книги из ГПНТБ / Овчинников, А. И. Биохимия молока и молочных продуктов

ЛИПИДЫ

В молоке и молочных продуктах содержатся липиды, под­ разделяемые на следующие группы:

1)жир;

2)фосфатиды (лецитин, .кефалин, сфигномиэлин, фосфати-

дилсерин, фосфатидилинозит);

-3) гликолипиды (цереброзиды);

4)стероиды (стеролы и стериды).

Молочный жир

По химическому строению молочный жир ничем не отлича­ ется от других жиров. Он представляет собой смесь сложных эфиров (глицеридов) трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Глицериды могут быть однозамещенными (моноглице­ риды), . двузамещенными (диглицериды) и трехзамещеннымн (триглицериды). Молочный жир, как правило, представляет смесь триглицеридов, имеющих общую химическую формулу:

аСН2 — О — О — R3,

где Ri, R2, Ra — радикалы жирных кислот. Некоторыми иссле­ дователями в молочном жире обнаружены в небольших количе­ ствах диглицериды (0,58—6,9%) и моноглицериды (0,21—0,7%) [113, 349, 396].

В настоящее время состав триглицеридов молочного йира изучен недостаточно полно, что объясняется трудностью их вы­ деления. ' Для исследования глицеридного состава молочного жира используют фракционированную кристаллизацию из аце­ тона, тонкослойную и газожидкостную хроматографию [49, 216, 304, 374, 396, 423]. Получены данные о содержание в. жире четы­ рех групп триглицеридов: тринасыщенных (S3)Г, Дцнасыщенномононенасыщенных (S2U), мононасыщенно-диненасыЩенных (SU2) и триненасыщенных (U3). По литературным данным зарубежных стран, в молочном жире содержится: 18—38,4% S3, 63,5—82% S2U и SU8 и 0—7% U3 [305, 339, 352, 361, 375, 396, 455]. В табл. 3 представлены результаты исследования глицерид­ ного _ состава молочного жира, произведенного советскими учеными М. К. Якубовым 'и В. Т. Атраментовой [291].

12

Таблица 3

Состав триглицеридов молочного жира [291]

По углеродному составу молочный жир отличается большим набором триглицеридов. Мак Карфи и др. методом газожид­ костной хроматографии обнаружили 19 видов триглицеридов [374], Бленк методом тонкослойной хроматографии — 35 видов [304]. Все выделенные триглицериды разнокислотные.

Жирные кислоты молочного жира. В настоящее время полу­ чены полные данные о-составе жирных кислот молочного жира. При помощи газохроматографического анализа бутиловых или метиловых эфиров жирных кислот, а также другими методами, в молочном жире обнаружено 60—64 жирные кислоты С4—Сгв [49, 74, 115, 170, 329]. В его-состав входят н-насыщенные «чет­ ные» и «нечетные», н-моно-, -ди-, -три- и -полиненасыщенные (цис- и транс-изомеры), изо-, антеизо- и многократно разветв­ ленные жирные кислоты.

Отечественные и зарубежные исследователи отмечают

вмолочном жире 25—28 жирных кислот С4—С20, содержащихся

внаибольшем количестве [170, 329, 381, '421]. Остальные жирные кислоты являются минорными компонентами, причем 27 из них

в сумме составляют лишь 1% от общего количества кислот. На основании имеющихся литературных данных [10, 75, 131, 171, 265, 329, 347, 350, 351, 421] в табл. 4 .приведены 18 наибо­ лее изученных жирных кислот молочного жира, их физические свойства и содержание. Из вновь открытых кислот можно назвать 9 насыщенных жирных кислот с нечетным числом ато­

или маргариновую (Сг7:о), составляющую 1^23% и другие. Не­ давно американским ученым Хансеном в молочном жире обна­

новая (Сгб:о). Сравнительно недавно открытыми являются насыщенные жирные кислоты с разветвленной цепью (изо-

13

* Цифры, стоящие у С, означают количество атомов углерода и число двойных связей.

**9-10-октадекеновая.

***10-11-сжтадекеновая.

иангеызо-кислоты) Сщ—Сщ, различные оптические изомеры ненасыщенных кислот, а также полиненасыщенные жирные кис­

лоты, содержащие' более четырех двойных связей (пента- и гексаеновые кислоты, составляющие в сумме 0,06—0,37% от общего содержания кислот) [170, 329, 340, 418,* 421].

