10. Жиры: значение в питании. Классификация, химическая природа. Жирно-кислотный состав. Свой­ства. Изменения при хранении

В органической химии жирами называют глицериды, являющиеся сложными эфирами глицерина и жирных ки­слот. Собственно жиры (триглицериды), сопутствующие им вещества и ряд других веществ нежировой природы объ­единяют под общим названием липиды. Липиды широко распространены в природе. Они входят в состав тканей жи­вотных и растений Вегетативные части растений накапливают не более 5 % липидов, семена - до 50 % и более. Липи­ды выполняют важнейшие функции в организме. Они являются энергетическим резервом организма. При окислении в организме 1 г жира выделяется 38,9 кДж теплоты, тогда как такое же количество белков и углеводов дает по 17,2 кДж. Липиды выполняют функцию регуляторов жизнедеятельности. Как компонент биологических мембран липиды ока­зывают влияние на проницаемость клеток, активность многих ферментов, участвуют в создании межклеточных кон­тактов, мышечном сокращении и иммунохимических процессах.

Основными структурными компонентами липидов являются жирные кислоты, которые определяют свойства жиров. Жирные кислоты делятся на две большие группы: насыщенные (предельные) и ненасыщенные (непредель­ные), содержащие двойные связи. Основные свойства ненасыщенных жирных кислот зависят от количества двойных связей в молекуле. Из насыщенных жирных кислот в пищевых жирах наиболее часто встречаются пальмитиновая, стеариновая, миристиновая. Наибольшее количество насыщенных жирных кислот содержится в животных жирах.

Ненасыщенные жирные кислоты преобладают в жидких жирах (маслах). Ненасыщенные жирные кислоты различаются по степени ненасыщенности. Мононенасыщенные жирные кислоты имеют одну ненасыщенную водородом связь между углеродными атомами, а полиненасыщенные - несколько связей. К числу более распространенных мононенасыщенных жирных кислот относится олеиновая, которой много в оливковом масле, маргарине, свином жире, сливочном масле. Особое значение имеют полиненасыщенные жирные кислоты: линолевая (2 двойные связи), линоленовая (3 двойные связи) и арахидоновая (4 двойные связи). Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме высших животных и чело­века, а поступают с пищей. Эти кислоты называют незаменимыми. Арахидоновая кислота синтези­руется в организме из линолевой кислоты при участии витамина В6.

В пищевых жирах содержатся различные стерины: животные (зоостерины) и растительные (фитостерины). В растительных маслах находится бета-ситостерин. образующий с холестерином нерастворимые комплексы, препятст­вующие всасыванию холестерина в желудочно-кишечном тракте. Это имеет большое значение в профилактике атеро­склероза. Также в растительных маслах содержится эргостерол, являющийся провитамином D2.

Жиры являются источниками жирорастворимых витаминов A, D, Е, К, действие которых чрезвычайно разнооб­разно.

В основе классификации жиров лежит один из следующих признаков: происхождение жирового сырья, кон­систенции жира при температуре 20°С, способность полимеризоваться (высыхать).

По происхождению жирового сырья жиры делятся на животные (молочные, наземных животных, птиц, мор­ских животных и рыб), растительные (из семян и мякоти плодов), переработанные - на основе модифицированных жиров (маргарин, кулинарные, кондитерские, хлебопекарные). По консистенции жиры подразделяют на: твердые (ба­раний, говяжий и др.), жидкие (подсолнечное, соевое, кукурузное и др.). мазеобразные (свиной) По способности по­лимеризоваться выделяют жиры: высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие.

Кислотное число (К. Ч.) характеризует количество свободных жирных кислот, содержащееся в 1 г жира, и вы­ражается количеством мг едкого кали, необходимым для их нейтрализации. Кислотное число является важнейшим показателем качества пищевых жиров и нормируется всеми ГОСТами и техническими условиями. Значение кислотно­го числа характеризует товарный сорт и доброкачественность пищевых жиров. При несоблюдении условий и сроков хранения жиров кислотное число увеличивается, что обусловлено в основном гидролизом триглицеридов.

Йодное число показывает количество граммов йода, которое может присоединиться к 100 г жира. Йодное число характеризует степень не насыщенности и качество жира. По величине этого показателя судят о преобладании в жи­рах насыщенных или ненасыщенных жирных кислот. Чем выше в жире содержание ненасыщенных жирных кислот, тем выше значение йодного числа. Тугоплавкие жиры имеют низкое йодное число, легкоплавкие - высокое. Этот по­казатель имеет важное значение при идентификации пищевых жиров, особенно животных Так. если бараний жир име­ет повышенное йодное число, то можно предполагать, что он фальсифицирован легкоплавким жиром (конским или собачьим). Низкое йодное число свиного жира свидетельствует о добавлении к нему тугоплавкого жира (бараньего или говяжьего). Кроме того, йодное число характеризует степень свежести жиров. При окислении жиров в процессе хранения йодное число уменьшается.

