиды и гликолипиды (см. рис.1).
Фосфолипиды
Фосфолипидыпредставляют собой сложные эфиры многоатомных спиртов глицерина или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В состав фосфолипидов входят также азотсодержащие соединения: холин, этаноламин или серин.
В качестве высших жирных кислот в молекулах фосфолипидов содержатся пальмитиновая, стеариновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты, а также лигноцериновая, нервоновая и др. В зависимости от типа фосфолипида в построении его молекулы принимают участие один или два остатка высшей жирной кислоты. Фосфорная же кислота входит, как правило, в состав фосфолипидов в количестве одной молекулы. Лишь некоторые виды инозитфосфолипидов содержат два и более остатка фосфорной кислоты.
Азотсодержащие составляющие фосфолипидов разнообразны. Наиболее часто встречаются этаноламин, холин и серин. Из химического строения фосфолипидов ясно, что в их молекулах есть участки, способные диаметрально противоположно взаимодействовать с молекулами растворителя.
Углеводородный радикал остатка (или остатков) высших жирных кислот формирует лиофобную часть, а остатки фосфорной кислоты и азотистого основания, способные ионизироваться, — лиофильную. Благодаря этой особенности фосфолипиды, видимо, участвуют в обеспечении односторонней проницаемости мембран субклеточных структур.
Фосфолипиды — твердые вещества жироподобного вида; они бесцветны, но быстро темнеют на воздухе вследствие окисления по двойным связям, входящих в их состав непредельных кислот. Они хорошо растворяются в бензоле, петролейном эфире, хлороформе и т.п. Растворимость в спирте, ацетоне и серном эфире у разных групп фосфолипидов различна. В воде они нерастворимы, но могут образовывать стойкие эмульсии, а в некоторых случаях — коллоидные растворы.
Фосфолипиды найдены в животных и растительных организмах, но особенно много содержит их нервная ткань человека и позвоночных животных. У беспозвоночных содержание фосфолипидов в нервной системе в 2 — 3 раза ниже. Много фосфолипидов в семенах растений, сердце и печени животных, яйцах птиц и т.п. Специфическими фосфолипидами обладают микроорганизмы.
Фосфолипиды легко образуют комплексы с белками и в виде фосфолипопротеинов присутствуют во всех клетках живых существ, участвуя главным образом в формировании клеточной оболочки и внутриклеточных мембран.
В зависимости от того, какой многоатомный спирт участвует в образовании фосфолипидов (глицерин или сфингозин), последние делят на 2 группы: глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.
Необходимо отметить, что в глицерофосфолипидах либо холин, либо этаноламин или серин соединены эфирной связью с остатком фосфорной кислоты; в составе сфинголипидов обнаружен только холин. Наиболее распространенными в тканях животных являются глицерофосфолипиды.
Глицерофосфолипиды
Глицерофосфолипиды, или фосфатиды, — сложные эфиры глицерина, высших жирных кислот, фосфорной кислоты и азотистого основания. Их рассматривают как производные фосфатидной кислоты, откуда и происходит само название этой группы фосфолипидов.
Фосфатидная кислота (диацилглицеролфосфат) редко встречается в свободном виде в организме животных, но содержится в растениях, например, в капусте.
В состав глицерофосфолипидов входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения. Формула фосфатидной кислоты и общая формула глицерофосфолипидов выглядят так:
Дата добавления: 2016-06-09; просмотров: 3904;