Жиры в пищевых продуктах

В пищевых продуктах из липидов преобладают жиры. Ими богаты растительные и коровье масла, маргарин, кулинарные и топленые жиры (82—99%), орехи (до 67%). Мало жиров в зернах злаках (1,5—6,0%), плодах и овощах (до 0,5%), макаронных и простых хлебных изделиях (до 0,9%).

Жиры имеют большое значение в питании человека. Они не только выполняют роль энергетического резерва, но и входят в состав всех тка­ней организма.

Жиры вместе с белками и липоидами образуют соединения, которые входят в состав клеточных оболочек и внутриклеточных образований, регулирующих проникновение внутрь клеток веществ и удаление из них продуктов обмена и т. д.

Жиры являются носителями жирораствори­мых витаминов (А, Д, Е, К). В состав жиров входят не синтезируемые организмом  человека полиненасыщенные жирные кислоты—динолевая, линоленовая, арахидоновая, которые называются незаменимыми.

Жиры полученные из коровьего молока, и жиры растительные в обыденной жизни носят название млада. Остальные жиры, за исключением жиров рыб и морских жи­вотных, называют салом.

По химической природе жиры являются сложными эфи­рами трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. В пищевых жирах преобладают триглицериды (в мо­лекуле глицерина все ионы водорода гидроксильных групп за­мещены остатками жирных кислот); моно- и диглицериды мо­гут быть в очень малых количествах.

Жирные кислоты, входящие в состав жиров, в зависимости от характера связи углеродных атомов в углеводородной цепи делятся на предельные и непредельные. Большинство жирных кислот содержит четное число (от 4 до 24) атомов углерода и нормальной углеводородной цепи.

В липидах обнаружено небольшое количество (1—5%) жирных кислот с нечетным числом атомов углерода в цепи и жирные кислоты с разветв­ленной углеводородной цепью.

Предельные жирные кислоты не способны к реакциям при­соединения. Они подразделяются на низко- и высокомолекулярные в зави­симости от числа углеводородных групп в углеводородной цепи. Предель­ные жирные кислоты с длиной радикала до девяти углеводородных групп называются низкомолекулярными.

Они растворимы в воде, летучи с водя­ными парами, при комнатной температуре являются жидкими, обладают специфическим неприятным запахом. Высокомолекулярные предельные жирные кислоты — твердые при комнатной температуре (чем выше их мо­лекулярная масса, тем выше температура плавления), нерастворимы в воде, без запаха.

Непредельные жирные кислоты по числу двойных связей могут быть моноеновые (с одной двойной связью), диеновые (с двумя), триеновые (с тремя), тетраеновые (с четырьмя), пентаеновые (с пятью) и гексаеновые (с шестью двойными связями). В жирах рыб найдены жирные кислоты с семью двойными связями.

По месту двойных связей в радикале жирных кислот могут присоединяться водород, кислород, галогены. При этом из­меняются свойства жирных кислот.

Большинство жиров пищевых продуктов состоит из разно­кислотных триглицеридов, содержащих в молекуле две или три различные кислоты. Например, в гусином и свином жирах находится двухкислотный триглицерид стеаринодипальмитин, в коровьем масле трехкислотный глицерид бутнропальмитоолеин.

Встречаются также и однокислотные триглицериды, например в оливковом масле — триолеин, коровьем масле — трибутирин, животных жирах — тристеарин.

Физические, химические свойства и пищевая ценность жи­ров определяются количественным и качественным составом жирных кислот.

Температура плавления и застывания жиров зависит от входящих в их состав жирных кислот. При комнатной темпе­ратуре жиры имеют твердую, мазеобразную и жидкую конси­стенцию.

В глицеридах твердых жиров преобладают высоко­молекулярные предельные жирные кислоты. Например, в глицеридах говяжьего жира пальмитиновая, стеариновая, миристиновая кислоты составляют 54% общей массы жирных кислот. Температура плавления говяжьего жира находится в пределах 42—52°.

