Види псування жирів

Ліпіди. Жири

Основні питання:

1. Ліпіди, їх класифікація.

2. Прості ліпіди:

Ä Нейтральні жири (тригліцериди): будова, фізичні та хімічні властивості.

Ä Стерини.

Ä Воски.

3. Складні ліпіди.

Ліпіди (жири і жироподібні речовини) разом з білками і вуглеводами становлять основну масу органічних речовин організму.

Класифікація ліпідів:

Біологічна роль ліпідів:

þ складові частини клітинних оболонок та мембранних систем клітини;

þ жири захищають внутрішні органи від механічних пошкоджень (печінка);

þ жири захищають організм від теплових втрат, так як є добрим термоізолятором;

þ субстрат для синтезу цілого ряду біологічно важливих речовин;

þ ліпіди є важливим джерелом енергії для організму, доповнюють калорійність раціону;

þ жири є джерелом поліненасичених жирних кислот;

þ містять фізіологічно активні нежирові компоненти – жиророзчинні вітаміни, фосфатиди, стерини.

Прості ліпіди побудовані з залишків спиртів і вищих жирних кислот.

· нейтральні жири (гліцериди) – складні ефіри гліцерину і вищих жирних карбонових кислот.

Таблиця. Деякі фізіологічно важливі карбонові кислоти

Незамінні, або ессенціальні кислоти ‑ ненасичені жирні кислоти, що не синтезуються в організмі людини і тварин або утворюються в недостатній кількості.

Відносять:

t лінолеву кислоту (С₁₇Н₃₁СООН), міститься в лляній, кукурудзяній, конопляній, соняшниковій олії;

t ліноленову кислоту (С₁₇Н₂₉СООН);

t арахідонову кислоту (С₄₁Н₅₉СООН), міститься у вершковому маслі.

Нестача ненасичених жирних кислот в організмі зумовлює припинення росту молодих тварин, викликає захворювання шкіри, яке нагадує екзему.

Жирні кислоти визначають фізичні властивості жирів, якщо в складі тригліцеридів переважають:

Ø насичені (тверді) жирні кислоти, то такі жири матимуть тверду консистенцію і високу температуру плавлення;

Ø ненасичені жирні кислоти, жири матимуть низьку температуру плавлення і перебуватимуть у рідкому стані.

Фізичні властивості простих жирів:

Ø Всі жири мають маслянисту консистенцію. Густина жирів менше 1(в середньому 0,9 – 0,95г/см³).

Ø Жири легко проходять крізь щільні пори, (потрібно зберігати у відповідній упаковці (пергамент).

Ø Температура плавлення жиру визначається складом твердих насичених кислот:

t_плавл. баранячий жир – 45 ‑ 54⁰С;

t_плавл. яловий жир – 40 – 50⁰С;

t_плавл. свинячий жир – 35 – 46⁰С;

t_плавл. вершкове масло – 30 – 35⁰С.

Температура твердіння жирів на 5-10⁰С нижче їх температури плавлення.

Температура димоутворення – максимальна температура, яку може витримати жир, не згораючи.

Температура димоутворення нижче температури кипіння жиру. Найвища температура димоутворення (близько 230⁰С) у кухонних жирів.

Ø Жири нерозчинні у воді, проте добре розчиняються в органічних розчинниках (ефір, бензин). Вони здатні розчиняти ефірні масла та природні барвники (каротин).

Ø Жири погано проводять тепло.

Ø Жири мають велику теплоутворюючу здатність.

Ø Жири здатні утворювати емульсії з водою (емульгування). Для отримання емульсій суміш жиру та води піддають тривалому механічному перемішуванню або струшуванню. В результаті відбувається диспергування (тонке подрібнення) жиру, при цьому загальна поверхня жиру різко збільшується.

Харчові продукти: молоко, вершки, масло, майонез, маргарин, морозиво – емульсії. Процес емульгування викликає помутніння м’ясних бульйонів (особливо при сильному кипінні).

Роль жирів в технологічних процесах:

1. Жири з високими температурами плавлення використовуються після технологічної обробки та тільки в гарячому вигляді.

2. Рідкі жири та жири з температурою плавлення, близької до температури тіла людини (рослинна олія та вершкове масло), використовуються у сирому вигляді.

3. Для жаріння використовують жири з малим вмістом вологи та високою температурою димоутворення (кухонний жир) для зменшення угару.

