Контрольные вопросы

1. Перечислите числа, характеризующие химические свойства жиров и продуктов их превращений в результате окислительной деструкции.

2. Что такое кислотное число жира?

3. Что характеризует анизидиновое число?

4. Какие числа характеризуют ненасыщенность жира?

5. Какое число характеризует количество водорастворимых летучих жирных кислот?

6. Чем выражается число омыления?

7. О чем говорит высокое йодное число?

8. Как цветность растительного масла характеризует его качество?

9. Почему для контроля качества и безопасности жировой продукции применяют контроль усредненных интегральных показателей?

1.6 Жиры и здоровое питание

Жиры характеризуются биологической эффективностью, которая является составной частью показателя пищевой ценности. Биологическая эффективность жира характеризуется содержанием в его составе незаменимых (эссенциальных) жирных кислот в определенном количесвте и соотношении друг с другом, а также с заменимыми жирными кислотами. В интегральный показатель пищевой ценности жиров входит наличие в них жирорастворимых витаминов, а также отсутствие трансизомеров жирных кислот.

Основным компонентом жиров являются триацилглицерины (ТАГ), или триглицериды, которые подразделяются на симметричные и несимметричные и содержат различные жирные кислоты. Японская конференция по биохимии липидов идентифицирует 755 жирных кислот, которые подразделяют на 2 основные группы: насыщенные (НЖК) и ненасыщенные, которые, в свою очередь, делятся на мононенасыщенные (МНЖК) и полиненасыщенные (ПНЖК) жирные кислоты.

НЖК содержатся в значительном количестве в животных жирах, твердых растительных маслах. Наиболее распространены миристиновая, лауриновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая кислоты. Они являются необходимым элементом питания.

МНЖК (важнейший представитель - олеиновая кислота) присутствуют во всех жирах растительного и животного происхождения и могут иметь как цис-, так и транс-конфигурацию. Наиболее распространенными транс-МНЖК являются эллаидиновая и вакценовая кислоты. В натуральных растительных жирах содержание транс-конфигураций обычно не превышает 1%. Максимальное количество транс-изомеров в натуральных животных жирах отмечается в молочном жире (не более 8-10%), говяжьем, конском, бараньем жире (до 10%). Высокое содержание трансизомеров присутствует в заменителях какао-масла и молочного жира. В селективно гидрированных растительных маслах (саломасах) содержание их составляет 45-55% и может достигать 67 %.

Начиная с 80-ых гг. XX века существуют многочисленные данные о возможности негативного влиянии транс-изомеров жирных кислот на здоровье человека. В связи с этим, в течение последних лет в мире наблюдается тенденция по снижению трансизомеров в структуре питания населения, разрабатываются продукты с пониженным содержанием трансизомеров.

ПНЖК содержатся в значительном количестве в растительных маслах, а также в жидких животных жирах. По своей химической природе они представляют собой, в основном, одноосновные кислоты линейного строения с четным числом атомов углерода от 12 до 24 с двумя или более двойными связями в цис-конфигурации.

ПНЖК относятся к физиологически функциональным ингредиентам. Адекватный уровень потребления ПНЖК установлен НИИ питания РАМН на уровне 11 г/сут. Они должны составлять не более 10% калорийности суточного рациона питания. Среди физиологических свойств ПНЖК отмечают синтез компонентов клеточных мембран, выведение холестерина из организма, снижение уровня артериального давления, предупреждение ишемической болезни сердца. Повышенное же потребление ПНЖК может привести к риску развития некоторых заболеваний. В связи с этим установлен верхний допустимый уровень потребления ПНЖК, который для России составляет 20 г/сут.

Установлено, что наибольшую физиологическую активность способны проявлять ПНЖК, относящиеся к семейству -6 и -3 жирных кислот.

Классическими представителями ПНЖК семейства -6 являются -линолевая, -линоленовая и арахидоновая кислоты. Наибольшее количество линолевой кислоты содержится в кукурузном, соевом, подсолнечном, конопляном маслах (до 50-70%), в рыжиковом и софлоровом (до 85%).