В свином жире по сравнению с говяжьим больше полиненасыщенных жирных кислот, и его температура плавления ниже (28—48°). Твердые жиры переходят в жидкое состояние в пределах некоторого интервала температур, так как они состоят из смеси различных триглицеридов.

Темпера­турой плавления жира считают температуру, когда расплав­ленный жир полностью осветляется. Она всегда на несколько градусов выше температуры застывания. В растительных жи­рах и жирах рыб преобладают ненасыщенные жирные кис­лоты. Так, в глицеридах подсолнечного масла, имеющего температуру плавления —16°, находится непредельных жир­ных кислот (линолевой, олеиновой и др.) 91% всей массы жирных кислот.

В жирах рыб ненасыщенные жирные кислоты составляют 62—82% (в том числе жирные кислоты с четырьмя, пятью, шестью двойными связями—15—20%), поэтому ры­бий жир при комнатной температуре жидкий.

Жидкие жиры при охлаждении загустевают, а некоторые из них, например оливковое масло и другие, мутнеют, так как выпадает осадок кристаллов глицеридов высокомолекулярных предельных кислот. Жиры различаются и по температуре за­стывания.

Гидролитическое расщепление жиров

Гидролитическое расщепление жиров протекает в процессе изготовления и хранения жиров. Жиры при определенных ус­ловиях реагируют с водой, образуя глицерин и жирные кис­лоты. Степень гидролиза жиров характеризуется содержа­нием свободных жирных кислот, ухудшающих вкус и запах продукта.

Реакция гидролиза обратима и зависит от содержа­ния в реакционной среде воды. Гидролиз молекулы жира протекает ступенчато. Промежуточными продуктами гидро­лиза жира являются ди- и моноглицериды, конечными — гли­церин и жирные кислоты.

Гидролиз жира может быть неферментативный и фермента­тивный. Неферментативный гидролиз протекает в жировой фазе и зависит от количества растворенной в жире воды. При низких отрицательных температурах гидролитическое расщеп­ление жиров не происходит.

При пониженных температурах (около 0°) скорость гидролиза ничтожна, так как в жире рас­творено мало воды. Реакция гидролитического расщепления жиров ускоряется с повышением температуры, а также в присутствии щелочей или кислот.

Реакция гидролиза идет глу­боко при нагревании жиров выше 200° в присутствии воды. Под действием щелочей жиры гидролизуются более интен­сивно, чем под действием кислот.

Окисление жиров

Окисление жиров— это взаимодействие кислорода воздуха и остатков жирных кислот. Окисление жиров — наиболее распространенный вид порчи жиров во время хранения. Различают самоокисление (нефер­ментативное) и ферментативное (называемое кетонным) окисление жиров.

Процесс самоокисления жиров подразделяется на три пе­риода.

Первый период — индукционный, во время которого не обнаруживаются в жирах окислительные превращения, до­ступные химическому определению. Длительность этого пе­риода, различная для жиров, показывает устойчивость жира к окислению.

Второй период — образование первичных про­дуктов окисления жиров, в частности перекисных соединений. Присутствие перекисей установлено даже в свежевыработанных жирах, так как их образование начинается в процессе изготовления продуктов.

Скорость окисления жиров зависит от их химической при­роды и количественного соотношения жирных кислот, присут­ствия катализаторов, природных антиокислителей, а также от температуры жира и светового излучения.

С увеличением двойных связей в молекуле жира повыша­ется скорость его окисления. Свободные жирные кислоты окисляются скорее по сравнению с их глицеридами. Насы­щенные жирные кислоты устойчивы к окислению.

Но при высокой температуре и они окисляются кислородом воздуха. Из них сначала образуются гидроперекиси, а затем вторич­ные продукты окисления — карбонильные соединения, моно- и дикарбоновые кислоты.