4. Пасерування овочів в маслі.

5. Утворення емульсій (соус, майонез).

Хімічні властивості:

1. Гідроліз жирів (омилення) ‑ (гідролітичне розщеплення гліцеридів)

Ø омилення водою (при високій температурі та високому тиску, у присутності спеціальних каталізаторів). Утворюються гліцерин, жирна кислота (суміш кислот);

Ø омилення кислотами. Утворюються гліцерин, жирна кислота (суміш кислот).

Ø омилення лугом. Утворюються гліцерин і солі вищих жирних кислот (мила).

Ø омилення ферментами (ферментативний гідроліз), відбувається в тонкій кишці (ферменти ліпази). Цей процес сприяє засвоєнню жирів. У клітинах кишок з продуктів гідролізу харчових жирів знову синтезуються жири, специфічні для певного організму.

Роль гідролізу ТПЇ:

· відбувається в процесі зберігання жирів;

· при термічній обробці продуктів (варіння та жаріння).

Присмак мила, який може з’являтися в бульйоні, є результатом омилення жирів: сіль (надлишок іонів Nа+) в процесі гідролізу може призвести до утворення солей жирних кислот (мила).

2. Гідрогенізація жирів (гідрування) ‑ процес каталітичного приєднання водню до залишків ненасичених жирних кислот, які входять до складу жирів, рідкі жири перетворюються на тверді.

Умови: автоклави, температура 180-200С, великий тиск, каталізатор – подрібнений Nі.

Переваги твердих жирів:

ü стійкі при зберіганні;

ü краще транспортуються.

Тверді гідрогенізовані жири (саломас) використовують для виробництва харчового жиру – маргарину. Маргарин – це очищений гідрогенізований жир, змішаний з різними харчовими домішками: рослинною олією, молоком, вершками, яйцями, вітамінами.

Тверді гідрогенізовані жири використовують для технічних потреб (виготовлення різних видів мила).

СН₂ – О – СО – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СН₃ СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₃

│ │

СН – О – СО – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СН₃ + 3Н₂ СН – О – СО – С₁₇Н₃₃

│ │

СН₂ – О – СО – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СН₃ СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₃

триолеїн тристеарин

3. Згіркнення жирів. Під час зберігання жирів (особливо ненасичених) під впливом сонячних променів і вологи вони гідролізуються і окислюються, внаслідок чого виникають продукти пероксидного окиснення. В складі жирів з’являються небажані продукти (альдегіди, кетони, низькомолекулярні кислоти), які є причиною неприємного запаху і смаку. Жири стають непридатними для їжі і їх подальшого зберігання. Цьому сприяє вільний доступ повітря і сонячного світла, підвищена температура, вологість, забрудненість мікроорганізмами, а також зберігання у залізному та лудженому посуді.

Наприклад, згіркнення молочного жиру, хімічною основою якого є трибутират:

СН₂ – О – СО – С₃Н₇ НОН СН₂ ‑ ОН

│ │

СН– О – СО – С₃Н₇ + НОН СН – ОН + 3С₃Н₇СООН

│ │

СН₂ – О – СО – С₃Н₇ НОН СН₂ ‑ ОН

трибутироат гліцерин масляна кислота

4. «Висихання»олії – це перетворення рослинних жирів, молекули яких мають залишки ненасичених жирних кислот, в щільну, тверду і прозору плівку. В основі цього явища знаходяться процеси утворення пероксидів, гідро кислот, а також циклічних угруповань.

R – CH = CH – R₁ + O₂ R – CH – CH – R₁

│ │

молекула олії O ‑ O пероксид

R – CH = CH – R₁R – CH ‑ CH – R₁

│ │

R – CH = CH – R₁ R – CH ‑ CH – R₁ циклічне похідне

Краще інших висихають лляна і конопляна олії, які використовуються для виготовлення висоефективних оліф. Для приготування оліфи олії нагрівають до 200 С. Процес «дозрівання» оліфи прискорюють сикативи (солі Со, Mg, Pb,Fe). Оліфами розводять фарби. Після нанесення фарб на предмети через певний час утворюється блискуча плівка як результат висихання оліфи і фарби.

Види псування жирів

Харчові жири – це група продовольчих товарів, що відрізняється від інших груп харчових речовин хімічним складом: більшість з них містить невелику кількість вологи, а суха речовина майже повністю складається з жиру.

