4. Показники, що характеризують жирнокислотний склад

та якість жирів

Жирнокислотний склад тригліцеридів можна визначити певними фізичними та хімічними показниками – температурами плавлення та застигання, величиною густини, показником заломлення, йодним числом, числами Поленске, Рейхерта-Мейссля, Генера, числом омилення, ацетильним і родановим числами.

Температура плавлення та затвердіння жирів характеризує співвідношення твердих і рідких жирних кислот у молекулах тригліцеридів. Ці величини за значенням не співпадають: температура застигання на декілька градусів нижча від температури плавлення, що пояснюється явищем поліморфізму, яке виникає за рахунок методики, що використовується при визначенні цього показника.

Густина жиру залежить від хімічної природи жирних кислот, що входять до складу його тригліцеридів – чим більше (у % до молекулярної маси кислоти) у складі жирних кислот кисню, тим більша густина такого жиру. Отже, із збільшення в молекулі гліцериду вмісту низькомолекулярних, ненасичених жирних кислот і оксикислот, тим вище густина такого жиру. Тому існує певна залежність між такими показниками, як густина жиру, йодне число, число омилення, коефіцієнт заломлення. Визначати цей показник можна за допомогою ареометра, гідростатичних терезів та пікнометра. Найбільш точні результати дає визначення густини за допомогою пікнометра.

Коефіцієнт заломлення визначається як відношення синусів кутів падіння та заломлення, що утворюються світловим променем та перпендикуляром до поверхні розділу двох середовищ. Числове значення цього показника від складу та хімічної природи сполук, що входять до складу жиру. Коефіцієнт заломлення визначається за допомогою рефрактометрів. Величина цього показника в жирах збільшується з наявністю у їхньому складі оксигруп, із збільшенням молекулярної маси та ступеню ненасиченості жирних кислот.

Йодне число показує, скільки грамів йоду може приєднатися до ненасичених жирних кислот, що містяться у 100 г жиру. Цей показник характеризує ступінь ненасиченості тригліцериді, що входять до складу жиру.

Число омилення – це кількість грамів їдкого калію, яка потрібна для омилення гліцеридів і нейтралізації вільних кислот, що містяться в 1 г жиру. Цей показник характеризує середню молекулярну масу жирних кислот, які містяться в тригліцеридах.

Число Рейхерта-Мейссля показує кількість летких розчинних у воді жирних кислот і визначається кількістю мілілітрів децинормального розчину КОН, витраченого на нейтралізацію цих кислот, що були відігнані з 5 г жиру.

Число Поленске показує кількість летких, але нерозчинних у воді жирних кислот і визначається, як і число Рейхерта-Мейссля, кількістю мілілітрів децинормального розчину КОН, витраченого на нейтралізацію цих кислот, що були відігнані з 5 г жиру.

Роданове число показує кількість родану (у %), у перерахунку на йод, яка може приєднатися до наважки досліджуваного жиру. За допомогою роданового та йодного чисел можна встановити розподіл подвійних зв’язків в ланцюжку жирної кислоти.

Число Генера показує співвідношення у досліджуваному жирі (у %) нерозчинних у воді жирних кислот і речовин, що не піддаються омиленню.

Ефірне число виражається кількістю міліграмів їдкого калію, що необхідно витратити для нейтралізації тих жирних кислот, які етерифіковані в 1г досліджуваного жиру.

Ацетильне число виражається кількістю міліграмів їдкого калію, що необхідно витратити для нейтралізації оцтової кислоти, яка виділяється при омиленні 1г ацетильованого жиру. Цей показник визначається (з використанням відповідної поправки) між коефіцієнтами омилення свіжого та ацетильованого жиру.

За величиною ацетильного числа можна говорити про вміст гідроксильних груп у досліджуваному жирі. Так як більшість свіжих жирів являють собою повні ефіри і майже не містять оксикислот, то ацетильне число їх не значне. В процесі окислення жиру (навіть на першому етапі) в жирі починають накопичуватися молекули з оксигрупами (оксикислоти, вторинні спирти тощо).

Деякі хімічні показники майже не залежать від жирнокислотного складу, а в більшій мірі характеризують якість жирів. Це такі показники, як кислотне та перекисне числа.

Кислотне число жиру характеризує наявність в жирах та жировмісних продуктах вільних жирних кислот, що присутні у природних жирах або утворилися внаслідок їх гідролізу та окислення. Цей показник виражається кількістю мг їдкого калію, що необхідна для нейтралізації вільних жирних кислот, які знаходяться в 1 г жиру.

Перекисне число характеризує наявність в жирах первинних продуктів їх окислення і виражається кількістю грамів вільного йоду, що утворюється з йодистого калію при його окисленні первинними продуктами окислення жирів, які містяться у 100 г жиру.

Ліпоїди - це жироподібні речовини, які разом з тригліцеридами входять до складу як рослинних, так і тваринних жирів (від 0,2 до 6,0%). За походженням їх можна поцілити на дві групи. Одні з них називають супутниками жирів або домішками першого роду. Ці речовини завжди містяться в сирих жирах, бо вони є складовими частинами клітин жирових тканин. Як правило, за хіміч­ною природою ці речовини, як і жири, є складними ефірами. Це фосфогліцериди, стерини і воски. Але деякі супутники жирів мають і іншу хімічну природу. Наприклад, каротиноїди.

Домішки другого роду - це матеріали, які потрапляють у жир механічним шляхом (пісок, залишки тканин жирових клітин), а також речовини, які у свіжих сирих жирах, одержаних із доброякісної си­ровини з дотриманням технологічних режимів, не зустрічаються. До складу цих домішок можна віднести залишки розчинників (якщо жир одержували способом екстрагування), мила (в рафінованих жирах), вільних жирних кислот (утворилися внаслідок гідролізу або окислення) та ін.

Крім того, необхідно пам'ятати, що одні з цих домішок підвищують харчову цінність жирів (вітаміни, фосфогліцериди), інші (ряд алкалоїдів і глікозидів) через свою токсичність роблять жир непридатним для їжі.

Фосфатиди (фосфогліцериди) належать до складних ефірів, у складі яких крім гліцерину, жирних кислот є залишок фосфорної кислоти.

Фосфатиди біологічно активні речовини, входять до складу всіх клітин живого організму рослин і тварин. Вони регулюють міжклітинний обмін жирів, переносять кисень, проявляють антиокислювальні властивості, прискорюють розсмоктування жиру в печінці. Фосфатиди як емульгатори застосовуються при виробництві майонезу, борошняних кондитерських виробів, шоколаду.

Фосфатиди гігроскопічні, набухають у воді, утворюють колоїдні розчини. Ці властивості фосфатидів використовуються при рафінації жирів. Фосфатиди легко окислюються киснем, при цьому вони набувають темного кольору.

Із фосфатидів найбільше вивчені лецитини, кефаліни, фосфосерини.

Лецитини являють собою тригліцериди, в яких одна спиртова група етерифікована фосфорною кислотою, з'єднаною з холіном ( ), а дві інші – високомолекулярними жирними кислотами.

Наприклад, - лецитин має таку будову:

Кефаліни відрізняються від лецитинів тим, що замість холіну до них входить коламін ( ).

У продуктах лецитини і кефаліни зустрічаються разом, причому у продуктах рослинного походження здебільшого містяться кефаліни, а тваринного походження – лецитини.

Фосфосерини містять у своєму складі амінооксикислоту серин ( ).

Фосфосерини входять до складу речовини головного мозку. Є вони в насінні олійних рослин.

Стерини. В жирах, які не зазнали дії активних хімічних речовин, завжди містяться стерини (стероли) – поліциклічні ненасичені спирти гідроароматичного ряду. Залежно від походження стерини по­діляються на три групи: зоостерини входять до складу тваринних жирів; фітостерини є супутниками олій; мікостерини містяться у грибах та дріжджах. У тваринних жирах стеринів менше (0,07–1,0%), ніж у рослинних (до 2,0%).

Типовим представником стеринів тваринного походження є хо­лестерин. У невеликих кількостях він зустрічається у вільному ви­гляді або як складний ефір – холестерид.

Холестерин присутній у всіх клітинах і тканинах, бере участь в утворенні багатьох гормонів, затримує вологу, забезпечує необхідний тургор клітин. Під впливом ультрафіолетового проміння холе­стерин перетворюється на вітамін Д₃, який відзначається високою біологічною активністю.

Але крім важливого фізіологічного значення, холестерин виступає як фактор, що каталізує розвиток атеросклерозу. У крові здорової людини за норму вважається 140–200 мг % холестерину.

Із фітостеринів найбільш вивченими є ситостерин і сигмастерин, які входять до складу (0,1– 0,2%).

Типовим представником мікостеринів є ергостерин, який одержують із грибів та дріжджів. Під впливом ультрафіолетового проміння ергостерин перетворюється на вітамін , який має таку ж вітамінну активність, що й вітамін .

Крім стеринів у жирах містяться і складні ефіри стеролів і високомолекулярних жирних кислот, тобто стериди. Стеридів більше міститься у жирах рослинного походження, ніж у жирах тваринного походження.

Воски – це складні ефіри високомолекулярних одноатомних (нечасто - двоатомних) спиртів і високомолекулярних жирних кислот. До складу восків частіше входять такі спирти, як цетиловий, цериловий, мелісиловий. Більша частина восків являє собою тверді упруго-пластичні, іноді навіть крихкі при кімнатній температурі, речовини.

Воски не розчиняються у воді, а досить товстий шар не пропускає парів води. Цими властивостями, напевне, можна з'ясувати локалізацію восків на поверхні окремих частин рослин. Вони захищають ці частини від втрати вологи та механічних пошкоджень.

Внаслідок того, що до складу твердих восків входять головним чином насичені високомолекулярні кислоти і спирти, вони в хімічному відношенні досить інертні, погано окислюються , не вступають у реакції приєднання.

За походженням воски можна поділити на тваринні, рослинні і викопні.

Найбільше поширені з тваринних восків бджолиний, шерстяний, спермацет. Бджолиний віск виділяється восковими залозами бджіл; шерстяний нагромаджується на вовні овець; спермацет міститься в черепній коробці кашалота.

Рослинні воски покривають тонким шаром листя, стебла і плоди рослин. Представниками цих восків є лігнін і кутін.

До викопних восків належить гірський або монтан-віск, який виділяють з бурого вугілля з допомогою розчинників.

Із харчових жирів найбільша кількість восків міститься в оліях. Так, у насінні соняшника восків близько 1% . Наявність восків у рослинній сировині ускладнює технологічний процес виробництва харчових олій. У процесі виробництва воски з олійної сировини переходять в олію у вигляді маленьких кристалів. У нерафінованій олії вони утворюють "сітку". Олія стає непрозорою і втрачає товарний вигляд. Воски, як інертні сполуки, важко виводити з олії у процесі рафінації. Одним з найефективніших способів виведення восків – повільне охолодження олії при постійному перемішуванні. При цьому кристали восків збільшуються, а потім відфільтровуються.