Свет, особенно ультрафиолетовый, а также ионизирующие излучения ускоряют процесс окисления жиров. Такое же дей­ствие оказывают металлы переменной валентности — медь и железо, находящиеся в жирах в малых дозах (в виде следов) и попадающие в жиры из оборудования при производстве.

Особенно высока каталитическая активность металлов пере­менной валентности, связанных с белками пигментов мяса, крови и др. Поваренная соль (в ней содержится небольшое количество солей железа) и нитриты способствуют окисле­нию жира колбасных изделий.

Окислительное ферментативное прогорание, обычно назы­ваемое кетонным, наблюдается при поражении плесенями (Aspergillus, Penicillium и др.) жиров» содержащих много воды, а также жиров, в состав триглицеридов которых входят средне- и низкомолекулярные предельные жирные кислоты.

К таким жирам принадлежат сливочное масло и маргарин. Под действием ферментов плесеней происходит сначала гид­ролиз жира с образованием свободных жирных кислот, кото­рые затем подвергаются окислению и декарбоксилированию. В результате накапливаются алкилметилкетоны, обладающие неприятным запахом.

На ранних стадиях порчи жиров снижается их пищевая ценность в результате окисления жизненно важных для орга­низма полиненасыщенных кислот — арахидоновой и линолевой, уменьшения содержания сопутствующих жирам витами­нов А и Е, а также витаминов группы В (в жирах мясных продуктов).

Последующие стадии окисления приводят к порче жиров: изменяется их вкус, запах, а иногда цвет и консистен­ция. В жире накапливаются вредные для организма вещества, способствующие развитию атеросклероза взрослых людей, задерживающие рост молодых организмов и т. д.

Окисление растительных масел особенно активизируется в процессе обжаривания. В летучих продуктах окисления, об­разующихся в нагреваемом масле, найдено более 100 соеди­нений, в том числе карбоновые, кето- и оксикислоты, спирты, альдегиды и кетопы ряда бензола и др.

Восстановление жиров

Восстановление жиров — это реакция присоединения водо­рода по месту двойных связей в молекулах жира. При полном насыщении всех двойных связей атомами водорода молекула жира превращается в предельный триглицерид. Эта реакция протекает в присутствии катализатора и называется гидроге­низацией. Гидрогенизированный жир, или саломас, является основным сырьем для изготовления маргарина и кулинарных жиров.

В жирах, полученных из растительных и животных тканей, кроме глицеридов, могут находиться свободные жирные кис­лоты (до 22%), фосфатиды, стерины, пигменты, витамины, ароматизирующие вещества, ферменты и др.

Пигменты обу­словливают цвет жиров: хлорофилл придает зеленую окраску конопляному маслу, каротин — желтую окраску говяжьему жиру и сливочному маслу и т. д. Аромат и вкус жиров зави­сят от эфирных масел, спиртов, альдегидов, кетонов и некото­рых жирных кислот. На вкус и запах жиров также оказывают влияние вещества, образующиеся в жирах при хранении.

Качество жиров и их изменение при хранении можно опре­делить по ряду физических и химических показателей: температуре плавления и застывания жира, коэффициенту прелом­ления света (рефракции), плотности, кислотному и йодному числам и др.

Например, кислотное число указывает на свежесть жира, характеризуется количеством свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира

Кис­лотное число возрастает при хранении жиров. По величине перекисного числа можно судить о глубине процесса прогорания жира.

Наличие в жире отдельных альдегидов, кетонов и низкомолекулярных кислот является причиной прогорклого запаха и вкуса. Поэтому для установления степени окислительной порчи жиров используют методы количествен­ного определения карбонильных соединений. Наиболее рас­пространенный из них метод с использованием 2,4-динитрофенилгидразина.

Для разделения смесей карбонильных соеди­нений применяют метод колоночной, тонкослойной, бумажной и газовой хроматографии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *