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.]]>