В нашей стране изучением состава молочного жира и его изменений занимаются И. Горяев, В. Атраментова, М. Куркова,

14

25,40—33,78%, а отношение ненасыщенных кислот к насыщент ным колеблется от 0,4 до 0,7. В молочном жире преобладают пальмитиновая (19,94—34%) и олеиновая (18,6—37,62%) кис­ лоты. По сравнению с другими жирами, в нем содержится меньше стеариновой (6,94—13,65 %) и больше миристиновой (8,33—11,9%) кислот. Молочный жир отличается от жиров животного, и растительного происхождения сравнительно высо­ ким содержанием насыщенных низкомолекулярных жирныхЛ/ кислот: масляной, капроновой, каприловой, каприновой и лауриновой, составляющих в сумме 8,09—9,5%. Содержание жир­ ных кислот изменяется с определенной закономерностью в зави­ симости от периода года и кормовых рационов. Обычно отме­ чается большее содержание олеиновой, стеариновой, масляной,, капроновой кислот летом и меньшее зимой. Пальмитиновой, миристиновой, каприловой, лауриновой, наоборот, больше зимой, а меньше летом. Жир молока других сельскохозяйствен­ ных животных (овец, буйволиц, кобылиц) по содержанию этих кислот отличается от коровьего [12, 74, 76, 196].

Большой интерес представляют исследования содержания в молочном жире полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). В нашей стране данные исследования проведены В. Аристовой, Р. Давидовым и М. Залашко и др. [9, 92]. Экспериментальные данные работы В. Арис­ товой представлены в табл. 5. Ею определено содержание

Содержание полиненасыщенных жирных кислот в молочном жире, в % [9, 421]

15

■v

'выработок Угличского опытного завода (образец 1 и 2 соот­ ветственно) и в двух образцах датского масла, изготовленного летом. Для сравнения нами приведены данные по содержанию этих кислот в двух образцах жира молока из США [421].

Сопоставление показателей жиров отечественного происхож­ дения с жирами датскими и американскими обнаруживает разницу их жирно-кислотного состава. Содержание полиненасыщенных жирных кислот в отечественном зимнем жире иа 25% ниже по сравнению с летним.

Числа молочного жира. Свойства жиров определяются каче­ ственным составом жирных кислот и их количественным соот­ ношением. Для характеристики свойств жиров введены так

•едкого кали, необходимое для нейтрализации как свободных, так .и связанных с глицерином жирных кислот, получающихся при,омылении 1 г жира. Для нормального молочного жира чис­ ло омыления равно 224—235.

йодное число показывает количество граммов йода, которое присоединяется к ненасыщенным жирным кислотам, содержа­ щимся в 100 г жира. Чем больше содержится в жире ненасы­ щенных жирных кислот, тем выше его йодное число. Йодное число молочного жира зависит от корма и изменяется в преде­ лах от 24 до 40.

Число Рейхерта-Мейссля определяется количеством милли­ литров децинормального раствора едкого натра, которое расходуется ' на нейтрализацию летучих кислот, отогнанных с водяным паром из .5 г жира. Число Рейхерта-Мейссля харак­ теризует наличие в жире летучих растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой). Число Рейхерта-Мейссля для молочного жира равно 22—37.

Число Поленске характеризует наличие в 5 г жира летучих нерастворимых в воде жирных кислот (каприновой, каприловой

илауриновой). Для молочного жира оно равно 1,3—5,0.

Кфизическим числам относятся: температура' плавления, температура застывания, коэффициент преломления, или число рефракции, плотность, твердость и др. Температуре плавленйя жира отвечает температуря, при которой молочный жир пере­ ходит из твердого в жидкое состояние (27—34° С). Момент перехода жира из жидкого состояния в твердое характеризу­ ется температурой застывания (18—23°С ).' Жир является смесью глицеридов с различными температурами плавления.

Поэтому при нагревании сначала расплавляются глицериды с низкой точкой плавления, в дальнейшем в них растворяются тугоплавкие глицериды. При охлаждении жира глицериды

16

ь* 5

кристаллизуются последовательно соответственно их раствори­ мости в легкоплавких глицеридах.