Рослинні олії зберігають у баках-цистернах з щільно закритими люками. За цих умов продукт повністю захищений від дії світла і частково від кисню повітря (температура +4...+6⁰С і відносній вологості повітря не вище 75%. Фасовану рослинну олію зберігають у закритих приміщеннях при температурі не вище 18⁰С. При зберіганні рослинні олії змінюють свою прозорість і колір, що пояснюється наявністю в них фосфатидів і незначної кількості білкових та слизистих речовин, які за звичайній температурі знаходяться у розчинному вигляді. При зволоженні олії або зниженні температури розчинність фосфатидів зменшується, і вони утворюють в олії пластівці, що надають мутність, повільно осідаючи на дно посудини, адсорбують на своїй поверхні також частину речовин, що надають забарвлення олії.

При тривалому зберіганні в результаті перебігу окислювальних процесів і накопичення продуктів розщеплення тригліцеридів в олії виникають прогірклий смак і запах.

Терміни зберігання жирів залежать від температури, виду жиру, а також від наявностей антиокислювачів. При температурі нижче ‑5⁰С жир, фасовані в герметичну тару або з добавками антиокислювачів можуть зберігатися до 2-х років. В умовах магазинів тваринні топлені жири зберігають при температурі не вище 8⁰С протягом 10-15 діб, при відсутності охолодження – не більше 5-7 діб.

Тваринні топлені жири (мають у складі значну кількість гліцеридів насичених жирних кислот) стійкі при зберіганні. Проте при тривалому зберіганні яловичий, баранячий жири набувають зеленуватого забарвлення внаслідок окислення β-каротину і утворення проміжних продуктів його розщеплення. Нагрівання жиру до температури +55...+65⁰С ліквідує позеленіння повністю. Проте зберігати такий жир не можна, так як зеленувате забарвлення жиру швидко відновлюється та при повторному нагріванні він не зникає.

Крім того, при тривалому зберіганні внаслідок окислювального псування в жирах з’являється прогірклий присмак, а яловий жир топлений жир при зберіганні підлягає осалюванню.

І стадія – прокисання. Пов’язане з гідролізом жиру. Кінцеві продукти: вільні жирні кислоти, які надають жиру кислий смак.

ІІ стадія – прогіркання. Викликане окисленням ненасичених жирних кислот, що знаходяться у вільному стані і тих, що утворилися в результаті прокисання. Кінцеві продукти окислення: низькомолекулярні сполуки: кислоти, альдегіди, кетони, що надають жирам гіркий смак.

Окислення жирів відбуваєтьсябезпосередньо киснем повітря та при нагріванні.

Жири → пероксиди → оксиди (відбувається перетворення в стабільні продукти окислення: оксикислоти, карбонові кислоти).

Жири, які містять значну кількість залишків високо ненасичених кислот, окислюються легше.

При окисленні змінюються фізико-хімічні показники жирів.

Окислення зменшує харчову цінність жирів і може призвести до їх повної непридатності для харчування.

ІІІ стадія – осалювання (найбільш глибокий процес псування жирів)

Пов’язаний з окисленням ненасичених кислот до оксикислот.

Не змінюється консистенція жиру, збільшується температура плавлення, жир знебарвлюється і набуває присмаку сала. Жир не використовується для харчових цілей

Ліпіди знаходяться в молоці у вигляді жиру з розчинними у ньому фосфатидами, стеринами, пігментами, жиророзчинними вітамінами. Жир рівномірно розподілений у водній частині молока у вигляді емульсії, кожна жирова кулька оточена білково-лецитиновою оболонкою, що перешкоджає злиттю окремих крапельок жиру (в1мл молока міститься 4млрд. жирових кульок).

У процесі зберігання і транспортування молока порушується структура оболонок жирових кульок і відбувається гідроліз жиру (ліполіз), що приводить до утворення низькомолекулярних жирних кислот (масляна, капронова, каприлова), які надають молоку прогірклого смаку. Цьому процесу сприяють: порушення техніки машинного доїння, інтенсивна механічна дія на молоко під час транспортування, багаторазове перемішування і переливання у процесі тривалого зберігання при низьких температурах (прогірклий смак у молоці виявляється, коли вміст ВЖК досягає 20мг у 100г молока.).