Основными ПНЖК семейства -3 являются -линоленовая, эйкозапентаеновая, докозагескаеновая кислоты. -Линоленовая кислота в значительном количестве присутствует в льняном (до 67%), рыжиковом (до 38%), конопляном (до 28%) маслах. Наибольшее количество арахидоновой кислоты найдено в фосфолипидах. Арахидоновая кислота, как и эйкозапентаеновая, является предшественником синтеза группы медиаторов - эйкозаноидов, которые обладают высокой биологической активностью. Эйкозапентаеновая и докозагескаеновая кислоты содержатся, в первую очередь, в жирах рыб и водорослях. Докозагексаеновая кислота является предшественником докозаноидов, которые, как и эйкозанойды, участвуют в выполнении важных нейрофизиологических функций организма.

Линолевая (-6) и линоленовая (-3) кислоты являются незаменимыми (эссенциальными), т.е. они не синтезируются в организме человека и животных, а должны поступать с пищей. Метаболитом линолевой кислоты в организме является арахидоновая (-3), которую также относят к эссенциальным.

Биологическая эффективность липидов определяется не только составом ТАГ, но и присутствием сопутствующих веществ: витаминов, стеринов, каториноидов, фосфолипидов, выполняющих важные физиологические функции в организме.

Важную биологическую роль имеют токоферолы и токотриенолы, представляющие собой высокомолекулярные циклические спирты насыщенные и ненасыщенные. Наибольшее количество токоферолов содержится в кукурузном, кунжутном и соевом маслах (до 1500 мг/кг), токотриенолов - в пальмовом масле (до 400 мг/кг). Наибольшим физиологическим действием обладают а-токоферолы, которые обозначают как витамин Е.

Основное действие витамина Е в организме направлено на предотвращение процессов старения клеток и синтез половых гормонов. Наибольшей антиокислительной активностью обладают - и -токоферолы, которые используются в качестве антиоксидантов в пищевой промышленности. Токоферолы как физиологически функциональные ингредиенты хорошо изучены и давно применяются для обогащения пищевых продуктов. Следует отметить, что витамин Е является биологическим синергистом ПНЖК семейства -3. Рекомендуемая норма его потребления составляет 15 мг/сут., при этом введение их в качестве обогатителя пищевых продуктов должно превышать этот уровень более, чем в 10 раз, что обусловлено низкой устойчивостью витамина в ходе технологического процесса. Суточный уровень потребления витамина Е не должен превышать 100 мг, хотя негативные проявления избытка потребления этого витамина не выявлены.

Другими сопутствующими веществами жиров являются стерины и их эфиры с жирными кислотами - станолы. Они представляют собой полициклические одноатомные спирты ненасыщенные и насыщенные. Наибольшее количество (около 1%) стеринов содержится в масле из зародышей пшеницы, рисовом, кунжутном, кукурузном, облепиховом, рапсовом маслах. Наибольший исследовательский интерес представляют стерины и станолы растений, которые называют фитостеринами и фитостанолами, а также животных организмов, к которым, в первую очередь, относится холестерин.

Холестерин подразделяется на две группы: ЛНП-холестерин (липопротеины низкой плотности) и ЛВП-холестерин (липопротеины высокой плотности). Первый тип относят к вредным веществам, т.к. именно этот тип холестерина вызывает образование атеросклеротических бляшек в сосудах. Второй тип холестерина способствует выведению холестерина низкой плотности из периферийных тканей и из кровотока с последующей утилизацией в печени. Только 15-35% холестерина имеет экзогенное происхождение, т.е. поступает в организм с пищей, остальной холестерин синтезируется в печени. К компонентам пищи, способствующим повышению количества холестерина низкой плотности, относят, прежде всего, НЖК и трансизомеры жирных кислот.

Основная физиологическая функция фитостеринов и фитостанолов в организме заключается в их способности снижать уровень холестерина низкой плотности в крови, способствуя снижению риска возникновения сердечно - сосудистых заболеваний.

В растениях идентифицировано более 40 фитостеринов, но наиболее распространенными являются р-ситостерин, кампестерин и стигмастерин.

Пищевой рацион европейца в среднем включает 150-450 мг/сут. фитостеринов, поступающих с растительными маслами, злаками, фруктами и овощами, и намного меньшее количество (30-50 мг/сут.) фитостанолов, источниками которых в рационе являются кукуруза, пшеница, рожь и рис.