Перекисное число (П. Ч.) - количество первичных продуктов окисления жиров-перекисей, способных выделять из водного раствора йодистого калия йод. Выражается в количестве йода в граммах, выделенного перекисями из 100 г жира. Перекисное число является показателем степени свежести животных топленых жиров. Содержание перекисей в жирах обнаруживается задолго до появления неприятных вкуса и запаха.

Химические изменения и порча пищевых жиров

Липиды растительных и животных тканей, а также выделенные из них в процессе переработки подвергаются химическим изменениям. Эти изменения обусловлены свойствами входящих в состав жиров триглицеридов и сопут­ствующих веществ.

Порчей пищевых жиров называют такое изменение их свойств, в результате которого их невозможно использо­вать на пищевые цели. Порча жиров обусловлена накоплением в них низкомолекулярных соединений, перекисей, аль­дегидов, свободных жирных кислот, кетонов и др., что ведет к резкому ухудшению вкусовых свойств продукта.

Порча жиров обусловлена гидролитическими или окислительными процессами либо их сочетанием.

Гидролитические процессы. Гидролиз — это процесс расщепления молекул глицерида на элементы при взаи­модействии с водой. Прежде всего гидролиз протекает во влажных жирах, содержащих такие катализаторы, как липа­за, фосфолипаза. сильные органические и неорганические кислоты, а также в результате деятельности микроорганиз­мов. Гидролиз жиров ведет к накоплению свободных жирных кислот, что выражается ростом кислотного числа С на­коплением низкомолекулярных кислот (масляной, валериановой, капроновой) появляются неприятные специфические вкус и запах

Гидролиз жиров (свиного, бараньего, говяжьего), а также растительных масел, в состав которых не входят низ­комолекулярные жирные кислоты, не приводит к образованию продуктов со специфическими, неприятными вкусом и запахом, так как в результате этого процесса появляются высокомолекулярные жирные кислоты, не обладающие эти­ми свойствами. Поэтому органолептические свойства жира при гидролизе не изменяются, и наличие порчи гидроли­тической природы может быть установлено лишь химическим путем на основании определения кислотного числа. Однако если в состав жира (молочный, кокосовое и пальмоядровое масла) входят низкомолекулярные кислоты, то они при гидролизе высвобождаются и придают продуктам неприятные вкус и запах.

Прогоркание жиров. Это изменение связано с накоплением в жирах в первую очередь короткоцепочечных аль­дегидов и кетонов, являющихся вторичными продуктами окисления гидроперекисей. В ненасыщенных жирах преобладают альдегиды, а в жирах с небольшим количеством ненасыщенных кислот (кокосовое масло) — кетоны. Окисление альдегидов и кетонов ведет к появлению у жиров неприятного резкого запа­ха.

Прогорклые растительные масла типа оливкового, в составе которых преобладает олеиновая кислота, имеют выраженный "олеиново-кислый" или "альдегидный" запах, который обусловливают в основном муравьиный, уксусный альдегиды и др.

Осаливание жиров. Происходит при резком повышении температуры плавления и твердости жиров. Этот про­цесс связан с накоплением в жирах главным образом окси-, полиокси-, эпоксисоединений. Процесс осаливания уско­ряется с повышением температуры и под воздействием прямого солнечного света. Осаленные жиры имеют запах стеариновой свечи

Порча жира сопровождается изменением не только глицеридов, но и сопутствующих веществ. Например, обес­цвечивание растительных масел при осаливании связано с окислением каротиноидов Темный цвет масел, полученных из семян, пораженных плесенью обусловлен окислением микотоксинов Темная (от коричневой до черной) окраска хлопкового масла обусловлена наличием в нем продуктов окисления госсипола Порча жира сопровождается реакция­ми деструкции и полимеризации. Деструкция фосфотидилхолина с образованием легколетучего триметиламина вы­зывает у осаленных жиров селедочный запах.

Образование штаффа. На поверхности сливочного масла или маргарина образуется полупрозрачный темнова­тый слой — штафф, имеющий своеобразный запах и неприятный горьковатый вкус, в результате одновременного протекания окислительных, гидролитических, микробиологических и физических процессов.

Микробиологические процессы проявляются как ряд превращений ферментативного характера в результате жизнедеятельности протеолитических и психротрофных бактерий

Одновременно с изменением липидов происходит распад белковых веществ. В результате повышается дис­персность белка, усиливается поглощение света, сопровождаемое потемнением штаффного слоя.

Для предупреждения развития штаффа сливочного масла и маргарина используют газо-. влаго-. паронепрони­цаемые упаковочные материалы: полимерные и комбинированные.

Высыхание жиров. Это способность жидких, в основном растительных масел полимеризоваться в присутствии кислорода воздуха. При высыхании на поверхности масел образуются упругие прочные пленки, с течением времени утолщающиеся. Вещества, образующие такие пленки, называются оксинами, которые представляют собой продукты окислительной полимеризации жирных кислот молекулы триглицерида.