· стерини, або стероли ‑ поліциклічні спирти, похідні циклопентанпергідрофенантрену.

Стерини – тверді оптично активні речовини, нерозчинні у воді. Синтезуються в тканинах і клітинах хребетних (холестерин і інші зоостерини), рослин (провітамін вітаміну D ергостерин і інші фітостерини) і грибів (С₂₈ – мікостерини). Їх естери з ВЖК називаються стеридами. Матеріалом для біосинтезу стеринів є ацетил – КоА

Стерини входять до складу клітинних мембран, з них в організмі тварин і людини синтезуються жовчні кислоти і статеві гормони, гормони кори наднирників.

Типовий представник стеринів – холестерин, який входить до ліпідної частини біомембран клітин і їх похідних. Нормальний вміст холестерину в крові людини становить 0,18 ‑ 0,26%. Його надлишок призводить до розвитку атеросклерозу, ксантоматозу і ожиріння печінки. Використовують для одержання паст і мазей (фармація), різних кремів (парфумерія)

Стериди ‑ складні ефіри стеринів і ВМЖК.

Ефір холестерину (холестерид)	Ергостерин – попередник вітаміну D, після дії УФ променів набуває протирахітної дії.

· воски – група ліпідів, молекули яких утворюються деякими вищими спиртами (переважно жирного ряду) і ВМЖК.

Воски ‑ складні естери вищих спиртів (від 16 до 22 атомів карбону) ВМЖК.

Розрізняють воски тваринного (бджолиний віск, спермацет, ланолін), рослинного (карнаубський), викопного (озокерит) та мікробного походження.

Бджолиний віск виробляється восковими залозами бджіл. Являє собою суміш естерів (до 75%), вільних жирних кислот і насичених вуглеводнів, вітамінів та інших речовин. Основу воску складає естер мірициловог сприту і пальмітинової кислоти:

С₃₀Н₆₁ОН + С₁₅Н₃₁СООН → С₁₅Н₃₁СО – О – С₃₀Н₆₁ + Н₂О

мірициловий спирт пальмітинова кислота мірицилпальмітоат

Ланолін – віск, який виділяють з овечої вовни після її промивання та очищення. Він являє собою суміш діестерів α-, β-алкандіолів і ВЖК з 16 – 24 атомами Карбону. Використовують для виготовлення різних кремів і мазей.

Спермацет – віск, який одержують із спермацетового масла фіброзного мішка черепа кашалота. 90% масла складає естер – цетилпальмітоат:

С₁₆Н₃₃ОН + С₁₅Н₃₁СООН → С₁₅Н₃₁ – СООС₁₆Н₃₃ + Н₂О

цетиловий спирт пальмітинова кислота цетилпальмітоат

Використовують у парфумерії і фармацевтичні практиці як основу для виготовлення кремів, мазей, а також лікування хронічних виразок.

Карнаубський віск – рослинний віск, що покриває листя пальми. Хімічною основою воску є мірицилцеротиноат:

С₃₀Н₆₁ОН + С₂₅Н₅₁СООН → С₂₅Н₅₁ – СООС₃₀Н₆₁ + Н₂О

мірициловий спирт церотинова кислота мірицилцеротиноат

Застосовують як компонент полірувальних паст, при вичинці шкур, у виробництві копіювального паперу.

Складні ліпіди

Молекули складних ліпідів утворені залишками молекул ВМЖК, спиртів (часто ВМЖ), неорганічних кислот (найчастіше Н₂SO₄ i H₃PO₄), нітрогенних основ (холін, коламін) і моносахаридів (галактози, глюкози, манози).

До складних ліпідів належать:

8 фосфатиди (фосфоліпіди) – естери, молекули яких утворено залишками спиртів (гліцерину, інозиту, сфінгозину), ВМЖК (насиченими і ненасиченими), ортофосфорної кислоти і нітрогенної основи.

Разом з білками складають хімічну основу біомембран клітин.

Молекула фосфатиду складається з гідрофільної (полярної) і гідрофобної (неполярної) частин. Гідрофільна частина має негативний заряд фосфату і позитивний – Нітрогену, і є диполем (цвітер-іоном). Гідрофобна частина складається з довгих ланцюгів залишків ВЖК. Це обумовлює поверхнево-активні властивості ліпіду, дає можливість формувати плівкові структури в моно шарі на межі поділу фаз, взаємодіяти з різними сполуками (полярними і неполярними), активно брати участь у реакціях анаболізму і катаболізму клітини. Фосфатидами багаті нервова тканина, печінка.