Коэффициент преломления, или число рефракции,-^-это спо­ собность жира преломлять луч света, проходящий через него. Коэффициент преломления, как известно, зависит от молеку­ лярного веса жирных кислот и от наличия двойных связей в них. Чем выше молекулярный вес жирных кислот и чем боль­ ше в них ненасыщенных связей, тем выше коэффициент пре­ ломления. Число рефракции чаще всего.выражается в условных единицах — в показателях шкалы рефракции при 40° С. Число рефракции для молочного жира колеблется в узких пределах от 42 до 45. В табл. 6 приведены химические и физические числа молочного жира и для сравнения числа других жиров [126, 127, 131, 265]. Данные таблицы показывают, что числа жиров в зна­ чительной степени подвержены колебаниям. Эти колебания зависят от количественных соотношений жирных кислот

вжире, поэтому по числам до некоторой степени можно судить

ожирнокислотном составе молочного жира. Например, повы­ шение йодного числа показывает, что в составе молочного жира увеличилось содержание ненасыщенных жирных кислот. Повы­ шение числа Рейхерта-Мейссля вызывается увеличением в жире количества летучих растворимых в воде жирных кислот и так далее.

Кроме того, числа молочного жира находятся в определен­ ной зависимости между собой, изменение одного числа вызы­ вает изменение другого. Например, увеличение йодного числа вызовет уменьшение числа омыления, так как в жире произой­ дет увеличение количества высокомолекулярных жирных кислот за счет уменьшения низкомолекулярных, которые повышают число омыления. Одновременно понизится температура плав­ ления жира и повысится его число рефракции. Иначе говоря, при знании факторов, определяющих числа жира, можно без всякого труда найти взаимосвязь между ними. В практике уме­ ние находить зависимость между числами жира часто помогает решить вопрос о качестве молочного жира и его натуральности.

Фосфатиды и цереброзиды

Фосфатиды отличаются от молочного жира тем, что в их состав, кроме глицерина и жирных кислот, входят фосфорная кислота и азотистое основание, а фосфатид сфингомиэлин и цереброзиды содержат по одной жирной кислоте и сфингозин (цереброзиды, кроме того, содержат галактозу и не содержат фосфорной кислоты). Фосфатиды и цереброзиды благодаря наличию в их составе, с одной стороны, жирорастворимой части, а с другой — водорастворимой обладают полярными свойствами, вследствие чего выполняют особую роль при фор­ мировании" оболочки жировых шариков.

18

Количество фосфатидов и цереброзидов в молоке колеблет­ ся в пределах от 0,031 до 0,050%, .из них на долю кефалина приходится 35—43 %, лецитина — 28—33 %, сфингомиэлина —

тить, что точных данных о количественном содержании фосфа­ тидов в молоке нет, так как выделение их сопряжено с боль­ шими трудностями. Тем не менее данные исследователей пока­ зывают, что количество фосфатидов зависит от содержания жира в молоке. Чем жирнее молоко, тем больше в нем содер­ жится фосфатидов. Оболочки жировых шариков содержат около 60% фосфатидов. Молозиво содержит их в 2—3 раза -больше, чем обычное молоко.

По составу жирных кислот фосфатиды и цереброзиды отли­ чаются от молочного жира [74, 195, 424, 425]. Лецитин, кефалин,

жир содержит их около 23%). Сфингомиэлин и цереброзиды богаты насыщенными жирными кислотами (87,0 и 86,0%, соот­ ветственно, при содержании их в жире 72%). Основными кис­ лотами фосфатидов являются олеиновая (40,3%), стеариновая (16,3%) и пальмитиновая (15,9%). Во фракции сфингомиэлина и цереброзидов обнаружено высокое содержание (до 80%). высокомолекулярных жирных кислот — лигноцериновой, бегеновой и трикозановой. В фосфатидах не обнаружены жирные кис­ лоты с низким молекулярным весом (содержащие менее 10

.атомов углерода), в цереброзидах обнаружены их следы.

При переработке молока фосфатиды распределяются сле­ дующим образом [334, 406]. В сливках их содержится больше, чем в обезжиренном молоке, поскольку они преимущественно сконцентрированы на поверхности жировых шариков. При сепарировании 70% всех фосфатидов молока переходит в слив­ ки; при сбивании 45% из них отходит в водную часть (пахту), а 25% остается в плазме масла. Согласно [376] процентное содержание фосфатидов в молоке и молочных продуктах сле­ дующее:

Нагревание молока и сливок при перемешивании вызывает переход фосфатидов из оболочек жировых шариков в водную фазу. В табл. 7 представлены результаты исследования Гринбенка по распределению фосфатидов в сливках при нагревании с перемешиванием [334].

19