Способность фитостеринов снижать уровень холестерина низкой плотности в крови связана с аналогией в химической структуре этих стеринов. Механизм блокирования всасывания холестерина фитостеринами еще до сих пор точно не выяснен. Многочисленные клинические испытания показали, что оптимальной дозой потребления фитостеринов и фитостанолов является 1-3 г/сут., что приводит к снижению холестерина низкой плотности в плазме крови на 10-15%.

Фитостерины имеют статус абсолютно безвредных веществ (GRAS-статус). Согласно рекомендациям НИИ питания РАМН адекватный уровень потребления{3-ситостерина составляет 20 мг/сут., (З-ситостерол-Б-гликозида - 300 мг/сут., стигмастерина - 20 мг/сут. В промышленности основную массу фитостеринов и фитостанолов получают из соевого и таллового (продукт переработки древесины) масел. Среди функциональных продуктов на мировом рынке, обогащенных стеринами и станолами, можно отметить маргарины, спреды, растительные масла, сыры, соки, кисломолочные напитки, йогурты, молоко.

Согласно данным НИИ питания РАМН, количество ПНЖК в здоровом питании должно превышать количество насыщенных жирных кислот НЖК, содержание трансизомеров жирных кислот не должно превышать 8%. В питании здоровых людей соотношение жирных кислот семейства со-3 к со-6 должно составлять 1:10. В лечебно-профилактическом питании это соотношение должно быть снижено до 1:5, при этом соотношение ПНЖК:НЖК должно составлять от 1:1 до 2:1. Можно предположить, что формула сбалансированного жира записывается следующим образом: 35-45% ПНЖК (из которых 3-8% -3 - жирных кислот и 29-37% -6 - жирных кислот), 30-35% МНЖК и 28-35% НЖК. Таким образом, соотношение ПНЖК:МНЖК:НЖК должно приближаться к 1:1:1. Жир, удовлетворяющий таким требованиям, обладает повышенной биологической эффективностью.

Если проанализировать наиболее распространенные на мировом рынке жиры, то можно утверждать, что все они, взятые в отдельности, не могут полностью удовлетворять формуле сбалансированного жира.

Лидерами по объемам производства жиров в мире в последнее время являются пальмовое, соевое и рапсовое масла. Исходя из проблемы всемирного продовольственного кризиса, именно эти масла с достаточно хорошо изученными свойствами, следует рассматривать как объекты для создания «идеальных жиров».

Наиболее ценными с физиологической точки зрения являются растительные масла, жиры рыб и морских животных, молочный жир, которые обладают высокой биологической эффективностью. Молочный жир, например, содержит лецитин с липотропным действием, витамины А и Д, однако в нем мало незаменимых ПНЖК и много холестерина.

Существует несколько вариантов модификаций жиров. К ним относятся гидрогенизация, переэтерификация, фракционирование. Однако наиболее простым и безопасным в техническом, экономическом, экологическом, физиологическом аспектах процессом модификации является смешивание, или купажирование жиров для достижения оптимального состава жирных кислот ТАГ.

Концепция купажирования масел с целью оптимизации жирнокислотного состава была разработана учеными МГУ 1111 в конце 90-ых годов прошлого века как основное направление в создании функциональных жировых продуктов. Известны разработки купажированных фасованных масел, мучных кондитерских изделий, содержащих растительные масла в оптимальных соотношениях. Задача оптимизации жирнокислотного состава путем купажа лежит в плоскости математических методов программирования. В Московском государственном университете прикладной биотехнологии разработана компьютерная программа для оптимизации трехкомпонентной системы по соотношению НЖК, МНЖК, ПНЖК методом «золотого сечения».

Существующее в природе разнообразие натуральных жиров дает возможность создавать композиции с оптимальными физиологическими параметрами для применения в рационах питания, при разработке функциональных продуктов без применения классических видов модификаций.

Создание жиросодержащих продуктов должно проходить сквозь призму современных представлений о составе и оптимальном соотношении компонентов жиров. Такой подход должен применяться при разработке всех видов продуктов для здорового питания. Особенного внимания требуют продукты на основе жиров, относящиеся к эмульсионным жировым продуктам (сливочное масло и его аналоги).