За природою спиртових залишків розрізняють такі групи фосфатидів:

Ä Гліцерофосфатиди– складні ліпіди, молекула яких утворена залишками гліцерину, ВМЖК, Н3РО4 і однією з нітрогенних основ. Розрізняють: þ холінфосфатиди (лецитин)
þ фосфатидилетаноламін (коламін, кефалін) (відрізняється від холінфосфатиду наявністю в складі азотистої основи етаноламіну (HO—CH2—CH2—N+H3). · складаються з гліцерину, двох залишків молекул вищих жирних кислот, залишку фосфорної кислоти та коламіну. Є важливими компонентами клітинних мембран.
В молекулі фосфатидилсерину азотистою основою є залишок амінокислоти серину þ фосфатидилсерин Відіграють важливу роль у синтезі фосфатидилетаноламінів.
þ інозитфосфатиди містять залишки циклічного спирту інозиту. Поширені в природі, містяться в рослинах і мікроорганізмах, в мозку, печінці, легенях тварин ілюдини.
þ ацетальфосфатиди (фосфатидальхолин, плазмалоген). В розбавлених кислотах плазмалогени гідролізують з утворенням альдегіду, α, β-ненасиченого спирту.
þ сфінгозинфосфатиди (сфінгомієліни) ‑ складні ліпіди, молекула яких утворена ненасиченим аміноспиртом сфінгозином, ВМЖК, Н3РО4 і холіном. Ними багаті нервова тканина, тканини селезінки, легень, підшлункової залози, вони складають близько 20% всіх ліпідів мозку.	сфінгозин
Загальний план побудови молекули сфінгомієліну нагадує будову гліцерофосфоліпідів. Молекула сфінгомієліну містить полярну «голівку», яка несе одночасно позитивний (залишок холіну), і негативний (залишок фосфорної кислоти) заряди, та два неполярних «хвоста» (довгий аліфатичний ланцюг сфінгозину і ацильний радикал жирної кислоти).
þ кардиолипіди містять 2 молекули фосфатидної кислоти, зв’язані за допомогою однієї молекули гліцерину. Кардіоліпін локалізований у внутрішній мембрані мітохондрій, виявляє імунні властивості.
Ä Гліколіпіди – складні ліпіди, молекули яких побудовано з ліпідного та вуглеводного фрагментів, що з’єднані між собою ковалентним зв’язком. Гліколіпіди –складові частини біомембран клітин, з окремими з них пов’язано явище імунітету, деякі – беруть участь у процесах міжклітинної адгезії. Широко представлені в тканинах, особливо в нервовій тканині (в мозку). Головною формою гліколіпідів в тваринних тканинах є глікосфінголіпіди, які містять церамід (складається з спирту сфінгозину і залишку жирної кислоти), та один або декілька залишків сахариду. Найпростішими глікосфінголіпідами є галактозилцераміди та глюкозилцераміди. До складу галактозилцерамідів входить гексоза (D-галактоза), що зв’язана ефірним зв’язком з гідроксильною групою аміноспирту сфінгозину, також жирна кислота (лігноцеринова, нервонова або церебронова кислоти), тобто жирні кислоти з 24 атомами карбону. Типовим гліколіпідом є нервон – цереброзид нервової тканини людини і тварин.
Ä Сульфатиди– складні ліпіди, молекула яких утворена залишками ненасиченого аміноспирту сфінгозину, церебронової або лінгоцеринової кислот, галактози і сульфатної кислоти. Сульфатиди виконують структурну і метаболічні функції в тканинах мозку, нирок і м’язів. Можуть з’являтися в сечі внаслідок захворювання організму людей і тварин церебральним склерозом.

Ліпопротеїди ‑ білки, до складу простетичної групи яких входять ліпіди та їх похідні (тригліцериди, фосфатиди, холестерин).

Ліпопротеїди досить розповсюджені в тканинах рослин і тварин як складова частина цитоплазми і клітинних структур. Є основою біологічних мембран і різних органів клітини. Комплекси білків з ліпідами містяться також у різних рідинах організму, нервовій тканині та тканинах внутрішніх органів – нирок, легень, слизовій оболонці шлунка.

Поиск по сайту:

---